JP7180389B2 - 穿孔装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、穿孔装置および画像形成装置に関する。

シート材に孔を開ける穿孔装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この穿孔装置は、筐体と、穿孔部材と、穿孔部材の片側に設けられ、所定方向に往復移動可能な板状部材とを備えている。板状部材には、所定方向に延び、穿孔部材の移動をガイドする溝が形成されている。板状部材が所定方向に往復移動することで、穿孔部材が、溝に沿って移動してシート材を穿孔し、その後、元の位置に戻る穿孔動作が２回行われる。

特開２０１６－６３３７１号公報

しかしながら、穿孔部材の片側で板状部材を支持する構成の場合、最も負荷が大きくなるタイミングであるシート材を穿孔する時において、穿孔部材が傾く。これにより、筐体における穿孔部材の傾きを規制するための穴の縁等と、傾いた穿孔部材とが、穿孔部材の移動により擦れ合う。板状部材の往復移動が行われるので、穿孔動作が２回行われることで、上記の穿孔部材と筐体との擦れ合いが２回発生する。その結果、穿孔装置における耐久不良が発生し、ひいてはバリやけば等の穿孔不良や穿孔装置の動作不良が発生するおそれがあった。

本発明の目的は、耐久性を向上させることが可能な穿孔装置および画像形成装置を提供することである。

シート材を穿孔する穿孔位置と、前記穿孔位置から退避した退避位置との間を移動することでシート材を穿孔する穿孔部材と、
前記穿孔部材の移動時に前記穿孔部材の傾きを規制する規制穴が形成された規制部を有する筐体と、
前記穿孔部材の両側から突出して設けられる係合軸と、
前記穿孔部材の両側に対向配置され、前記係合軸が係合する係合溝がそれぞれ形成された第１板状部材および第２板状部材と、
前記第１板状部材および前記第２板状部材を移動させる駆動部材と、
を備え、
前記第１板状部材および前記第２板状部材は、
それぞれの移動により、前記係合軸を係合支持する係合溝を前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替えつつ、前記穿孔位置と前記退避位置との間で前記穿孔部材を移動させ、
前記穿孔部材が前記退避位置から前記穿孔位置まで移動する際、前記穿孔部材が前記穿孔位置に到達したタイミングで、前記係合軸を係合する係合溝が、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替わるように配置されている。

本発明に係る画像形成装置は、
シート材を穿孔する穿孔位置と、前記穿孔位置から退避した退避位置との間を移動することでシート材を穿孔する穿孔部材と、
前記穿孔部材の移動時に前記穿孔部材の傾きを規制する規制穴が形成された規制部を有する筐体と、
前記穿孔部材の両側から突出して設けられる係合軸と、
前記穿孔部材の両側に対向配置され、前記係合軸が係合する係合溝がそれぞれ形成された第１板状部材および第２板状部材と、
前記第１板状部材および前記第２板状部材を移動させる駆動部材と、
を備え、
前記第１板状部材および前記第２板状部材は、
それぞれの移動により、前記係合軸を係合支持する係合溝を前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替えつつ、前記穿孔位置と前記退避位置との間で前記穿孔部材を移動させ、
前記穿孔部材が前記退避位置から前記穿孔位置まで移動する際、前記穿孔部材が前記穿孔位置に到達したタイミングで、前記係合軸を係合する係合溝が、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替わるように配置されている。

本発明によれば、耐久性を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る穿孔装置を備えた画像形成システムの全体構成を概略的に示す図である。 画像形成装置の制御系の主要部を示す図である。 穿孔装置の斜視図である。 穿孔装置の断面図である。 穿孔部材が退避位置のときの各板状部材の位置関係の一例を示す図である。 各板状部材に設けられたラックギヤと駆動部材とを示す図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔部材の傾きを説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔装置の動作を説明するための図である。 穿孔部材の傾きを説明するための図である。 穿孔部材の片側のみに板状部材を設けた構成の一例を示す図である。 図１７Ａに示す構成の穿孔部材の傾きを説明するための図である。 図１７Ａに示す板状部材を穿孔部材の両側に設ける構成の一例を示す図である。 第１板状部材および第２板状部材を互いに同方向に移動させる構成の一例を示す図である。 １つの板状部材に複数の溝を形成した構成の一例を示す図である。 １つの板状部材に複数の溝を形成した構成の一例を示す図である。 １つの板状部材に複数の溝を形成した構成の一例を示す図である。 １つの板状部材に複数の溝を形成した構成の一例を示す図である。 板状部材の上端面に突出部を設けた構成の一例を示す図である。 板状部材の上端面に突出部を設けた構成の一例を示す図である。 板状部材の上端面および下端面にそれぞれ突出部を設けた構成の一例を示す図である。 第２溝と第３溝との境界にテーパー面を設けた構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る穿孔装置２００を備えた画像形成システム１００の全体構成を概略的に示す図である。図２は、画像形成装置１の制御系の主要部を示す図である。

図１に示すように、画像形成システム１００は、シート材の一例としての用紙Ｓの搬送方向に沿って上流側から、画像形成装置１および後処理装置２が接続されて構成される。

画像形成装置１は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置１は、感光体ドラム４１３上に形成されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色トナー像を中間転写ベルト４２１に一次転写し、中間転写ベルト４２１上で４色のトナー像を重ね合わせた後、給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃから送出された用紙Ｓに二次転写することにより、画像を形成する。

また、画像形成装置１には、ＹＭＣＫの４色に対応する感光体ドラム４１３を中間転写ベルト４２１の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト４２１に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。

図２に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、操作表示部２０、画像処理部３０、画像形成部４０、用紙搬送部５０、定着部６０および制御部１０１を備える。

制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４等を備える。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ１０４に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置１の各ブロック等の動作を集中制御する。このとき、記憶部７２に格納されている各種データが参照される。記憶部７２は、例えば不揮発性の半導体メモリ（いわゆるフラッシュメモリ）やハードディスクドライブで構成される。

制御部１０１は、通信部７１を介して、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続された外部の装置（例えばパーソナルコンピューター）との間で各種データの送受信を行う。制御部１０１は、例えば、外部の装置から送信された画像データ（入力画像データ）を受信し、この画像データに基づいて用紙Ｓに画像を形成させる。通信部７１は、例えばＬＡＮカード等の通信制御カードで構成される。

図１に示すように、画像読取部１０は、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）と称される自動原稿給紙装置１１および原稿画像走査装置１２（スキャナー）等を備えて構成される。

自動原稿給紙装置１１は、原稿トレイに載置された原稿Ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２へ送り出す。自動原稿給紙装置１１により、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Ｄの画像（両面を含む）を連続して一挙に読み取ることが可能となる。

原稿画像走査装置１２は、自動原稿給紙装置１１からコンタクトガラス上に搬送された原稿又はコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサー１２ａの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部１０は、原稿画像走査装置１２による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部３０において所定の画像処理が施される。

図２に示すように、操作表示部２０は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）で構成され、表示部２１及び操作部２２として機能する。表示部２１は、制御部１０１から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部２２は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部１０１に出力する。

画像処理部３０は、初期設定又はユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部３０は、制御部１０１の制御下で、階調補正データ（階調補正テーブル）に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部３０は、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部４０が制御される。

図１に示すように、画像形成部４０は、印刷ジョブの設定に基づいて用紙Ｓに画像を形成する。画像形成部４０は、入力画像データに基づいて、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ、中間転写ユニット４２等を備える。

Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分、Ｋ成分用の画像形成ユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にＹ、Ｍ、Ｃ、又はＫを添えて示すこととする。図１では、Ｙ成分用の画像形成ユニット４１Ｙの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの構成要素については符号が省略されている。

画像形成ユニット４１は、露光装置４１１、現像装置４１２、感光体ドラム４１３、帯電装置４１４、及びドラムクリーニング装置４１５等を備える。

感光体ドラム４１３は、例えばドラム状の金属基体の外周面に、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層が形成された有機感光体よりなる。

制御部１０１は、感光体ドラム４１３を回転させる駆動モーター（図示略）に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム４１３を一定の周速度で回転させる。

帯電装置４１４は、例えば帯電チャージャーであり、コロナ放電を発生させることにより、光導電性を有する感光体ドラム４１３の表面を一様に負極性に帯電させる。

露光装置４１１は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム４１３に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。その結果、感光体ドラム４１３の表面のうちレーザー光が照射された画像領域には、背景領域との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。

現像装置４１２は、二成分逆転方式の現像装置であり、感光体ドラム４１３の表面に各色成分の現像剤を付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。

現像装置４１２には、例えば帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流現像バイアス、または交流電圧に帯電装置４１４の帯電極性と同極性の直流電圧が重畳された現像バイアスが印加される。その結果、露光装置４１１によって形成された静電潜像にトナーを付着させる反転現像が行われる。

ドラムクリーニング装置４１５は、感光体ドラム４１３の表面に当接され、弾性体よりなる平板状のドラムクリーニングブレード等を有し、中間転写ベルト４２１に転写されずに感光体ドラム４１３の表面に残留するトナーを除去する。

中間転写ユニット４２は、中間転写ベルト４２１、一次転写ローラー４２２、複数の支持ローラー４２３、二次転写ローラー４２４、及びベルトクリーニング装置４２６等を備える。

中間転写ベルト４２１は無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー４２３にループ状に張架される。複数の支持ローラー４２３のうちの少なくとも１つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、Ｋ成分用の一次転写ローラー４２２よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー４２３Ａが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー４２３Ａが回転することにより、中間転写ベルト４２１は矢印Ａ方向に一定速度で走行する。

中間転写ベルト４２１は、導電性および弾性を有するベルトであり、表面に高抵抗層を有する。中間転写ベルト４２１は、制御部１０１からの制御信号によって回転駆動される。

一次転写ローラー４２２は、各色成分の感光体ドラム４１３に対向して、中間転写ベルト４２１の内周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、一次転写ローラー４２２が感光体ドラム４１３に圧接されることにより、感光体ドラム４１３から中間転写ベルト４２１へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。

二次転写ローラー４２４は、駆動ローラー４２３Ａのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー４２３Ｂに対向して、中間転写ベルト４２１の外周面側に配置される。中間転写ベルト４２１を挟んで、二次転写ローラー４２４がバックアップローラー４２３Ｂに圧接されることにより、中間転写ベルト４２１から用紙Ｓへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。

一次転写ニップを中間転写ベルト４２１が通過する際、感光体ドラム４１３上のトナー像が中間転写ベルト４２１に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー４２２に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト４２１の裏面側、つまり一次転写ローラー４２２と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト４２１に静電的に転写される。

その後、用紙Ｓが二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト４２１上のトナー像が用紙Ｓに二次転写される。具体的には、二次転写ローラー４２４に二次転写バイアスを印加し、用紙Ｓの裏面側、つまり二次転写ローラー４２４と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙Ｓに静電的に転写される。トナー像が転写された用紙Ｓは定着部６０に向けて搬送される。

ベルトクリーニング装置４２６は、二次転写後に中間転写ベルト４２１の表面に残留する転写残トナーを除去する。

定着部６０は、用紙Ｓの定着面、つまりトナー像が形成されている面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部６０Ａ、用紙Ｓの裏面つまり定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部６０Ｂ、および加熱源等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップが形成される。

定着部６０は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙Ｓを定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙Ｓにトナー像を定着させる。定着部６０は、定着器Ｆ内にユニットとして配置される。

上側定着部６０Ａは、定着面側部材である無端状の定着ベルト６１、加熱ローラー６２および定着ローラー６３を有する。定着ベルト６１は、加熱ローラー６２と定着ローラー６３とによって張架されている。

下側定着部６０Ｂは、裏面側支持部材である加圧ローラー６４を有する。加圧ローラー６４は、定着ベルト６１との間で用紙Ｓを挟持して搬送する定着ニップを形成している。

用紙搬送部５０は、給紙部５１、排紙部５２、及び搬送経路部５３等を備える。給紙部５１を構成する３つの給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃには、坪量やサイズ等に基づいて識別された用紙Ｓ（規格用紙、特殊用紙）が予め設定された種類毎に収容される。

搬送経路部５３は、レジストローラー対５３ａ等の複数の搬送ローラー対、用紙Ｓを画像形成部４０および定着部６０を通過させ、画像形成装置１の機外に排出する通常搬送路５３ｂ等を有する。

給紙トレイユニット５１ａ～５１ｃに収容されている用紙Ｓは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部５３により画像形成部４０に搬送される。画像形成部４０においては、中間転写ベルト４２１のトナー像が用紙Ｓの一方の面に一括して二次転写され、定着部６０において定着工程が施される。画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラー５２ａを備えた排紙部５２により機外に排紙される。

後処理装置２は、画像形成装置１から排紙された用紙Ｓを搬入して、当該用紙Ｓに穿孔する穿孔装置２００を備える。図３および図４に示すように、穿孔装置２００は、筐体２１０と、穿孔部材２２０と、用紙ガイド部材２３０と、一対の板状部材２４０と、駆動部材２５０（図６参照）とを有する。

筐体２１０は、第１壁部２１１と、第２壁部２１２と、第３壁部２１３と、第４壁部２１４とを有する。

第１壁部２１１、第２壁部２１２および第３壁部２１３は、一体に形成されている。第１壁部２１１および第３壁部２１３は、図４における左右方向に延びる壁部であり、図示における上下方向で互いに対向配置されている。

第２壁部２１２は、図４における上下方向に延びる壁部であり、図４における第１壁部２１１の右端と、第３壁部２１３の右端とを繋いでいる。

第１壁部２１１には、穿孔部材２２０が通される第１規制穴２１１Ａが形成されている。第３壁部２１３には、穿孔部材２２０が通される第２規制穴２１３Ａが形成されている。

図３に示すように、第４壁部２１４は、第３壁部２１３における、第２壁部２１２とは反対側の端部に設けられており、上方向に延びている。第４壁部２１４には、係合軸２１２が通される穴２１４Ａが形成されている。穴２１４Ａに係合軸２２１が通されることにより、係合軸２２１の回転が規制される。また、図示しないが第２壁部２１２にも同様に、穿孔部材２２０の回転規制のための穴が形成されていても良い。なお、図４においては、第４壁部２１４は、図示を省略している。

穿孔部材２２０は、用紙Ｓに穿孔する部材であり、上下方向に延びる円柱状に構成されている。穿孔部材２２０の上下方向における中央部付近に係合軸２２１が通されている。係合軸２２１は、穿孔部材２２０の両側における第２壁部２１２および第４壁部２１４の両方に向けて突出するように、穿孔部材２２０に設けられている。なお、係合軸２２１は、穿孔部材２２０と一体に構成されていても良い。

穿孔部材２２０は、下端部２２２が用紙Ｓに穿孔可能な形状に構成されており、係合軸２２１が板状部材２４０に支持された状態で、第１壁部２１１の第１規制穴２１１Ａと、第３壁部２１３の第２規制穴２１３Ａとの間を通されている。

図４に示すように、穿孔部材２２０は、後述する板状部材２４０の移動により、用紙Ｓを穿孔する穿孔位置（２点鎖線の位置）と、穿孔位置から退避した退避位置（実線の位置）とを移動する。

第１規制穴２１１Ａおよび第２規制穴２１３Ａを通されることにより、穿孔部材２２０は、板状部材２４０の作用によって、上下方向に移動する際、第１規制穴２１１Ａの縁および第２規制穴２１３Ａの縁によって、傾くことを規制される。

用紙ガイド部材２３０は、穿孔装置２００内を搬送される用紙Ｓの搬送をガイドする部材であり、穿孔部材２２０と対向する位置に設けられている。用紙ガイド部材２３０における穿孔部材２２０と対向する位置には、穿孔部材２２０の下端部２２２が入り込む穴２３１が形成されている。用紙ガイド部材２３０は、本発明の「シート材載置部材」に対応する。

用紙ガイド部材２３０上に用紙Ｓが位置する場合、穿孔部材２２０が下方に移動すると、穿孔部材２２０が用紙Ｓを突き抜けて穴２３１に入り込む（２点鎖線参照）。このように、穿孔部材２２０が退避位置（実線の位置）から穿孔位置に移動することで、用紙Ｓが穿孔される。

図３および図４に示すように、板状部材２４０は、穿孔部材２２０の両側に１つずつ設けられ、平板上に構成されている。なお、以下の説明では、図３等における手前側の板状部材２４０や図４等における右側の板状部材２４０を第１板状部材２４０Ａとする。また、図３等における奥側の板状部材２４０や図４等における左側の板状部材２４０を第２板状部材２４０Ｂとする。また、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂを特に区別しない場合、単に板状部材２４０とする。

板状部材２４０には、第１溝２４１と、第２溝２４２と、第３溝２４３とが形成されている。第１溝２４１、第２溝２４２および第３溝２４３は、本発明の「係合溝」に対応する。第１溝２４１および第２溝２４２は、本発明の「係合部分」に対応する。第３溝２４３は、本発明の「非係合部分」に対応する。

第１溝２４１、第２溝２４２および第３溝２４３は、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂともに、図５において左からこの順に並んでいる。つまり、第１板状部材２４０Ａの溝、および、第２板状部材２４０Ｂの溝は、同一形状である。

第１溝２４１および第２溝２４２は、係合軸２２１を係合可能な幅に構成されている。つまり、第１溝２４１および第２溝２４２は、係合軸２２１と係合する部分である。

第１溝２４１は、左右方向に延びている。第２溝２４２は、第１溝２４１の右端から右斜め下方向に延びている。つまり、第２溝２４２は、左右方向（板状部材２４０の移動方向）に対して傾斜している。

また、第２溝２４２の下端部の位置は、穿孔部材２２０が上述の穿孔位置であるときの係合軸２２１の高さに相当する位置である。第１溝２４１の位置および第２溝２４２の上端部の位置は、穿孔部材２２０が上述の退避位置であるときの係合軸２２１の高さに相当する位置である。

すなわち、第２溝２４２は、係合軸２２１が係合することで、穿孔位置と退避位置との間で穿孔部材２２０の移動をガイドするように構成されている。

第３溝２４３は、第２溝２４２の下端部と繋がっており、係合軸２２１を係合できないような幅に構成されている。つまり、第３溝２４３は、係合軸２２１と係合しない部分である。

具体的には、第３溝２４３は、上下方向（退避位置から穿孔位置まで向かう方向）における第２溝２４２が設けられた範囲に等しい幅を有する四角形状に形成されている。なお、第３溝２４３は、上下方向における第２溝２４２が設けられた範囲より広い幅を有していても良い。

また、図６に示すように、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂには、ラックギヤ２４４が形成されている。ラックギヤ２４４は、板状部材２４０における、例えば、図５における第３溝２４３よりもさらに右側の部位に設けられている。なお、板状部材におけるラックギヤ２４４が設けられた部位は、図３および図５等においては、図面の見やすさ等を考慮して図示を省略している。

第１板状部材２４０Ａのラックギヤ２４４Ａと、第２板状部材２４０Ｂのラックギヤ２４４Ｂとは、互いに対向しており、駆動部材２５０（例えば、モーター）の駆動軸に接続されたギヤ２５１と互いに噛み合っている。

駆動部材２５０が駆動すると、ギヤ２５１の回転により、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが、穿孔部材２２０の移動方向（上下方向）とは異なる方向である、左右方向に移動する。具体的には、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは、左右方向における、互いに逆の方向に移動する。

例えば、図５において、第１板状部材２４０Ａが左側に移動する場合、第２板状部材２４０Ｂは、右側に移動する。また、第１板状部材２４０Ａが右側に移動する場合、第２板状部材２４０Ｂは、左側に移動する。

そして、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは、何れか一方の第１溝２４１および第２溝２４２で係合軸２２１を係合支持しない状態で、かつ、何れか他方の第３溝２４３で係合軸２２１を係合しない状態になるように、対向配置されている。

図５に示す例では、第１板状部材２４０Ａの第３溝２４３Ａが係合軸２２１の位置になるように第１板状部材２４０Ａが配置され、第２板状部材２４０Ｂの第１溝２４１Ｂが係合軸２２１の位置になるように第２板状部材２４０Ｂが配置されている。

第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは、それぞれの移動により、係合軸２２１を係合支持する第１溝２４１および第２溝２４２を第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で切り替える。この切り替え動作をしつつ、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは、穿孔位置と退避位置との間で穿孔部材２２０を移動させる。

具体的には、穿孔部材２２０の退避位置から穿孔位置の移動の際、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの何れか一方の第２溝２４２により、係合軸２２１をガイドする（例えば、図７および図８参照）。そして、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミングで、係合軸２２１が第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの何れか他方の第２溝２４２に受け渡される（例えば、図１０および図１１参照）。

ここでいう「穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミング」とは、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミングと同タイミングの他、同タイミングの前の穿孔部材２２０が用紙Ｓに接触したタイミング等、同タイミングから微小時間ずれたタイミングも含まれる。

つまり、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは、穿孔部材２２０が退避位置から穿孔位置まで移動する際、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミングで、係合軸２２１を係合する第２溝２４２が、第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で切り替わるように配置されている。その後、他方の第２溝２４２により、係合軸２２１がガイドされることで、穿孔部材２２０が穿孔位置から退避位置に移動する（例えば、図１２および図１３参照）。

すなわち、係合軸２２１は、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの何れか一方の第１溝２４１および第２溝２４２に位置する場合、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの何れか他方の第３溝２４３に位置するようになっている。

このようにすることで、穿孔部材２２０の退避位置から穿孔位置への移動と、穿孔位置から退避位置への移動とで、係合軸２２１を係合支持する板状部材２４０を切り替えることができる。その結果、穿孔部材２２０の穿孔動作の際に筐体２１０にかかる負荷を穿孔部材２２０の両側に分散させることができるので、穿孔装置２００の耐久性を向上させることができる。

次に、穿孔装置２００の動作について詳細に説明する。具体的に、図５に示す状態から、穿孔装置２００における一連の動作について説明する。

図５に示すように、穿孔部材２２０が退避位置である場合、例えば、第２板状部材２４０Ｂの第１溝２４１Ｂに係合軸２２１が配置されている。このとき、第１板状部材２４０Ａの第３溝２４３Ａの右上隅に係合軸２２１が配置されている。

図７に示すように、第１板状部材２４０ＡがＸ方向に移動し、第２板状部材２４０ＢがＸ方向とは逆方向のＹ方向に移動すると、図８に示すように、係合軸２２１が、第２板状部材２４０Ｂの第１溝２４１Ｂから第２溝２４２Ｂに相対的に移動する。係合軸２２１が第２溝２４２Ｂに沿って移動することにより、穿孔部材２２０が退避位置から穿孔位置に向けて移動する。このとき、係合軸２２１は、第１板状部材２４０Ａの第３溝２４３Ａ内に位置している。

ここで、図９に示すように、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達して用紙Ｓに穿孔することで、穿孔部材２２０に負荷がかかり、穿孔部材２２０の上端部が、係合支持されている側の板状部材２４０側に傾く。図９に示す例では、第２板状部材２４０Ｂ側に、穿孔部材２２０の上端部が傾いている。

この際、穿孔部材２２０が、第１壁部２１１の第１規制穴２１１Ａの右側の縁と、用紙ガイド部材２３０の穴２３１の左側の縁と接触する。

図１０に示すように、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは移動を続け、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミングで、第２板状部材２４０Ｂの第２溝２４２Ｂの下端部に係合軸２２１が到達する。それと略同タイミングで、第１板状部材２４０の第３溝２４３Ａと第２溝２４２Ａとの境界部分が係合軸２２１の位置に到達する。

これにより、図１１に示すように、係合軸２２１が、第２板状部材２４０Ｂの第２溝２４２Ｂから、第１板状部材２４０Ａの第２溝２４２Ａに受け渡される。すなわち、係合軸２２１の係合が、第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で切り替わる。

図１２に示すように、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂは移動を続け、図１３に示すように、係合軸２２１が第１板状部材２４０Ａの第２溝２４２Ａに沿って、第１溝２４１Ａ側に移動する。穿孔部材２２０が穿孔位置から退避位置に向けて移動する。このとき、係合軸２２１は、第２板状部材２４０Ｂの第３溝２４３Ｂ内に位置している。

その後、係合軸２２１が第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの移動により、第１板状部材２４０Ａの第２溝２４２Ａに沿って、上に移動して、穿孔部材２２０が退避位置に到達する。そして、図１４および図１５に示すように、係合軸２２１が第１板状部材２４０Ａの第１溝２４１Ａに到達して、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが停止する。このとき、係合軸２２１は、第２板状部材２４０Ｂの第３溝２４３Ｂの右隅に位置している。

また、図１５の状態から、図５の状態までの動作遷移は、上記と同様であるため、その動作説明を省略する。

ここで、図１６に示すように、板状部材２４０が図５の状態に戻る際、穿孔部材２２０の穿孔位置に移動する際、穿孔部材２２０にかかる負荷により、図５の状態から図１５の状態の動作遷移時と同様に、穿孔部材２２０の上端部が、係合支持されている側の板状部材２４０側に傾く。図１６に示す例では、係合軸２２１を支持する板状部材２４０が図５のときと切り替わっているため、第１板状部材２４０Ａ側に、穿孔部材２２０の上端部が傾いている。

この際、穿孔部材２２０が、第１壁部２１１の第１規制穴２１１Ａの左側の縁と、用紙ガイド部材２３０の穴２３１の右側の縁と接触する。つまり、穿孔部材２２０の傾き方向が、図５の状態から図１５の状態までの第１動作遷移時と、図１５の状態から図５の状態までの第２動作遷移時とで変更される。これにより、穿孔部材２２０が接触する筐体２１０の部位や用紙ガイド部材２３０の部位にかかる負荷を分散することができる。

以上のように構成された本実施の形態によれば、穿孔部材２２０の穿孔位置への移動および退避位置への移動のそれぞれにおいて、係合軸２２１を係合支持する板状部材２４０を切り替える。これにより、穿孔部材２２０の穿孔動作に起因して発生する穿孔部材２２０の傾き方向を、第１動作遷移時と、第２動作遷移時とで変更することができる。

そのため、穿孔部材２２０が接触する筐体２１０の部位や用紙ガイド部材２３０の部位にかかる負荷を分散することができるので、穿孔装置２００における耐久性を向上させることができる。

ここで、例えば、図１７Ａに示すように、板状部材３００が穿孔部材２２０の片側のみに配置される穿孔装置２００における負荷について説明する。

板状部材３００には、第１の溝３０１と、第２の溝３０２と、第３の溝３０３とが形成されている。第１の溝３０１は、左右方向に延びている。第２の溝３０２は、第１の溝３０１の右端部から右斜め下方向に延びた後、右斜め上方向に延びるＶ字状に構成されている。第３の溝３０３は、第２の溝３０２の右端部から右方向に延びている。

係合軸２２１は、板状部材３００の移動により第２の溝３０２に沿って移動することで、穿孔部材２２０は上下方向に移動する。この構成では、係合軸２２１が第１の溝３０１から第３の溝３０３まで移動した後、第３の溝３０３から第１の溝３０１まで移動する際の板状部材３００の往復動作の間に、穿孔部材２２０は、２回の穿孔動作を行うようになっている。

しかし、図１７Ａに示す構成では、片側のみに板状部材３００が配置されているため、図１７Ｂに示すように、板状部材３００の往復動作のそれぞれにおいて、穿孔部材２２０の傾きが同じ向きとなる。具体的には、穿孔部材２２０の上端部が、係合支持されている側の板状部材３００側に傾く。

この際、穿孔部材２２０が、板状部材３００の往復動作のそれぞれにおいて、第１壁部２１１の第１規制穴２１１Ａの右側の縁と、用紙ガイド部材２３０の穴２３１の左側の縁と接触する。そのため、筐体２１０の穿孔部材２２０が接触する部位と、用紙ガイド部材２３０の穿孔部材２２０が接触する部位とに負荷が集中してかかり続けるので、穿孔装置２００における耐久不良が発生し、ひいてはバリやけば等の穿孔不良や穿孔装置２００の動作不良が発生する。

それに対し、本実施の形態では、上記したように、穿孔部材２２０の傾き方向が、第１動作遷移時と、第２動作遷移時とで変更されるので、穿孔部材２２０が接触する筐体２１０の部位や用紙ガイド部材２３０の部位にかかる負荷を分散することができる。つまり、本実施の形態では、穿孔装置２００における耐久性を向上させることができる。

また、第３溝２４３が上下方向において、第２溝２４２が設けられた範囲に等しい幅を有するので、係合軸２２１が一方の第２溝２４２を移動中に、他方の第３溝２４３を形成する壁と係合軸２２１とが干渉することを抑制することができる。

ところで、穿孔部材２２０の傾きを抑制するため、図１８に示すように、図１７Ａに示す板状部材３００を穿孔部材２２０の両側に設ける構成が考えられる。この構成では、２つの板状部材３００の位置を揃えた上で、２つの板状部材３００を同方向に移動させることで、穿孔部材２２０を上下方向に移動させる。なお、図１８では、筐体２１０、穿孔部材２２０等は省略している。

しかし、この構成であると、２つの板状部材３００における溝形状や、２つの板状部材３００の位置を精度良く合わせる必要が生じるので、高コストとなりやすい。

それに対し、本実施の形態では、係合軸２２１の第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの受け渡しができれば良い。言い換えると、本実施の形態では、多少、溝形状にずれがあったり、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂの各位置が多少ずれていても、穿孔部材２２０の負荷を分散させることができる。そのため、本実施の形態では、図１８の構成と比較してコストダウンを図ることができる。

なお、上記実施の形態では、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが互いに逆方向に移動していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１９に示すように、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが同方向に移動しても良い。

この構成の場合、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂには、上記実施の形態と同様に同一形状の溝が形成されている。溝の形状は、上記実施の形態と同様である。

第１板状部材２４０Ａの各溝２４１Ａ，２４２Ａ，２４３Ａ、および、第２板状部材２４０Ｂの各溝２４１Ｂ，２４２Ｂ，２４３Ｂは、対称配置されている。このような構成であっても、係合軸２２１を第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で受け渡すようにすることで、穿孔装置２００の耐久性を向上させることができる。

また、上記実施の形態では、１枚の板状部材２４０に１つの溝が形成されていたが、本発明はこれに限定されず、穿孔部材２２０の数に合わせて複数の溝を１つの板状部材２４０に形成しても良い。

例えば、図２０Ａおよび図２０Ｂに示すように、穿孔部材２２０を２つ有する構成の場合、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂのそれぞれには２つの溝が形成されることとなる。図２０Ａには、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが互いに逆方向に移動する場合の構成が示されている。図２０Ｂには、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが互いに同方向に移動する場合の構成が示されている。

また、１つの板状部材２４０に複数の溝を形成する構成の場合、同一の板状部材２４０における溝形状を異ならせても良い。

例えば、図２１Ａに示すように、図２０Ａに示すような、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが互いに逆方向に移動する構成の場合、第１板状部材２４０Ａにおける各溝は、ともに第１溝２４１Ａ、第２溝２４２Ａおよび第３溝２４３Ａを有しているが、第１溝２４１Ａが互いに対向するように配置されている。また、第２板状部材２４０Ｂにおける各溝も、ともに第１溝２４１Ｂ、第２溝２４２Ｂおよび第３溝２４３Ｂを有しているが、第１溝２４１Ｂが互いに対向するように配置されている。

係合軸２２１が共通する溝における、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂにおける第１溝、第２溝および第３溝の位置関係は、同じとなっている。

また、図２１Ｂに示すように、図２０Ｂに示すような、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂが同方向に移動する構成の場合、第１板状部材２４０Ａにおける各溝は、ともに第１溝２４１Ａ、第２溝２４２Ａおよび第３溝２４３Ａを有しているが、第１溝２４１Ａが互いに対向するように配置されている。また、第２板状部材２４０Ｂにおける各溝は、ともに第１溝２４１Ｂ、第２溝２４２Ｂおよび第３溝２４３Ｂを有しているが、第３溝２４３Ｂが互いに対向するように配置されている。

係合軸２２１が共通する溝における、第１板状部材２４０Ａおよび第２板状部材２４０Ｂにおける第１溝、第２溝および第３溝の位置関係は、対称配置の関係となっている。

このような構成によれば、用紙Ｓの複数箇所に穿孔しつつ、穿孔装置２００の耐久性を向上させることができる。また、複数の穿孔部材２２０のそれぞれに対応するように、第１板状部材２４０Ａを複数設け、かつ、第２板状部材２４０Ｂを複数設けた構成であっても良い。

また、図２２および図２３に示すように、板状部材２４０には、突出部２４５を設けても良い。突出部２４５は、板状部材２４０の上端面における第２溝２４２に対応する位置から突出しており、板状部材２４０を挟んで穿孔部材２２０における穿孔箇所とは反対側に位置する第１壁部２１１に接触する。なお、図２２では、図２１Ａに示す板状部材と同様の構成を例示している。

このように、板状部材２４０における最も負荷のかかりやすい第２溝２４２に対応する位置において、突出部２４５が第１壁部２１１と接触することで、板状部材２４０と筐体２１０との接触する部分を、突出部２４５の部分のみとすることができる。ここで、突出部２４５を有さない構成であると、穿孔部材２２０の穿孔動作時に、板状部材２４０の上端面全体が第１壁部２１１と接触することとなる。そのため、この場合、板状部材２４０の上端面全体の平面性を確保する必要が生じ、部品加工の観点からコストがかかる。しかし、突出部２４５を設けると、筐体２１０と接触する部分を突出部２４５のみとすることができるので、板状部材２４０を加工しやすくなり、コストダウンを図ることができる。また、板状部材２４０の筐体２１０との接触部分が小さくなるので、板状部材２４０の移動時における接触部分の抵抗を低減できるので、板状部材２４０の移動の負荷を小さくでき、駆動部材２５０を必要以上に高価なものとすることを低減することができる。また、突出部２４５のみが第１壁部２１１を接触することで、穿孔部材２２０が傾くことに起因する筐体２１０の変形を抑制することができる。

また、図２４に示すように、突出部２４５に加えて板状部材２４０の下端面における第２溝２４２に対応する位置から突出する第２の突出部２４６を設けても良い。

これにより、第２の突出部２４６により、板状部材２４０を挟んで第１壁部２１１とは反対側に位置する第３壁部２１３を第２の突出部２４６のみを接触させることができる。その結果、穿孔部材２２０が傾くことに起因する筐体２１０の変形をさらに抑制することができる。

また、突出部２４５や第２の突出部２４６は、コロ等の回転部材であっても良い。

また、図２５に示すように、板状部材２４０における第３溝２４３における第２溝２４２との境界には、係合軸２２１と第２溝２４２との係合をガイドするテーパー面２４７が形成されていても良い。

テーパー面２４７は、第２溝２４２を形成する上壁および下壁のうち、上壁における第２溝２４２の下端部に対応する位置から、第３溝２４３側の右斜め上側に延びる面である。このようなテーパー面２４７により、第３溝２４３から第２溝２４２への係合軸２２１の受入口が、第３溝２４３側に向かうにつれ広くなっている。

これにより、係合軸２２１が第３溝２４３から第２溝２４２に入り込みやすくなり、ひいては、第２溝２４２に係合しやすくすることができる。

また、上記実施の形態では、板状部材２４０の溝形状が第１溝２４１、第２溝２４２および第３溝２４３で構成されていたが、本発明はこれに限定されず、第１溝２４１、第２溝２４２および第３溝２４３以外の溝形状であっても良い。

また、上記実施の形態では、穿孔部材２２０が穿孔位置に到達したタイミングで、係合軸２２１を係合する第２溝２４２が、第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で切り替わっていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、係合軸２２１が第２溝２４２を移動中の適宜なタイミングで、係合軸２２１を係合する第２溝２４２が、第１板状部材２４０Ａと第２板状部材２４０Ｂとの間で切り替わっても良い。

また、上記実施の形態では、駆動部材がモーターそのものであったが、本発明はこれに限定されず、外部装置に設けられたモーター等の駆動源から駆動力を伝達される駆動機構であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１ 画像形成装置
２ 後処理装置
１００ 画像形成システム
２００ 穿孔装置
２１０ 筐体
２１１ 第１壁部
２１１Ａ 第１規制穴
２１２ 第２壁部
２１３ 第３壁部
２１３Ａ 第２規制穴
２１４ 第４壁部
２１４Ａ 穴
２２０ 穿孔部材
２２１ 係合軸
２２２ 下端部
２３０ 用紙ガイド部材
２３１ 穴
２４０ 板状部材
２４０Ａ 第１板状部材
２４０Ｂ 第２板状部材
２４１ 第１溝
２４２ 第２溝
２４３ 第３溝
２４４ ラックギヤ
２５０ 駆動部材
２５１ ギヤ

Claims (11)

1. シート材を穿孔する穿孔位置と、前記穿孔位置から退避した退避位置との間を移動することでシート材を穿孔する穿孔部材と、
   前記穿孔部材の移動時に前記穿孔部材の傾きを規制する規制穴が形成された規制部を有する筐体と、
   前記穿孔部材の両側から突出して設けられる係合軸と、
   前記穿孔部材の両側に対向配置され、前記係合軸が係合する係合溝がそれぞれ形成された第１板状部材および第２板状部材と、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材を移動させる駆動部材と、
   を備え、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材は、
   それぞれの移動により、前記係合軸を係合支持する係合溝を前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替えつつ、前記穿孔位置と前記退避位置との間で前記穿孔部材を移動させ、
   前記穿孔部材が前記退避位置から前記穿孔位置まで移動する際、前記穿孔部材が前記穿孔位置に到達したタイミングで、前記係合軸を係合する係合溝が、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替わるように配置されている、
   穿孔装置。
2. 前記係合溝は、前記係合軸が係合することで、前記穿孔位置と前記退避位置との間で前記穿孔部材の移動をガイドするように構成されている、
   請求項１に記載の穿孔装置。
3. 前記係合溝は、前記係合軸と係合しない非係合部分と、前記穿孔部材が前記穿孔位置と前記退避位置との間で移動する際、前記係合軸と係合する係合部分とを有し、
   前記係合軸は、前記第１板状部材および前記第２板状部材の何れか一方の係合部分に位置する場合、前記第１板状部材および前記第２板状部材の何れか他方の非係合部分に位置する、
   請求項１または請求項２に記載の穿孔装置。
4. 前記係合部分は、前記非係合部分から前記第１板状部材および前記第２板状部材の移動方向に対して傾斜するように延び、
   前記非係合部分は、前記退避位置から前記穿孔位置まで向かう方向において、前記係合部分が設けられた範囲以上の幅を有する、
   請求項３に記載の穿孔装置。
5. 前記筐体は、前記穿孔部材が通される第１規制穴が形成され、前記第１板状部材および前記第２板状部材を挟んで前記穿孔部材における穿孔箇所とは反対側に位置する第１部材を有し、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材は、それぞれの係合部分に対応する位置から突出し、前記第１部材と接触する突出部を有する、
   請求項３または請求項４に記載の穿孔装置。
6. 前記筐体は、前記穿孔部材が通される第２規制穴が形成され、前記第１板状部材および前記第２板状部材を挟んで前記第１部材とは反対側に位置する第２部材を有し、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材は、それぞれの係合部分に対応する位置から突出し、前記第２部材と接触する第２の突出部を有する、
   請求項５に記載の穿孔装置。
7. 前記非係合部分における前記係合部分との境界には、前記係合軸と前記係合部分との係合をガイドするテーパー面が形成されている、
   請求項３～６の何れか１項に記載の穿孔装置。
8. 前記第１板状部材の前記係合溝、および、前記第２板状部材の前記係合溝は、同一形状であり、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材は、互いに逆方向に移動する、
   請求項１～７の何れか１項に記載の穿孔装置。
9. 前記第１板状部材の前記係合溝、および、前記第２板状部材の前記係合溝は、同一形状であり、互いに対称配置されており、
   前記第１板状部材および前記第２板状部材は、同方向に移動する、
   請求項１～７の何れか１項に記載の穿孔装置。
10. 前記穿孔位置における前記穿孔部材が入り込む穴が形成されたシート材載置部材を備える、
    請求項１～９の何れか１項に記載の穿孔装置。
11. シート材を穿孔する穿孔位置と、前記穿孔位置から退避した退避位置との間を移動することでシート材を穿孔する穿孔部材と、
    前記穿孔部材の移動時に前記穿孔部材の傾きを規制する規制穴が形成された規制部を有する筐体と、
    前記穿孔部材の両側から突出して設けられる係合軸と、
    前記穿孔部材の両側に対向配置され、前記係合軸が係合する係合溝がそれぞれ形成された第１板状部材および第２板状部材と、
    前記第１板状部材および前記第２板状部材を移動させる駆動部材と、
    を備え、
    前記第１板状部材および前記第２板状部材は、
    それぞれの移動により、前記係合軸を係合支持する係合溝を前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替えつつ、前記穿孔位置と前記退避位置との間で前記穿孔部材を移動させ、
    前記穿孔部材が前記退避位置から前記穿孔位置まで移動する際、前記穿孔部材が前記穿孔位置に到達したタイミングで、前記係合軸を係合する係合溝が、前記第１板状部材と前記第２板状部材との間で切り替わるように配置されている、
    画像形成装置。

Images