JP2007190634A - 用紙穿孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトな構成で、モータ停止精度の良好な用紙穿孔装置を提供する。
【解決手段】パンチモータは、ＨＰを示す２ケ所の切り欠き部が形成された遮光板を備えるＨＰセンサと、２ケ所のＨＰのいずれであるかを判別する位置決めセンサを備える。位置決めセンサは、６０度の内角をもつ遮蔽部が１２０度の間隔で３ケ所形成されたトリガータイプのセンサで、パンチモータと連動して回転し、遮蔽部のエッジをトリガーとして処理を切り換え、パンチモータにチョッピング駆動、ＯＦＦ制御、逆転駆動によるブレーキ制動をかける。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙穿孔用のパンチモータのブレーキ制御を工夫した用紙穿孔装置に関する。

画像形成後の後処理として穿孔処理が選択された場合、用紙穿孔装置（以下、パンチユニットともいう）の穿孔位置に用紙が供給されると、穿孔刃の出ていないホームポジション(以下、ＨＰという)から、穿孔刃を下降あるいは上昇させて穿孔処理が行われる。

パンチユニットの駆動には用紙穿孔に必要なトルクを確保するため、ＤＣモータが多用されている。例えばＤＣモータの正転・逆転を制御し、半回転で１回の穿孔処理が行われている。また、機種により、２穴穿孔／３穴穿孔の切り換え機能を備えたものもある。

しかし、ＤＣモータはブレーキをかけても、慣性により、若干駆動し続けるため、穿孔中あるいは穿孔処理後に、穿孔刃を所定のＨＰで止めることが難しかった。

そこで、従来、モータの駆動量を検出するために、モータの駆動に伴って回転するエンコーダとエンコーダ用センサとを組み合わせ、エンコーダから得られるパルスをカウントし、所定値でブレーキをかけることが行われている(以下、特許文献１参照。）。
特開２００５−１４１６０号公報

しかしながら、特許文献１に提案されているように、従来の構成では、正転時のＨＰ・逆転時のＨＰを判別するためのセンサ、穿孔刃の位置決めセンサ、エンコーダ用センサの３つのセンサが使用されているため、構成が複雑であるという問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであり、コンパクトな構成で、モータ停止精度の良好な用紙穿孔装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、穿孔刃によって用紙に穿孔する用紙穿孔装置であって、穿孔処理のための駆動モータと、前記穿孔刃のホームポジションを検出するためのホームポジション検出手段と、前記駆動モータの駆動又は停止の制御用トリガーを発生させるトリガー発生手段と、前記ホームポジション検出手段と前記トリガー発生手段の出力に応じて前記駆動モータの駆動又は停止動作を制御する制御手段とを備え、この制御手段による前記駆動モータの停止制御は、前記駆動モータのチョッピング駆動、ショートブレーキ、逆転ブレーキ動作の組み合わせにより、ホームポジションに停止させることを特徴とする用紙穿孔装置が提供される。

前記ホームポジション検出手段と、前記トリガー発生手段は、透過型フォトセンサと前記駆動モータの回転に伴って回転し、透過光を遮蔽する遮光部が形成された遮光板とからなることを特徴とする。

また、前記トリガー発生手段は、円板の外周部に回転角６０度の切り欠き部が１２０度の間隔で３ケ所形成されたトリガータイプのセンサであることを特徴とする。

さらに、前記駆動モータの停止制御は、穿孔処理後、ホームポジションを検知した後、ホームポジションをオーバーランした際に、逆転駆動して、ホームポジションに停止させることを特徴とする。

本発明によれば、エンコーダやエンコーダ用センサが不要となり、パンチユニット全体が占めるスペースを小さくでき、また、アセンブリ工数を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、説明する。

複写機等の画像形成装置（図示しない）は、基本的に、画像処理部、画像書き込み部、画像形成部、給紙カセット、給紙手段、搬送部、転写分離部、定着装置、排紙手段、制御部を備えている。

また、画像形成装置の上部には、自動原稿送り機構と原稿画像走査露光系から成る画像読取機構装置が設置されるとともに、操作部が設けられている。操作部には、例えば用紙穿孔モードを指定するためのパンチキー、メッセージ表示用の表示パネル、入力キー、テンキー、テンキー用クリアキー、リセットキー、ストップキー及びスタートキーを備えている。ユーザはこの操作部を操作することによって、各種モード、コピー枚数、穿孔処理等を指定できるようになっている。

画像形成装置において画像形成された用紙は、帳合、ステイプル処理、穿孔処理等を施す場合には、排紙ローラから排紙され、用紙後処理装置（図示しない）に受け取られる。用紙後処理装置は、基本的に待機トレイ、処理トレイ、ステイプラ、パンチユニット、排紙トレイ等を備えている。

ユーザによって用紙穿孔モードが選択されたとき、画像形成済みの用紙に対してパンチユニットによってファイリング用の孔が穿孔された後、排紙トレイ上に排出される。パンチ処理を要しない用紙は、搬送路が切り換えられ、例えば排紙ローラに挟持されて排紙トレイ上に排出される。パンチユニットによる用紙穿孔処理は、操作部のパンチキーが押圧されて、用紙穿孔モードが設定されているときに実行されるようになっている。

用紙後処理装置は、用紙穿孔用として、パンチユニットを備え、用紙後処理装置内に設けられる搬送ガイド（搬送路）や搬送ローラ（搬送手段）と連携してパンチ処理が行われる。

パンチユニットのパンチ穿孔部は用紙Ｐの搬送方向に直交し、搬送路を跨ぐ位置に配設されている。パンチ穿孔部としては、既に周知のもので構成することができ、例えば穿孔用刃、パンチダイ、用紙ガイド、復帰スプリング等を備えている。本発明はパンチ装置そのものに関するものではないから、パンチ穿孔部の詳細は省略する。

パンチユニットは、２穴及び３穴のパンチが可能であり、２穴で穿孔するか３穴で穿孔するかの選択、及びそのときの駆動機構は、公知の技術であるので、ここでの説明は省略する。

図１に示すように、パンチユニット１０は、穿孔処理のための駆動モータ３と、穿孔刃のホームポジションを検出するためのホームポジション検出手段１と、駆動モータの駆動又は停止の制御用トリガーを発生させるトリガー発生手段２と、ホームポジション検出手段とトリガー発生手段の出力に応じて駆動モータの駆動又は停止動作を制御する制御手段（図示しない）とを備えている。この制御手段による駆動モータの停止制御は、駆動モータのチョッピング駆動、ショートブレーキ、逆転ブレーキ動作の組み合わせにより、ホームポジションに停止させる。これらの詳細は、後述する。

用紙後処理装置に搬送された用紙はパンチユニット１０に進入し、穿孔動作が行われる。駆動モータ３は、正転／逆転の半回転駆動しながらパンチ動作する駆動源で、ＤＣブラシモータが好適である。穿孔の駆動源であるＤＣブラシモータ３が回転すると、ギア５、クランクギア６が回転し、スライドリンク４が左右にスライドする。スライドリンク４のスライドによって、穿孔刃が上下に動き穿孔動作が行われる。スライドをパンチの上下動に伝達する機構は、公知の機構を使用することができる。

図２に示すように、ホームポジション検出手段１は、ＨＰを示す２ケ所の切り欠き部１１、１２が形成された遮光板１Ａと透過型フォトセンサ(図示しない）を備えている。遮光板１Ａは、透過光を遮蔽する遮光部が形成され、透過型フォトセンサと駆動モータの回転に伴って回転する。この遮光板１Ａを上下方向から挟むように、フォトセンサが配設され、遮光板１Ａの位置によって遮光されるか透過されるかによって、センサ出力が変化することを利用する。

トリガー発生手段２は、６０度の回転角をもつ遮蔽部２１、２２、２３が１２０度の間隔で３ケ所形成されたトリガータイプのセンサであり、点対称でかつ線対称に形成された板２Ａを備えている。このトリガーセンサ２は、パンチモータ３と連動して回転し、遮蔽部２１、２２、２３のエッジをトリガーとして処理を切り換え、パンチモータ３にブレーキ制動をかけるものである。

本実施形態では、次のような３段階のブレーキ制御を行っている。

１）チョッピング駆動（ＰＷＭ駆動）
このブレーキ制御は、ＤＣモータ３に印加する直流電流を規則的に断続させることにより、徐々に穿孔刃のスピードを緩和させるものである。例えばパルス幅変調(PWM)で駆動して速度制御する。

２）ＯＦＦ制御
このブレーキ制御は、完全にＤＣモータ３の駆動電流をＯＦＦにするものである。

３）逆転駆動（ＣＣＷ駆動）
このブレーキ制御は、ＤＣモータ３を逆回転、例えば半時計回りに回転させるものである。

これら、３段階のブレーキ制御の切り換えのタイミングは、トリガーセンサ２のエッジをトリガー、すなわち遮蔽→透過→遮蔽という変化をトリガーとして行われる。

上述したように、トリガーセンサ２の遮光板２Ａは、点対称でかつ線対称に形成されている。このため、ＤＣモータ３の正転／逆転が同じ処理で行えるというメリットがある。すなわち、トリガーセンサ２の遮光板２Ａの逆側のエッジによる透過→遮蔽の変化をトリガーとして３段階のブレーキ制御を行うことができる。また、トリガーセンサ２の遮光板２Ａの形状として特徴的な点として、透過、遮蔽が等間隔であることが挙げられる。

ＤＣモータ３の固体差がある場合には、所定のブレーキ制御をかけてもオーバーランすることがある。そこで、逆転ブレーキをかけ、Ｘｍsec経過後、ＨＰセンサ１のエッジをチェックする。このとき、ＨＰを通過し、遮蔽まで通り過ぎていれば、逆転させて、穿孔刃をＨＰの位置に戻すことができるようになっている。

次に、本パンチユニットの動作を図３に示す各遮光板の位置関係の説明図及び図４に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、ユーザが、画像形成装置の操作部のパンチキーをＯＮし、各パンチ孔の形成位置をテンキー等を用いて入力する。この場合、操作部のパンチキーをＯＮすることで、表示パネルに所定のメッセージが表示され、ユーザは、このメッセージにしたがってパンチ孔の形成位置を入力する。

入力が完了した時点で、ユーザはプリントキーを押圧する。これにて、用紙Ｐの搬送が開始される。尚、穿孔位置が入力されなかった場合は、用紙サイズ検出センサにて検出された用紙Ｐのサイズに応じて、予め図示しない記憶部にプリセットされている定形の位置にパンチ処理が施される。

パンチ穿孔部は、動作開始までスタート側のＨＰに待機している。このことは、ＨＰセンサのＯＮにて検知される。

まず、ＨＰ１１の位置で停止している状態からの穿孔動作に対し、正回転ＣＷ方向に駆動させる（ステップＳ４１）。

その後トリガーセンサの遮光板２１の透過から遮蔽のエッジ２１Ａの検出を行う（ステップＳ４２）。

検出しなければ、ステップＳ４１に戻る。検出したら、図３に示すＸ１からＸ３までの一定期間、ＯＮ、ＯＦＦを繰り返すチョッピング動作によるＰＷＭ駆動を行い、ＤＣモータの回転速度を緩める（ステップＳ４３）。

その後、遮光板２１の遮断から透過のエッジ２１Ｂの検出を行う（ステップＳ４４）。検出しなければ、ステップＳ４１に戻る。検出したら、図３に示すＸ２からＸ３までの一定期間、ＤＣモータの駆動をＯＦＦする（ステップＳ４５）。

ＤＣモータはそのまま慣性で駆動するので、ＨＰ１２に対するＨＰセンサ１の遮蔽から透過のエッジ１２Ａの検出を行う（ステップＳ４６)。

検出しなければ、ステップＳ４５に戻る。エッジ１２Ａを検出すると、逆回転ＣＣＷ方向へ駆動させ、逆転ブレーキをかけることにより、ＨＰ１２に停止させる（ステップＳ４７)。

逆転ブレーキは、図３に示すＸ３からＸ４までのＸmsec間、かけられる（ステップＳ４８)。

このようにして、３段階のブレーキ制御により、確実にＨＰに停止させることができる。

また、トリガーセンサ２の形状が、図１に示すように、点対称であり、かつ線対称であるので、ＣＣＷ方向への駆動、透過、遮蔽を逆に検知することにより、ＨＰ１２からＨＰ１１への駆動も同様に行うことができる。

上述したように、ＤＣモータの固体差がある場合には、ブレーキ制御をかけても穿孔処理が完了しても、穿孔刃がＨＰからオーバーランすることがある。このような場合のブレーキ制御について、図５に示すフローチャートに沿って説明する。

逆転ブレーキによる制御終了後、Ｘ’msec経過しているか否かを判断する（ステップＳ５１）。Ｘ’msec経過後であれば、ＨＰセンサ１が、ＨＰ１２に対するオーバーラン方向のＨＰセンサ１のエッジ１２Ｂを通り越していないかどうかを検出する（ステップＳ５２)。透過を検知した場合には、オーバーランしていないので、ＤＣモータの駆動を終了する。

透過を検知できず、遮蔽を検知したら、オーバーランしているので、ＣＣＷ方向へチョッピング駆動させてバックさせる（ステップＳ５３）。この逆転チョッピング駆動は、図３に示すＸ５からＸ６まで、ＨＰセンサ１が、遮蔽から透過への変化、すなわちエッジ１２Ｂを検知するまで、続けられる（ステップＳ５４）。エッジ１２Ｂを検知すると、逆転チョッピング駆動を止め、ＨＰ１２へ停止し、パンチモータの駆動を終了する。パンチ処理を施された用紙Ｐは搬送され、排紙処理される。

上述したように、本発明によれば、エンコーダ及びエンコーダ用センサを使用せずに、ＨＰに停止させることができるので、パンチユニットを省スペースのコンパクトな構成にすることができ、またアセンブリ工数を削減することができる。

本発明は上記した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

本発明の一実施形態に係るパンチユニットの要部を示す斜視図である。 各遮光板の位置関係の説明図である。 パンチユニットの動作時における各遮光板の位置関係の説明図である。 パンチユニットの動作を説明するフローチャートである。 オーバーラン時のパンチユニットの動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

1・・・ＨＰセンサ用遮光板、2・・・トリガーセンサ用遮光板、3・・・パンチモータ、4・・・スライドリンク、5・・・ギア、6・・・クランクギア、10・・・パンチユニット。

Claims (4)

1. 穿孔刃によって用紙に穿孔する用紙穿孔装置であって、
   穿孔処理のための駆動モータと、
   前記穿孔刃のホームポジションを検出するためのホームポジション検出手段と、
   前記駆動モータの駆動又は停止の制御用トリガーを発生させるトリガー発生手段と、
   前記ホームポジション検出手段と前記トリガー発生手段の出力に応じて前記駆動モータの駆動又は停止動作を制御する制御手段とを備え、
   この制御手段による前記駆動モータの停止制御は、前記駆動モータのチョッピング駆動、ショートブレーキ、逆転ブレーキ動作の組み合わせにより、ホームポジションに停止させることを特徴とする用紙穿孔装置。
2. 前記ホームポジション検出手段と、前記トリガー発生手段は、透過型フォトセンサと前記駆動モータの回転に伴って回転し、透過光を遮蔽する遮光部が形成された遮光板とからなることを特徴とする請求項１記載の用紙穿孔装置。
3. 前記トリガー発生手段は、円板状の前記遮光板の外周部に回転角６０度の切り欠き部が１２０度の間隔で３ケ所形成されたトリガータイプのセンサであることを特徴とする請求項２記載の用紙穿孔装置。
4. 前記駆動モータの停止制御は、穿孔処理後、ホームポジションを検知した後、ホームポジションをオーバーランした際に、逆転駆動して、ホームポジションに停止させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の用紙穿孔装置。

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