JP2008264991A - パンチユニットおよびそれを搭載した用紙後処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適の復帰手段を実施するため破壊等を発生することなく確実なる復帰が可能となるパンチユニットを提供する。
【解決手段】パンチ刃自動復帰制御に対し、一度失敗に終わった際に、逆方向へリトライする、または前回駆動終了時の駆動フェーズを記憶しておき、駆動終了フェーズ時の逆方向に回転させてパンチ刃を復帰させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置等から排紙された用紙を穿孔するパンチユニットおよびそれを搭載した用紙後処理装置に関する。

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、パンチ刃の出ていないホームポジション(以下、ＨＰともいう)から、パンチ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、駆動モータが多用されている。例えば駆動モータの正転・逆転を制御し、半回転で１回の穿孔処理が行われている。駆動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、パンチ刃を所定の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、パルスカウントにてHPまで辿り着いていない、もしくはオーバーランしたことを検知してＨＰまで復帰させることが行われている(例えば 特許文献１参照)。

また、用紙が残存し、かつパンチ刃が用紙に食い込んで停止してしまった場合、正常な状態に復帰させるには、別途設けられたノブ等にて手動でパンチ刃をＨＰに戻す、あるいは別途設けた復帰ボタン等を押下することによりパンチ刃をＨＰに戻すようになっている。
特開2005-75550号公報

通常、用紙ジャム等のため画像形成装置内に残存した用紙を除去する際は、画像形成装置本体カバーを開放して行う。カバーの開放を検知するセンサを配設し、カバーの開放を検知した場合は残存した用紙に食い込んでいるパンチ刃を戻すことが行われている。

しかしながら、用紙への穿孔動作中、パンチ刃がＨＰに戻らずに途中で止まる原因は複数存在し、従来の手法では対応できない状況もあった。また、ＨＰへの復帰方法も最良の復帰手段が異なり、適切でない復帰手段を採用すると、パンチユニットを破損する虞があった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するために、パンチユニットを破損する虞がなく、確実なる復帰を可能とするパンチユニットを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、パンチ刃を上下方向に回転駆動させる駆動モータと、前記パンチ刃の回転方向を記憶する記憶手段と、前記パンチ刃のホームポジションを検出するホームポジション検出手段と、前記駆動モータの駆動または停止動作を制御する制御手段とを備え、穿孔処理中断後に前記パンチ刃のホームポジションへの復帰駆動の際、前記パンチ刃が異常停止している場合、ホームポジションへの復帰駆動の際に記憶した前記パンチ刃の回転方向と逆方向にパンチ刃を回転させ、ホームポジションに復帰させることを特徴とするパンチユニットが提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、パンチ刃を上下方向に回転駆動させる駆動モータと、前記パンチ刃の回転方向及び穿孔終了時のフェーズを穿孔の都度記憶する記憶手段と、前記パンチ刃のホームポジションを検出するホームポジション検出手段と、前記駆動モータの駆動または停止動作を制御する制御手段とを備え、穿孔処理中断後に前記パンチ刃のホームポジションへの復帰駆動の際、前記パンチ刃が異常停止している場合、穿孔終了時に記憶した前記パンチ刃の回転方向と逆方向にパンチ刃を回転させ、ホームポジションに復帰させることを特徴とするパンチユニットが提供される。

本発明によれば、パンチ刃の停止理由を把握し最適の復帰手段を実施するため破壊等を発生することなく確実なる復帰が可能となる。また、センサの数等を減少することができ、低コストにできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

複写機等の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、画像形成装置に配設された排紙ローラから排紙され、用紙後処理装置に受け取られる。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、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、用紙後処理装置に配設された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。

まず、図1及び図２にて全体の概略を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るパンチユニットの搬送路下流側で見た概略図である。図２は、本発明の実施形態に係るパンチユニットの正面側で見た断面図である。図２に示すとおり、パンチユニット1は画像形成装置２と用紙後処理装置３の間に配置されている。

画像形成された用紙は、画像形成装置２から排出され、パンチユニット1に受け入れられる。用紙は、パンチユニット1で穿孔処理を施こされた後に、搬送ローラ71により用紙後処理装置３へ搬送される。

パンチユニット１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。

パンチユニット1は、パンチ穿孔部4と穿孔屑を収容するパンチダストボックス5を有している。

パンチ穿孔部４は、用紙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４としては、既に周知のもので構成することができ、例えばパンチ刃４１、パンチダイス４５、用紙ガイド、復帰スプリング等を備えている。パンチ穿孔部4には、駆動源である駆動モータ4２が設けられている。駆動モータ4２の駆動により、パンチ刃41が上下駆動する。パンチ刃41は、通常はＨＰに待機している。用紙穿孔時には、パンチ刃41は、フレーム体44Aに固定されたパンチガイド4３を伝い、下方向へ駆動される。

搬送路7を挟んでフレーム体44Aと対を成す下方側フレーム体44Bには、パンチダイス45が設けられている。パンチダイス45は、パンチ刃41と係合可能となっている。パンチ刃41がパンチダイス45を通過して、さらに下方まで駆動することにより用紙が穿孔される。穿孔された後のパンチ屑Ｒはパンチダストボックス5に積載される。

パンチダストボックス５には、パンチ屑満杯検知センサ５１が配設されている。パンチ屑満杯検知センサ５１は、受光部５１Ａと発光部５１Ｂとで構成されている。

図３に示すように、パンチユニット１は、穿孔処理のための駆動モータ４２と、パンチ刃４１のＨＰを検出するためのホームポジション検出手段４６と、駆動モータ４２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４７と、ホームポジション検出手段４６とトリガー発生手段４７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４２の停止制御は、駆動モータ４２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、ＨＰに停止させる。駆動モータ４２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駆動モータ４２が回転すると、ギア４９Ａ、クランクギア４９Ｂが回転し、スライドリンク４８が左右にスライドする。スライドリンク４８のスライドによって、パンチ刃４１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４に示すように、ホームポジション検出手段４６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４２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４７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４７は、駆動モータ４２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、駆動モータ４２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、駆動モータ４２に印加する直流電流を規則的に断続させることにより、徐々にパンチ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、完全に駆動モータ４２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、駆動モータ４２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４７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。

図５に示す各遮光板の位置関係の説明図に沿って説明する。

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。

その後トリガーセンサ４７の遮光板２１の透過から遮蔽のエッジ２１Ａの検出を行う。検出したら、図５に示すＸ１からＸ２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、駆動モータの回転速度を緩める。

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。検出したら、図５に示すＸ２からＸ３までの一定期間、駆動モータの駆動をＯＦＦする。

駆動モータ４２はそのまま慣性で駆動するので、ＨＰ１２に対するＨＰセンサ４６の遮蔽から透過のエッジ１２Ａの検出を行う。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。逆転ブレーキは、図５に示すＸ３からＸ４までのＸmsec間、かけられる。

このようにして、３段階のブレーキ制御により、ＨＰに停止させることができる。

用紙穿孔中に、画像形成装置内で用紙ジャムが発生した場合には、ジャム紙を取り除く必要がある。そのため、装置本体のカバーを開放して、ジャムが発生した箇所から、ジャム紙の取り除きが行われる。安全のため、装置本体のカバーの開放に伴い、用紙穿孔作業は中断され、自動的にパンチ刃はＨＰに復帰するようになっている。このパンチ刃の自動復帰動作は、公知の手法によることができるので、ここでは説明しない。

以下に、パンチ刃の自動復帰動作を行った後の動作を、図６乃至図９を用いて説明する。図６Ａ、図６Ｂは、パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。

パンチ刃がＨＰから突出した状態で停止してしまう、すなわち異常停止の形態として、２通りがある。

穿孔動作の際に、駆動モータ４２を正回転（ＣＷ)方向で回していたと仮定する。異常停止の第１のフェーズとしては、図６Ａに示すように、用紙Ｓを穿孔しようとするが、用紙Ｓを穿孔することができずに停止してしまい異常停止となる場合である。この異常停止の要因は、駆動モータ４２のトルク不足である。この場合にパンチ刃を復帰させるには、図６Ｂに示すように、駆動モータを逆回転（ＣＣＷ）方向に駆動させる必要がある。

次に、異常停止の第２のフェーズを説明する。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄは、パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。図７Ａに示すように用紙Ｓを穿孔し、パンチ刃がＨＰ位置に戻っては来た（図７Ｂに示す）のだが、駆動モータ４２を停止させるための逆転ブレーキによってパンチ刃が逆戻りしてきてしまった場合（図７Ｃに示す）である。この異常停止は、穿孔時の駆動モータ速度が通常よりも減速してしまうことによる。その要因としては、駆動モータ４２の特性のばらつき、駆動電圧のばらつき、穿孔用紙の厚さの違い、ユニット間の機械的負荷のばらつきなどが挙げられる。

逆転ブレーキがＣＣＷ方向に駆動している最中に停止したので、パンチ刃をＨＰ位置に復帰させるには、図７Ｄに示すように、駆動モータ４２をＣＷ方向に駆動させる必要がある。

上述した何れかの異常停止の形態で停止してしまったのに対し、駆動モータ４２を単に逆方向へ駆動してパンチ刃を復帰させようとしても、さらに用紙を穿孔する方向に駆動することになるので復帰することはできない。

本発明の第１の実施形態を、図８のパンチ刃の復帰制御の一例を示すフローチャートに沿って説明する。

穿孔中に、画像形成装置内で用紙のジャムが発生し、穿孔作業が停止した場合である。まずジャム解除のため、装置本体カバーが開けられる。その際、パンチ刃がＨＰで止まっているか否かがチェックされる。パンチ刃がＨＰで止まっている場合には、駆動モータ４２は何ら駆動させる必要はない。パンチ刃がＨＰからはずれている場合には、駆動モータ４２を駆動し、パンチ刃のＨＰへの自動復帰動作を行うことになる(ステップＳ1）。

その駆動を行う際に、復帰駆動の駆動モータの回転方向を記憶しておく(ステップＳ２）。

パンチ刃の停止フェーズが、図６Ａに示すもので、ＣＣＷ方向に復帰動作を駆動させていれば、図６Ｂに示すように復帰動作は正常終了し、そのまま終了となる。

パンチ刃の停止フェーズが図７Ａ乃至図７Ｃの形で、ＣＣＷ方向に復帰動作を駆動させていれば、復帰駆動は異常停止となる。異常停止と判定すると、ステップＳ２で記憶した回転方向をチェックする。例えば、記憶した回転方向がＣＷ方向か否かがチェックされる(ステップＳ３)。

記憶した回転方向がＣＷ方向の場合にはＣＣＷ方向、記憶した回転方向がＣＣＷ方向の場合にはＣＷ方向と、記憶した回転方向とは逆回転方向をセットする(ステップＳ４)。次いで、セットされた回転方向で、駆動モータをリトライ駆動させる(ステップＳ５)。

図７Ａ乃至図７Ｃに示すように、ＣＣＷ方向に駆動させているので、リトライ駆動はＣＷ方向に駆動することとなる。そうすれば、図７Ｄに示すようにパンチ刃を正常にＨＰに復帰させることができる。

次に本発明の第２の実施形態を、図９のパンチ刃の復帰制御の一例を示すフローチャートに沿って説明する。穿孔中に、画像形成装置内で用紙のジャムが発生し、穿孔作業が停止した場合である。

第２の実施形態では、毎回の駆動モータ４２の駆動停止時に、駆動モータ４２の回転方向を記憶し(ステップＳ６）、さらにパンチ刃の動作停止フェーズを記憶しておく(ステップＳ７)。

ステップＳ６にて記憶される回転方向は、駆動初期の下降方向への回転方向であり、ステップＳ７にて記憶される動作停止フェーズは、図６Ａに示す形で停止していれば下降方向フェーズで停止、図７Ａの形で停止していれば上昇方向への駆動以降と記憶される。

次に、ジャム解除のため、装置本体カバーが開けられる。その際、パンチ刃がＨＰで止まっているか否かがチェックされる。パンチ刃がＨＰで止まっている場合には、駆動モータ４２は何ら駆動させる必要はない。パンチ刃がＨＰからはずれている場合には、駆動モータ４２を駆動し、パンチ刃のＨＰへの自動復帰動作を行うことになる。(ステップＳ８）。

その際の駆動方向に対し、ステップＳ７で記憶した動作停止フェーズから前回の駆動停止が下降方向駆動中か、上昇方向へ駆動した以降であるかを判別する。例えば、下降方向駆動中に停止したかがチェックされる（ステップＳ９)。下降方向駆動中の停止であれば上昇方向へ、上昇方向駆動中の停止であれば下降方向へと、記憶した回転方向と逆方向へ駆動するように回転方向をセットする(ステップＳ１０)。次いで、セットされた回転方向で駆動モータ４２を駆動させ、パンチ刃の自動復帰動作を実行する(ステップＳ８Ａ)。

第２の実施形態では、ステップＳ１０においてセットされる方向は、ステップＳ９の判断にて下降方向であれば上昇方向をセットするので、ステップＳ６で記憶した駆動方向と逆方向をセット、上昇方向であれば、下降方向をセットするのでステップＳ６で記憶した駆動方向と同一の方向をセットする。これにより、図６Ｂ、図７Ｄに示すようにパンチ刃を正常に復帰することができる。

以上説明したように、本実施の形態では、パンチ刃の停止理由を把握し最適の復帰手段を実施するため破壊等を発生することなく確実なる復帰が可能となる。また本発明を実施することによりセンサの数等を減少することができ、低コストにできる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係るパンチユニットの搬送路下流側で見た概略図である。 本発明の実施形態に係るパンチユニットの正面側で見た断面図である。 本発明の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。 本発明の実施形態に係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。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の自動復帰動作以降のフェーズを説明する図である。 パンチ刃の復帰制御の一例を示すフローチャートである。 パンチ刃の復帰制御の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・パンチユニット、４・・・パンチ穿孔部、４１・・・パンチ刃、４２・・・駆動モータ、４３・・・パンチガイド、４５・・・パンチダイス、４６・・・ホームポジション、４７・・・トリガー発生手段。

Claims (9)

1. パンチ刃を上下方向に回転駆動させる駆動モータと、
   前記パンチ刃の回転方向を記憶する記憶手段と、
   前記パンチ刃のホームポジションを検出するホームポジション検出手段と、
   前記駆動モータの駆動または停止動作を制御する制御手段とを備え、
   穿孔処理中断後に前記パンチ刃のホームポジションへの復帰駆動の際、前記パンチ刃が異常停止している場合、ホームポジションへの復帰駆動の際に記憶した前記パンチ刃の回転方向と逆方向にパンチ刃を回転させ、ホームポジションに復帰させることを特徴とするパンチユニット。
2. 前記パンチ刃の異常停止のフェーズは、前記用紙にパンチ刃がくいこんだままで穿孔できない状態であることを特徴とする請求項１記載のパンチユニット。
3. 前記パンチ刃の異常停止のフェーズは、前記用紙に穿孔後、前記パンチ刃がホームポジションに戻りきらず、前記用紙に向けて逆戻りした状態であることを特徴とする請求項１記載のパンチユニット。
4. 前記穿孔処理中断は、画像形成装置の本体カバーの開放と連動していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項に記載のパンチユニット。
5. パンチ刃を上下方向に回転駆動させる駆動モータと、
   前記パンチ刃の回転方向及び穿孔終了時のフェーズを穿孔の都度記憶する記憶手段と、
   前記パンチ刃のホームポジションを検出するホームポジション検出手段と、
   前記駆動モータの駆動または停止動作を制御する制御手段とを備え、
   穿孔処理中断後に前記パンチ刃のホームポジションへの復帰駆動の際、前記パンチ刃が異常停止している場合、穿孔終了時に記憶した前記パンチ刃の回転方向と逆方向にパンチ刃を回転させ、ホームポジションに復帰させることを特徴とするパンチユニット。
6. 前記パンチ刃の異常停止のフェーズは、前記用紙にパンチ刃がくいこんだままで穿孔できない状態であることを特徴とする請求項５記載のパンチユニット。
7. 前記パンチ刃の異常停止のフェーズは、前記用紙に穿孔後、前記パンチ刃がホームポジションに戻りきらず、前記用紙に向けて逆戻りした状態であることを特徴とする請求項５記載のパンチユニット。
8. 前記穿孔処理中断は、画像形成装置の本体カバーの開放と連動していることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか1項に記載のパンチユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のパンチユニットと、
   用紙に対して前記穿孔処理を含む処理を実行して排紙する用紙後処理手段と、
   を備える用紙後処理装置。

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