穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置
【課題】刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができる穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙を穿孔する穿孔ピンであって、用紙に食い込む刃頂部２０４と用紙を切り抜く刃谷部２０２とを交互に有する刃先部２０６が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８は、第１円弧２１０と第２円弧２２０とを組み合わせた曲線であり、刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０を有する第１円２１２の中心２１４は、刃先線２０８をはさんで、刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０を有する第２円２２２の中心２２４と対向して位置するとともに、第２円２２２の中心２２４よりも本体部の他端側に位置する。
【解決手段】用紙を穿孔する穿孔ピンであって、用紙に食い込む刃頂部２０４と用紙を切り抜く刃谷部２０２とを交互に有する刃先部２０６が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８は、第１円弧２１０と第２円弧２２０とを組み合わせた曲線であり、刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０を有する第１円２１２の中心２１４は、刃先線２０８をはさんで、刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０を有する第２円２２２の中心２２４と対向して位置するとともに、第２円２２２の中心２２４よりも本体部の他端側に位置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータなどを駆動源として穿孔ピンのダイ穴に対する往復運動を行って用紙を穿孔する穿孔装置では、用紙が厚い程或いは用紙の枚数が多い程、当該用紙に穴をあける際の負荷が大きくなる。大きな負荷に対応するためには、大きなトルクが得られるＤＣモータなどを駆動原に用いる必要があるが、動作音、電流値の増大、装置の大型化、及びコストアップなどの問題が生じるため、好ましくない。
【０００３】
このため、例えば特許文献１には、パンチの刃先部を２段のシャー角で形成し、外側の小さいシャー角でシート材を鋭利に穿孔することで、穿孔時の負荷を低下させ、モータトルクを下げる技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、パンチピンの刃頂部の高さ方向の位置を互いにずらすことで、刃頂部がシート材に食い込むタイミングをずらし、穿孔時の負荷を低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３８２９１号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−１０９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、用紙を穿孔する際に発生する負荷で駆動源に対する大きな負荷となるのが、穿孔ピンの刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び穿孔ピンの刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷である。しかしながら、上述した従来技術では、いずれも穿孔ピンの刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷の低減しか考慮されておらず、穿孔ピンの刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷の低減については考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができる穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる穿孔ピンは、用紙を穿孔する穿孔ピンであって、前記用紙に食い込む刃頂部と前記用紙を切り抜く刃谷部とを交互に有する刃先部が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、前記刃谷部と前記刃頂部とを結ぶ刃先線は、第１円弧と第２円弧とを組み合わせた曲線であり、前記刃谷部側の曲線を構成する前記第１円弧を有する第１円の中心は、前記刃先線をはさんで、前記刃頂部側の曲線を構成する前記第２円弧を有する第２円の中心と対向して位置するとともに、前記第２円の中心よりも前記本体部の他端側に位置することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様にかかる穿孔装置は、上記穿孔ピンを有する穿孔機構と、前記穿孔機構を駆動させる動力を生成する駆動源と、前記動力を前記穿孔機構に伝達して、前記穿孔ピンをダイ穴に対して往復移動させる伝達手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様にかかる用紙処理装置は、上記穿孔装置を備える事を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様にかかる画像形成装置は、上記穿孔装置、又は上記用紙処理装置を備える事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態の穿孔装置を含む複写システムの一例を示す模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態の穿孔装置が備えるガイド機構の例を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態の穿孔装置が備える穿孔機構及び駆動機構の例を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す穿孔機構の円４の部分の拡大図である。
【図５】図５は、図３に示す穿孔機構の円５の部分を矢印ａの方向から見た場合の拡大図である。
【図６】図６は、駆動ギヤの回転前の状態を、図３に示す穿孔機構及び駆動機構の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図である。
【図７】図７は、駆動ギヤの回転中の状態を、図３に示す穿孔機構及び駆動機構の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図である。
【図８】図８は、第１実施形態の穿孔ピンの正面図及び底面図である。
【図９】図９は、図８に示す穿孔ピンの円９の部分の拡大図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す穿孔ピンの円１１の部分の拡大図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態の穿孔ピンの刃先部の拡大図である。
【図１５】図１５は、穿孔装置を備える第２用紙処理装置の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、穿孔装置を備える複写装置の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、穿孔装置を備える第２用紙処理装置を備える複写装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。なお本実施形態では、画像形成装置として複写装置を例に取り説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、複写機能に加え、プリンタ機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくともいずれかの機能を有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）であってもよい。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態の穿孔装置１１０を備える複写システム１００の概要について説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態の穿孔装置１１０を含む複写システム１００の一例を示す模式図である。図１に示すように、複写システム１００は、複写装置１０１と、穿孔装置１１０を含む第１用紙処理装置１０２と、第２用紙処理装置１０３と、を備える。
【００１６】
複写装置１０１は、原稿に印刷されている画像を用紙に複写するものである。具体的には、複写装置１０１は、原稿から画像データを読み取り、読み取った画像データに所定の画像処理を施し、画像処理を施した画像データが示す画像を用紙に印刷し、画像が印刷された用紙を装置外に排出する。
【００１７】
第１用紙処理装置１０２は、複写装置１０１の用紙排出側の側面に配置されており、複写装置１０１から排出された用紙を装置内部の所定の搬送経路（図示省略）で搬送する。当該搬送経路の途中には穿孔装置１１０が設けられており、第１用紙処理装置１０２は、穿孔装置１１０が設けられた位置まで用紙を搬送すると搬送を一時停止し、穿孔装置１１０による穿孔を行う。そして、第１用紙処理装置１０２は、用紙の穿孔が完了すると用紙の搬送を再開し、穿孔された用紙は装置外に排出する。
【００１８】
第２用紙処理装置１０３は、第１用紙処理装置１０２の用紙排出側の側面に配置されており、第１用紙処理装置１０２から排出された用紙を装置内部に搬送する。そして、第２用紙処理装置１０３は、装置内部に貯留された用紙の束に対して丁合処理及び綴じ処理（ステープル処理）などを行い、用紙トレイ１０４に排出する。
【００１９】
次に、第１の実施形態の穿孔装置１１０の構成について説明する。
【００２０】
図２は、第１の実施形態の穿孔装置１１０が備えるガイド機構１２０の一例を示す斜視図である。図２に示すように、ガイド機構１２０は、上ガイドフレーム１２２と、下ガイドフレーム１２４と、ダイフレーム１２６と、右側板１２８と、左側板１３０とを、備える。
【００２１】
上ガイドフレーム１２２、下ガイドフレーム１２４、ダイフレーム１２６は、それぞれダイ穴１２２Ａ、１２２Ｂ、ダイ穴１２４Ａ、１２４Ｂ、ダイ穴１２６Ａ、１２６Ｂが同間隔で形成されており、両側面から右側板１２８及び左側板１３０で挟み込むように固定されている。また、ダイ穴１２２Ａ、１２４Ａ、及び１２６Ａは、鉛直方向に並んで位置しており、穿孔ピン２００Ａの鉛直方向への往復移動をガイドする。同様に、ダイ穴１２２Ｂ、１２４Ｂ、及び１２６Ｂも鉛直方向に並んで位置しており、穿孔ピン２００Ｂの鉛直方向への往復移動をガイドする。なお、ダイ穴１２２Ａ、１２４Ａ、及び１２６Ａの径は、いずれも穿孔ピン２００Ａの径に対応しており、ダイ穴１２２Ｂ、１２４Ｂ、及び１２６Ｂの径は、いずれも穿孔ピン２００Ｂの径に対応している。
【００２２】
図３は、第１の実施形態の穿孔装置１１０が備える穿孔機構１４０及び駆動機構１５０の一例を示す斜視図であり、図４は、図３に示す穿孔機構１４０の円４の部分の拡大図であり、図５は、図３に示す穿孔機構１４０の円５の部分を矢印ａの方向から見た場合の拡大図である。
【００２３】
穿孔機構１４０は、図３〜図５に示すように、スライドアーム１４２と、支持ピン１４４Ａ、１４４Ｂと、リンク１４６Ａ、１４６Ｂと、穿孔ピン２００Ａ、２００Ｂとを、備える。
【００２４】
リンク１４６Ｂは、支持ピン１４４Ｂを介して穿孔ピン２００Ｂを保持し、穿孔ピン２００Ｂの保持方向の両端に軸状の支点が設けられている。なお、穿孔ピン２００Ｂに設けられている両支点は、ガイド機構１２０の右側板１２８及び左側板１３０によって回転可能に支持され、更に、支点の一方は、スライドアーム１４２の連結部に連結されている。同様に、リンク１４６Ａは、支持ピン１４４Ａを介して穿孔ピン２００Ａを保持し、穿孔ピン２００Ａの保持方向の両端に軸状の支点が設けられている。なお、穿孔ピン２００Ａに設けられている両支点は、ガイド機構１２０の右側板１２８及び左側板１３０によって回転可能に支持され、更に、支点の一方は、スライドアーム１４２の連結部に連結されている。
【００２５】
駆動機構１５０は、図３に示すように、駆動モータ１５２と、駆動モータギヤ１５４と、減速ギヤ列１５６と、駆動ギヤ１５８Ａ、１５８Ｂと、センサーフィラー１６０と、ホームポジションセンサ１６２と、パルスカウントセンサ１６４とを、備える。
【００２６】
駆動モータ１５２は、穿孔機構１４０を駆動させる動力を生成する駆動源であり、例えば、ＤＣブラシモータなどにより実現できる。そして、駆動モータ１５２により生成される駆動力（回転駆動力）は、駆動モータギヤ１５４に結合されている減速ギヤ列１５６を経て駆動ギヤ１５８Ａ、１５８Ｂに伝達される。なお、駆動ギヤ１５８Ａに一体化された又は一体的に取付けられたセンサーフィラー１６０と、ホームポジションセンサ１６２とは、用紙の穿孔に必要とされる駆動ギヤ１５８Ｂの回転数（回転量）を検出し、図示せぬ制御部に通知する。また、パルスカウントセンサ１６４は、駆動モータ１５２のパルス数を検出し、前述の制御部が、検出されたパルス数に応じて適切な回転速度となるように駆動モータ１５２を制御する。
【００２７】
図６及び図７は、図３に示す穿孔機構１４０及び駆動機構１５０の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図であり、駆動機構１５０を透視した様子を示している。なお、図６は、駆動ギヤ１５８Ａ及び１５８Ｂの回転前の状態（ホームポジション位置の状態）を示しており、図７は、駆動ギヤ１５８Ａ及び１５８Ｂの回転中の状態を示している。
【００２８】
図６に示すように、駆動機構１５０の駆動ギヤ１５８Ｂに設けられた凸部１５９が、穿孔機構１４０のスライドアーム１４２に形成されているＤ字型の溝１４３に移動自在に連結されている。駆動モータ１５２の駆動力が駆動ギヤ１５８Ａから１５８Ｂに伝達され、駆動ギヤ１５８Ｂが反時計周り（図６の矢印ｃ方向）に回転すると、スライドアーム１４２が長手方向を往復移動する。具体的には、駆動ギヤ１５８Ｂの凸部１５９が、スライドアーム１４２の溝１４３の直線部を押すことにより、図７に示すように、スライドアーム１４２が矢印ｄ方向に移動した後、再び、図６の状態に戻る。そして、スライドアーム１４２の長手方向への往復移動により、リンク１４６Ａ、１４６Ｂがそれぞれ往復回転し、穿孔ピン２００Ａ、２００Ｂをそれぞれ鉛直方向に往復移動させる。これにより、用紙に２穴が穿孔される。
【００２９】
上述したように、本実施形態では、２穴穿孔を行う場合を例に取り説明したが、穿孔する穴数はこれに限定されるものではない。例えば、所望する穴数に応じたダイ穴、穿孔ピン、支持ピン、及びリンクを穿孔装置に設けることで、所望する穴数の穿孔が可能となる。
【００３０】
次に、第１の実施形態の穿孔ピン２００Ａの形状について説明する。なお、穿孔ピン２００Ｂの形状は、穿孔ピン２００Ａの形状と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
図８は、第１の実施形態の穿孔ピン２００Ａの正面図及び底面図であり、図９は、図８に示す穿孔ピン２００Ａの円９の部分の拡大図である。
【００３２】
図８及び図９に示すように、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）は、円筒形状であり、その下端（一端の一例）に刃谷部２０２と刃頂部２０４とを略９０度の間隔で交互に有する刃先部２０６が形成されている。なお本実施形態では、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の材質にセラミックなどの非金属無機材料を用いており、刃先部２０６にＴｉＮ処理などの皮膜処理が施されている。
【００３３】
そして、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８は、第１円弧２１０と第２円弧２２０とを組み合わせた曲線となっている。また、刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０を有する第１円２１２の中心２１４は、刃先線２０８をはさんで、刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０を有する第２円２２２の中心２２４と対向して位置する。また、第１円２１２の中心２１４は、第２円２２２の中心２２４よりも穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の上端側（本体部の他端側の一例）に位置する。なお、第２円２２２の中心２２４は、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の軸線上に位置している。
【００３４】
以上のように、第１の実施形態では、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８を、第２円２２２の円弧であって刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０と、第２円２２２の中心２２４よりも穿孔ピン２００Ａの上端側に中心２１４が位置する第１円２１２の円弧であって刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０とを、組み合わせた曲線としている。このため第１の実施形態によれば、刃谷部２０２及び刃頂部２０４をともに鋭利にすることができ、刃頂部２０４が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部２０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００３５】
また第１の実施形態では、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の材質に、重量が軽く硬度が高いセラミックなどの非金属無機材料を用いている。このため第１の実施形態によれば、ダイス鋼（ＳＫＤ１１）などの金属を用いた穿孔ピンに比べ穿孔ピン２００Ａの重量を軽くすることができ、駆動モータ１５２に対する負荷を更に小さくすることができる。これにより、駆動モータ１５２の消費電流の更なる低減を図ることもできる。
【００３６】
また第１の実施形態では、刃先部２０６にＴｉＮ処理などの皮膜処理を施している。このため第１の実施形態によれば、刃先部２０６の耐摩耗性及び耐久性を向上させることができ、多様な紙種又は紙厚な紙を穿孔する場合におけるパンチピンの刃先部の劣化に対処することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、刃谷部側の曲線を構成する第１円弧を有する第１円、及び刃頂部側の曲線を構成する第２円弧を有する第２円が、楕円である場合を例に取り説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００３８】
図１０は、第２の実施形態の穿孔ピン３００Ａの正面図であり、図１１は、図１０に示す穿孔ピン３００Ａの円１１の部分の拡大図である。図１０及び図１１に示すように、刃谷部３０２と刃頂部３０４とを結ぶ刃先線３０８は、第１円弧３１０と第２円弧３２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、第２の実施形態では、刃谷部３０２側の曲線を構成する第１円弧３１０を有する第１円３１２、及び刃頂部３０４側の曲線を構成する第２円弧３２０を有する第２円３２２が、鉛直方向に長軸を有する楕円（円周の位置に応じて曲率が異なる円の一例）となっている。
【００３９】
以上のように、第２の実施形態では、刃谷部３０２と刃頂部３０４とを結ぶ刃先線３０８を、楕円である第２円３２２の円弧であって刃頂部３０４側の曲線を構成する第２円弧３２０と、楕円である第１円３１２の円弧であって刃谷部３０２側の曲線を構成する第１円弧３１０とを、組み合わせた曲線としている。第２の実施形態によれば、第１円弧３１０及び第２円弧３２０の曲率が大きくなるため、刃谷部３０２及び刃頂部３０４を更に鋭利にすることができ、刃頂部３０４が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部３０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。なお本実施形態では、第１円３１２及び第２円３２２の両方が楕円である場合を例に取り説明したが、第１円３１２及び第２円３２２の少なくとも一方が楕円であってもよい。
【００４０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、刃谷部側の曲線を構成する第１円弧の曲率半径を、刃頂部側の曲線を構成する第２円弧の曲率半径よりも小さくした場合を例に取り説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４１】
図１２は、第３の実施形態の穿孔ピン４００Ａの正面図である。図１２に示すように、刃谷部４０２と刃頂部４０４とを結ぶ刃先線４０８は、第１円弧４１０と第２円弧４２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、第１円弧４１０の曲率半径はＲ３、第２円弧４２０の曲率半径はＲ４であり、第１円弧４１０の曲率半径は、第２円弧４２０の曲率半径よりも小さくなっている。
【００４２】
以上のように、第３の実施形態では、刃谷部４０２と刃頂部４０４とを結ぶ刃先線４０８を、刃頂部４０４側の曲線を構成する第２円弧４２０と、第２円弧４２０よりも曲率半径を小さくした円弧であって刃谷部４０２側の曲線を構成する第１円弧４１０とを、組み合わせた曲線としている。第３の実施形態によれば、第１円弧４１０の曲率が大きくなるため、刃谷部４０２を更に鋭利にすることができ、刃谷部４０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００４３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、刃頂部側の曲線を構成する第２円弧を有する第２円の中心を本体部の軸線からオフセットした場合を例について説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４４】
図１３は、第４の実施形態の穿孔ピン５００Ａの正面図である。図１３に示すように、刃谷部５０２と刃頂部５０４とを結ぶ刃先線５０８は、第１円弧５１０と第２円弧５２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、刃頂部５０４側の曲線を構成する第２円弧５２０を有する第２円の中心５２４は、穿孔ピン５００Ａ（本体部５０１）の軸線から、刃頂部５０４側に所定量オフセットした場所に位置している。
【００４５】
以上のように、第４の実施形態では、刃頂部５０４側の曲線を構成する第２円弧５２０を有する第２円の中心５２４が、穿孔ピン５００Ａの軸線からオフセットされている。第４の実施形態によれば、第２円弧５２０の曲率が大きくなるため、刃頂部５０２を更に鋭利にすることができ、刃頂部５０４が用紙に食い込む際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００４６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、刃谷部及び刃頂部を、せん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠いた場合を例について説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４７】
図１４は、第５の実施形態の穿孔ピン６００Ａの刃先部６０６の拡大図である。図１４に示すように、刃谷部６０２、刃頂部６０４は、それぞれ、第１円弧６１０、第２円弧６２０によって形成されるせん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かかれている。そして、刃谷部６０２と刃頂部６０４とを結ぶ刃先線６０８は、刃谷部６０２のせん断角を鈍くする方向に切り欠いた直線、第１円弧６１０、第２円弧６２０、及び刃頂部６０４のせん断角を鈍くする方向に切り欠いた直線を組み合わせた曲線となっている。
【００４８】
以上のように、第５の実施形態では、刃谷部６０２及び刃頂部６０４がせん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かれているため、刃頂部６０４が用紙に食い込む際及び刃谷部６０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷に対する刃先部６０６の耐久性を向上させ、刃こぼれを防止することができる。なお本実施形態では、刃谷部６０２及び刃頂部６０４の両方を切り欠く場合を例に取り説明したが、刃谷部６０２及び刃頂部６０４の少なくとも一方を切り欠くようにしてもよい。
【００４９】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図１５に示すように、丁合処理及び綴じ処理などを行う第２用紙処理装置１０３が上記各実施形態の穿孔装置１１０を備えるようにしてもよいし、図１６に示すように、原稿に印刷されている画像を用紙に複写する複写装置１０１が上記各実施形態の穿孔装置１１０を備えるようにしてもよいし、図１７に示すように、複写装置１０１が上記実施形態の穿孔装置１１０を備えた第２用紙処理装置１０３を備えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 複写システム
１０１ 複写装置
１０２ 第１用紙処理装置
１０３ 第２用紙処理装置
１０４ 用紙トレイ
１１０ 穿孔装置
１２０ ガイド機構
１２２ 上ガイドフレーム
１２４ 下ガイドフレーム
１２６ ダイフレーム
１２２Ａ、１２２Ｂ、１２４Ａ、１２４Ｂ、１２６Ａ、１２６Ｂ ダイ穴
１２８ 右側板
１３０ 左側板
１４０ 穿孔機構
１４２ スライドアーム
１４３ 溝
１４４Ａ、１４４Ｂ 支持ピン
１４６Ａ、１４６Ｂ リンク
１５０ 駆動機構
１５２ 駆動モータ
１５４ 駆動モータギヤ
１５６ 減速ギヤ列
１５８Ａ、１５８Ｂ 駆動ギヤ
１５９ 凸部
１６０ センサーフィラー
１６２ ホームポジションセンサ
１６４ パルスカウントセンサ
２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、４００Ａ、５００Ａ、６００Ａ 穿孔ピン
２０１、５０１ 本体部
２０２、３０２、４０２、５０２、６０２ 刃谷部
２０４、３０４、４０４、５０４、６０４ 刃頂部
２０６、６０６ 刃先部
２０８、３０８、４０８、５０８、６０８ 刃先線
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 第１円弧
２１２、３１２ 第１円
２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第２円弧
２２２、３２２ 第２円
２１４、２２４、５２４ 中心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣモータなどを駆動源として穿孔ピンのダイ穴に対する往復運動を行って用紙を穿孔する穿孔装置では、用紙が厚い程或いは用紙の枚数が多い程、当該用紙に穴をあける際の負荷が大きくなる。大きな負荷に対応するためには、大きなトルクが得られるＤＣモータなどを駆動原に用いる必要があるが、動作音、電流値の増大、装置の大型化、及びコストアップなどの問題が生じるため、好ましくない。
【０００３】
このため、例えば特許文献１には、パンチの刃先部を２段のシャー角で形成し、外側の小さいシャー角でシート材を鋭利に穿孔することで、穿孔時の負荷を低下させ、モータトルクを下げる技術が開示されている。また、例えば特許文献２には、パンチピンの刃頂部の高さ方向の位置を互いにずらすことで、刃頂部がシート材に食い込むタイミングをずらし、穿孔時の負荷を低下させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００６／０３８２９１号パンフレット
【特許文献２】特開平１０−１０９２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、用紙を穿孔する際に発生する負荷で駆動源に対する大きな負荷となるのが、穿孔ピンの刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び穿孔ピンの刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷である。しかしながら、上述した従来技術では、いずれも穿孔ピンの刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷の低減しか考慮されておらず、穿孔ピンの刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷の低減については考慮されていない。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができる穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかる穿孔ピンは、用紙を穿孔する穿孔ピンであって、前記用紙に食い込む刃頂部と前記用紙を切り抜く刃谷部とを交互に有する刃先部が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、前記刃谷部と前記刃頂部とを結ぶ刃先線は、第１円弧と第２円弧とを組み合わせた曲線であり、前記刃谷部側の曲線を構成する前記第１円弧を有する第１円の中心は、前記刃先線をはさんで、前記刃頂部側の曲線を構成する前記第２円弧を有する第２円の中心と対向して位置するとともに、前記第２円の中心よりも前記本体部の他端側に位置することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様にかかる穿孔装置は、上記穿孔ピンを有する穿孔機構と、前記穿孔機構を駆動させる動力を生成する駆動源と、前記動力を前記穿孔機構に伝達して、前記穿孔ピンをダイ穴に対して往復移動させる伝達手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様にかかる用紙処理装置は、上記穿孔装置を備える事を特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様にかかる画像形成装置は、上記穿孔装置、又は上記用紙処理装置を備える事を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、刃頂部が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態の穿孔装置を含む複写システムの一例を示す模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態の穿孔装置が備えるガイド機構の例を示す斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態の穿孔装置が備える穿孔機構及び駆動機構の例を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示す穿孔機構の円４の部分の拡大図である。
【図５】図５は、図３に示す穿孔機構の円５の部分を矢印ａの方向から見た場合の拡大図である。
【図６】図６は、駆動ギヤの回転前の状態を、図３に示す穿孔機構及び駆動機構の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図である。
【図７】図７は、駆動ギヤの回転中の状態を、図３に示す穿孔機構及び駆動機構の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図である。
【図８】図８は、第１実施形態の穿孔ピンの正面図及び底面図である。
【図９】図９は、図８に示す穿孔ピンの円９の部分の拡大図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す穿孔ピンの円１１の部分の拡大図である。
【図１２】図１２は、第３実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の穿孔ピンの正面図である。
【図１４】図１４は、第５実施形態の穿孔ピンの刃先部の拡大図である。
【図１５】図１５は、穿孔装置を備える第２用紙処理装置の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６は、穿孔装置を備える複写装置の一例を示す模式図である。
【図１７】図１７は、穿孔装置を備える第２用紙処理装置を備える複写装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる穿孔ピン、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置の実施形態を詳細に説明する。なお本実施形態では、画像形成装置として複写装置を例に取り説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、複写機能に加え、プリンタ機能、スキャナ機能、及びファクシミリ機能のうち少なくともいずれかの機能を有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）であってもよい。
【００１４】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態の穿孔装置１１０を備える複写システム１００の概要について説明する。
【００１５】
図１は、第１の実施形態の穿孔装置１１０を含む複写システム１００の一例を示す模式図である。図１に示すように、複写システム１００は、複写装置１０１と、穿孔装置１１０を含む第１用紙処理装置１０２と、第２用紙処理装置１０３と、を備える。
【００１６】
複写装置１０１は、原稿に印刷されている画像を用紙に複写するものである。具体的には、複写装置１０１は、原稿から画像データを読み取り、読み取った画像データに所定の画像処理を施し、画像処理を施した画像データが示す画像を用紙に印刷し、画像が印刷された用紙を装置外に排出する。
【００１７】
第１用紙処理装置１０２は、複写装置１０１の用紙排出側の側面に配置されており、複写装置１０１から排出された用紙を装置内部の所定の搬送経路（図示省略）で搬送する。当該搬送経路の途中には穿孔装置１１０が設けられており、第１用紙処理装置１０２は、穿孔装置１１０が設けられた位置まで用紙を搬送すると搬送を一時停止し、穿孔装置１１０による穿孔を行う。そして、第１用紙処理装置１０２は、用紙の穿孔が完了すると用紙の搬送を再開し、穿孔された用紙は装置外に排出する。
【００１８】
第２用紙処理装置１０３は、第１用紙処理装置１０２の用紙排出側の側面に配置されており、第１用紙処理装置１０２から排出された用紙を装置内部に搬送する。そして、第２用紙処理装置１０３は、装置内部に貯留された用紙の束に対して丁合処理及び綴じ処理（ステープル処理）などを行い、用紙トレイ１０４に排出する。
【００１９】
次に、第１の実施形態の穿孔装置１１０の構成について説明する。
【００２０】
図２は、第１の実施形態の穿孔装置１１０が備えるガイド機構１２０の一例を示す斜視図である。図２に示すように、ガイド機構１２０は、上ガイドフレーム１２２と、下ガイドフレーム１２４と、ダイフレーム１２６と、右側板１２８と、左側板１３０とを、備える。
【００２１】
上ガイドフレーム１２２、下ガイドフレーム１２４、ダイフレーム１２６は、それぞれダイ穴１２２Ａ、１２２Ｂ、ダイ穴１２４Ａ、１２４Ｂ、ダイ穴１２６Ａ、１２６Ｂが同間隔で形成されており、両側面から右側板１２８及び左側板１３０で挟み込むように固定されている。また、ダイ穴１２２Ａ、１２４Ａ、及び１２６Ａは、鉛直方向に並んで位置しており、穿孔ピン２００Ａの鉛直方向への往復移動をガイドする。同様に、ダイ穴１２２Ｂ、１２４Ｂ、及び１２６Ｂも鉛直方向に並んで位置しており、穿孔ピン２００Ｂの鉛直方向への往復移動をガイドする。なお、ダイ穴１２２Ａ、１２４Ａ、及び１２６Ａの径は、いずれも穿孔ピン２００Ａの径に対応しており、ダイ穴１２２Ｂ、１２４Ｂ、及び１２６Ｂの径は、いずれも穿孔ピン２００Ｂの径に対応している。
【００２２】
図３は、第１の実施形態の穿孔装置１１０が備える穿孔機構１４０及び駆動機構１５０の一例を示す斜視図であり、図４は、図３に示す穿孔機構１４０の円４の部分の拡大図であり、図５は、図３に示す穿孔機構１４０の円５の部分を矢印ａの方向から見た場合の拡大図である。
【００２３】
穿孔機構１４０は、図３〜図５に示すように、スライドアーム１４２と、支持ピン１４４Ａ、１４４Ｂと、リンク１４６Ａ、１４６Ｂと、穿孔ピン２００Ａ、２００Ｂとを、備える。
【００２４】
リンク１４６Ｂは、支持ピン１４４Ｂを介して穿孔ピン２００Ｂを保持し、穿孔ピン２００Ｂの保持方向の両端に軸状の支点が設けられている。なお、穿孔ピン２００Ｂに設けられている両支点は、ガイド機構１２０の右側板１２８及び左側板１３０によって回転可能に支持され、更に、支点の一方は、スライドアーム１４２の連結部に連結されている。同様に、リンク１４６Ａは、支持ピン１４４Ａを介して穿孔ピン２００Ａを保持し、穿孔ピン２００Ａの保持方向の両端に軸状の支点が設けられている。なお、穿孔ピン２００Ａに設けられている両支点は、ガイド機構１２０の右側板１２８及び左側板１３０によって回転可能に支持され、更に、支点の一方は、スライドアーム１４２の連結部に連結されている。
【００２５】
駆動機構１５０は、図３に示すように、駆動モータ１５２と、駆動モータギヤ１５４と、減速ギヤ列１５６と、駆動ギヤ１５８Ａ、１５８Ｂと、センサーフィラー１６０と、ホームポジションセンサ１６２と、パルスカウントセンサ１６４とを、備える。
【００２６】
駆動モータ１５２は、穿孔機構１４０を駆動させる動力を生成する駆動源であり、例えば、ＤＣブラシモータなどにより実現できる。そして、駆動モータ１５２により生成される駆動力（回転駆動力）は、駆動モータギヤ１５４に結合されている減速ギヤ列１５６を経て駆動ギヤ１５８Ａ、１５８Ｂに伝達される。なお、駆動ギヤ１５８Ａに一体化された又は一体的に取付けられたセンサーフィラー１６０と、ホームポジションセンサ１６２とは、用紙の穿孔に必要とされる駆動ギヤ１５８Ｂの回転数（回転量）を検出し、図示せぬ制御部に通知する。また、パルスカウントセンサ１６４は、駆動モータ１５２のパルス数を検出し、前述の制御部が、検出されたパルス数に応じて適切な回転速度となるように駆動モータ１５２を制御する。
【００２７】
図６及び図７は、図３に示す穿孔機構１４０及び駆動機構１５０の円６の部分を矢印ｂの方向から見た場合の拡大図であり、駆動機構１５０を透視した様子を示している。なお、図６は、駆動ギヤ１５８Ａ及び１５８Ｂの回転前の状態（ホームポジション位置の状態）を示しており、図７は、駆動ギヤ１５８Ａ及び１５８Ｂの回転中の状態を示している。
【００２８】
図６に示すように、駆動機構１５０の駆動ギヤ１５８Ｂに設けられた凸部１５９が、穿孔機構１４０のスライドアーム１４２に形成されているＤ字型の溝１４３に移動自在に連結されている。駆動モータ１５２の駆動力が駆動ギヤ１５８Ａから１５８Ｂに伝達され、駆動ギヤ１５８Ｂが反時計周り（図６の矢印ｃ方向）に回転すると、スライドアーム１４２が長手方向を往復移動する。具体的には、駆動ギヤ１５８Ｂの凸部１５９が、スライドアーム１４２の溝１４３の直線部を押すことにより、図７に示すように、スライドアーム１４２が矢印ｄ方向に移動した後、再び、図６の状態に戻る。そして、スライドアーム１４２の長手方向への往復移動により、リンク１４６Ａ、１４６Ｂがそれぞれ往復回転し、穿孔ピン２００Ａ、２００Ｂをそれぞれ鉛直方向に往復移動させる。これにより、用紙に２穴が穿孔される。
【００２９】
上述したように、本実施形態では、２穴穿孔を行う場合を例に取り説明したが、穿孔する穴数はこれに限定されるものではない。例えば、所望する穴数に応じたダイ穴、穿孔ピン、支持ピン、及びリンクを穿孔装置に設けることで、所望する穴数の穿孔が可能となる。
【００３０】
次に、第１の実施形態の穿孔ピン２００Ａの形状について説明する。なお、穿孔ピン２００Ｂの形状は、穿孔ピン２００Ａの形状と同様であるため説明を省略する。
【００３１】
図８は、第１の実施形態の穿孔ピン２００Ａの正面図及び底面図であり、図９は、図８に示す穿孔ピン２００Ａの円９の部分の拡大図である。
【００３２】
図８及び図９に示すように、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）は、円筒形状であり、その下端（一端の一例）に刃谷部２０２と刃頂部２０４とを略９０度の間隔で交互に有する刃先部２０６が形成されている。なお本実施形態では、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の材質にセラミックなどの非金属無機材料を用いており、刃先部２０６にＴｉＮ処理などの皮膜処理が施されている。
【００３３】
そして、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８は、第１円弧２１０と第２円弧２２０とを組み合わせた曲線となっている。また、刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０を有する第１円２１２の中心２１４は、刃先線２０８をはさんで、刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０を有する第２円２２２の中心２２４と対向して位置する。また、第１円２１２の中心２１４は、第２円２２２の中心２２４よりも穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の上端側（本体部の他端側の一例）に位置する。なお、第２円２２２の中心２２４は、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の軸線上に位置している。
【００３４】
以上のように、第１の実施形態では、刃谷部２０２と刃頂部２０４とを結ぶ刃先線２０８を、第２円２２２の円弧であって刃頂部２０４側の曲線を構成する第２円弧２２０と、第２円２２２の中心２２４よりも穿孔ピン２００Ａの上端側に中心２１４が位置する第１円２１２の円弧であって刃谷部２０２側の曲線を構成する第１円弧２１０とを、組み合わせた曲線としている。このため第１の実施形態によれば、刃谷部２０２及び刃頂部２０４をともに鋭利にすることができ、刃頂部２０４が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部２０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００３５】
また第１の実施形態では、穿孔ピン２００Ａ（本体部２０１）の材質に、重量が軽く硬度が高いセラミックなどの非金属無機材料を用いている。このため第１の実施形態によれば、ダイス鋼（ＳＫＤ１１）などの金属を用いた穿孔ピンに比べ穿孔ピン２００Ａの重量を軽くすることができ、駆動モータ１５２に対する負荷を更に小さくすることができる。これにより、駆動モータ１５２の消費電流の更なる低減を図ることもできる。
【００３６】
また第１の実施形態では、刃先部２０６にＴｉＮ処理などの皮膜処理を施している。このため第１の実施形態によれば、刃先部２０６の耐摩耗性及び耐久性を向上させることができ、多様な紙種又は紙厚な紙を穿孔する場合におけるパンチピンの刃先部の劣化に対処することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、刃谷部側の曲線を構成する第１円弧を有する第１円、及び刃頂部側の曲線を構成する第２円弧を有する第２円が、楕円である場合を例に取り説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００３８】
図１０は、第２の実施形態の穿孔ピン３００Ａの正面図であり、図１１は、図１０に示す穿孔ピン３００Ａの円１１の部分の拡大図である。図１０及び図１１に示すように、刃谷部３０２と刃頂部３０４とを結ぶ刃先線３０８は、第１円弧３１０と第２円弧３２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、第２の実施形態では、刃谷部３０２側の曲線を構成する第１円弧３１０を有する第１円３１２、及び刃頂部３０４側の曲線を構成する第２円弧３２０を有する第２円３２２が、鉛直方向に長軸を有する楕円（円周の位置に応じて曲率が異なる円の一例）となっている。
【００３９】
以上のように、第２の実施形態では、刃谷部３０２と刃頂部３０４とを結ぶ刃先線３０８を、楕円である第２円３２２の円弧であって刃頂部３０４側の曲線を構成する第２円弧３２０と、楕円である第１円３１２の円弧であって刃谷部３０２側の曲線を構成する第１円弧３１０とを、組み合わせた曲線としている。第２の実施形態によれば、第１円弧３１０及び第２円弧３２０の曲率が大きくなるため、刃谷部３０２及び刃頂部３０４を更に鋭利にすることができ、刃頂部３０４が用紙に食い込む際に発生する負荷、及び刃谷部３０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。なお本実施形態では、第１円３１２及び第２円３２２の両方が楕円である場合を例に取り説明したが、第１円３１２及び第２円３２２の少なくとも一方が楕円であってもよい。
【００４０】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、刃谷部側の曲線を構成する第１円弧の曲率半径を、刃頂部側の曲線を構成する第２円弧の曲率半径よりも小さくした場合を例に取り説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４１】
図１２は、第３の実施形態の穿孔ピン４００Ａの正面図である。図１２に示すように、刃谷部４０２と刃頂部４０４とを結ぶ刃先線４０８は、第１円弧４１０と第２円弧４２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、第１円弧４１０の曲率半径はＲ３、第２円弧４２０の曲率半径はＲ４であり、第１円弧４１０の曲率半径は、第２円弧４２０の曲率半径よりも小さくなっている。
【００４２】
以上のように、第３の実施形態では、刃谷部４０２と刃頂部４０４とを結ぶ刃先線４０８を、刃頂部４０４側の曲線を構成する第２円弧４２０と、第２円弧４２０よりも曲率半径を小さくした円弧であって刃谷部４０２側の曲線を構成する第１円弧４１０とを、組み合わせた曲線としている。第３の実施形態によれば、第１円弧４１０の曲率が大きくなるため、刃谷部４０２を更に鋭利にすることができ、刃谷部４０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００４３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、刃頂部側の曲線を構成する第２円弧を有する第２円の中心を本体部の軸線からオフセットした場合を例について説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４４】
図１３は、第４の実施形態の穿孔ピン５００Ａの正面図である。図１３に示すように、刃谷部５０２と刃頂部５０４とを結ぶ刃先線５０８は、第１円弧５１０と第２円弧５２０とを組み合わせた曲線となっている。そして、刃頂部５０４側の曲線を構成する第２円弧５２０を有する第２円の中心５２４は、穿孔ピン５００Ａ（本体部５０１）の軸線から、刃頂部５０４側に所定量オフセットした場所に位置している。
【００４５】
以上のように、第４の実施形態では、刃頂部５０４側の曲線を構成する第２円弧５２０を有する第２円の中心５２４が、穿孔ピン５００Ａの軸線からオフセットされている。第４の実施形態によれば、第２円弧５２０の曲率が大きくなるため、刃頂部５０２を更に鋭利にすることができ、刃頂部５０４が用紙に食い込む際に発生する負荷を更に低減することができる。これにより、駆動モータ１５２を小型化（小型の駆動モータを採用）することができ、穿孔装置１１０の小型化、消費電流の低減、低騒音化、及びコストの削減などを図ることもできる。
【００４６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、刃谷部及び刃頂部を、せん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠いた場合を例について説明する。なお、以下では、第１の実施形態との相違点である穿孔ピンの形状についての説明を行い、その他の説明は省略する。
【００４７】
図１４は、第５の実施形態の穿孔ピン６００Ａの刃先部６０６の拡大図である。図１４に示すように、刃谷部６０２、刃頂部６０４は、それぞれ、第１円弧６１０、第２円弧６２０によって形成されるせん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かかれている。そして、刃谷部６０２と刃頂部６０４とを結ぶ刃先線６０８は、刃谷部６０２のせん断角を鈍くする方向に切り欠いた直線、第１円弧６１０、第２円弧６２０、及び刃頂部６０４のせん断角を鈍くする方向に切り欠いた直線を組み合わせた曲線となっている。
【００４８】
以上のように、第５の実施形態では、刃谷部６０２及び刃頂部６０４がせん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かれているため、刃頂部６０４が用紙に食い込む際及び刃谷部６０２が用紙を切り抜く際に発生する負荷に対する刃先部６０６の耐久性を向上させ、刃こぼれを防止することができる。なお本実施形態では、刃谷部６０２及び刃頂部６０４の両方を切り欠く場合を例に取り説明したが、刃谷部６０２及び刃頂部６０４の少なくとも一方を切り欠くようにしてもよい。
【００４９】
（変形例）
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図１５に示すように、丁合処理及び綴じ処理などを行う第２用紙処理装置１０３が上記各実施形態の穿孔装置１１０を備えるようにしてもよいし、図１６に示すように、原稿に印刷されている画像を用紙に複写する複写装置１０１が上記各実施形態の穿孔装置１１０を備えるようにしてもよいし、図１７に示すように、複写装置１０１が上記実施形態の穿孔装置１１０を備えた第２用紙処理装置１０３を備えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１００ 複写システム
１０１ 複写装置
１０２ 第１用紙処理装置
１０３ 第２用紙処理装置
１０４ 用紙トレイ
１１０ 穿孔装置
１２０ ガイド機構
１２２ 上ガイドフレーム
１２４ 下ガイドフレーム
１２６ ダイフレーム
１２２Ａ、１２２Ｂ、１２４Ａ、１２４Ｂ、１２６Ａ、１２６Ｂ ダイ穴
１２８ 右側板
１３０ 左側板
１４０ 穿孔機構
１４２ スライドアーム
１４３ 溝
１４４Ａ、１４４Ｂ 支持ピン
１４６Ａ、１４６Ｂ リンク
１５０ 駆動機構
１５２ 駆動モータ
１５４ 駆動モータギヤ
１５６ 減速ギヤ列
１５８Ａ、１５８Ｂ 駆動ギヤ
１５９ 凸部
１６０ センサーフィラー
１６２ ホームポジションセンサ
１６４ パルスカウントセンサ
２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、４００Ａ、５００Ａ、６００Ａ 穿孔ピン
２０１、５０１ 本体部
２０２、３０２、４０２、５０２、６０２ 刃谷部
２０４、３０４、４０４、５０４、６０４ 刃頂部
２０６、６０６ 刃先部
２０８、３０８、４０８、５０８、６０８ 刃先線
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 第１円弧
２１２、３１２ 第１円
２２０、３２０、４２０、５２０、６２０ 第２円弧
２２２、３２２ 第２円
２１４、２２４、５２４ 中心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を穿孔する穿孔ピンであって、
前記用紙に食い込む刃頂部と前記用紙を切り抜く刃谷部とを交互に有する刃先部が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、
前記刃谷部と前記刃頂部とを結ぶ刃先線は、第１円弧と第２円弧とを組み合わせた曲線であり、
前記刃谷部側の曲線を構成する前記第１円弧を有する第１円の中心は、前記刃先線をはさんで、前記刃頂部側の曲線を構成する前記第２円弧を有する第２円の中心と対向して位置するとともに、前記第２円の中心よりも前記本体部の他端側に位置することを特徴とする穿孔ピン。
【請求項２】
前記第１円及び前記第２円の少なくとも一方は、円周の位置に応じて曲率が異なる円であることを特徴とする請求項１に記載の穿孔ピン。
【請求項３】
前記第１円弧の曲率半径は、前記第２円弧の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の穿孔ピン。
【請求項４】
前記第２円の中心は、前記本体部の軸線から所定量オフセットした場所に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項５】
前記刃谷部及び前記刃頂部の少なくとも一方は、せん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かれていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項６】
前記本体部が非金属である事を特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項７】
前記刃先部に皮膜処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の穿孔ピンを有する穿孔機構と、
前記穿孔機構を駆動させる動力を生成する駆動源と、
前記動力を前記穿孔機構に伝達して、前記穿孔ピンをダイ穴に対して往復移動させる伝達手段と、
を備えることを特徴とする穿孔装置。
【請求項９】
請求項８に記載の穿孔装置を備える事を特徴とする用紙処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の穿孔装置、又は請求項９に記載の用紙処理装置を備える事を特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
用紙を穿孔する穿孔ピンであって、
前記用紙に食い込む刃頂部と前記用紙を切り抜く刃谷部とを交互に有する刃先部が一端に形成された円筒形状の本体部を有し、
前記刃谷部と前記刃頂部とを結ぶ刃先線は、第１円弧と第２円弧とを組み合わせた曲線であり、
前記刃谷部側の曲線を構成する前記第１円弧を有する第１円の中心は、前記刃先線をはさんで、前記刃頂部側の曲線を構成する前記第２円弧を有する第２円の中心と対向して位置するとともに、前記第２円の中心よりも前記本体部の他端側に位置することを特徴とする穿孔ピン。
【請求項２】
前記第１円及び前記第２円の少なくとも一方は、円周の位置に応じて曲率が異なる円であることを特徴とする請求項１に記載の穿孔ピン。
【請求項３】
前記第１円弧の曲率半径は、前記第２円弧の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の穿孔ピン。
【請求項４】
前記第２円の中心は、前記本体部の軸線から所定量オフセットした場所に位置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項５】
前記刃谷部及び前記刃頂部の少なくとも一方は、せん断角を鈍くする方向に直線的に切り欠かれていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項６】
前記本体部が非金属である事を特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項７】
前記刃先部に皮膜処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の穿孔ピン。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の穿孔ピンを有する穿孔機構と、
前記穿孔機構を駆動させる動力を生成する駆動源と、
前記動力を前記穿孔機構に伝達して、前記穿孔ピンをダイ穴に対して往復移動させる伝達手段と、
を備えることを特徴とする穿孔装置。
【請求項９】
請求項８に記載の穿孔装置を備える事を特徴とする用紙処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の穿孔装置、又は請求項９に記載の用紙処理装置を備える事を特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１４８０４０（Ｐ２０１１−１４８０４０Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１４１６（Ｐ２０１０−１１４１６）
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
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