JP2021041683A - 電動ステープラ - Google Patents

Abstract

【課題】外乱の影響にかかわらず、綴じ処理時間を一定に制御することが可能な電動ステープラを提供する。【解決手段】電動ステープラ２０は、複数の工程を経て綴じ処理を行う電動ステープラ２０であって、用紙束に対して綴じ処理を行うと綴じ部と、綴じ部を駆動するモータ２８と、モータ２８を制御する制御部２２と、制御部２２は、モータ２８を駆動することで、綴じ部による綴じ処理を開始してから綴じ処理が完了するまでの綴じ処理時間が所定範囲内に収まるように各工程の処理時間を調整する。【選択図】図２

Description

本開示は、電動ステープラに関する。

従来より、ステープルにより用紙束を自動で綴じ処理する電動ステープラが開示されている(例えば、特許文献１)。この種の電動ステープラは、モータによりドライバ機構を駆動して用紙束にステープルを打ち込み、用紙束を貫通したステープルの脚部をクリンチャによって折り曲げることで綴じ処理を行う。

特許第４１１７４５７号公報

これまでの電動ステープラは、電源電圧の変動、モータの個体差（特性）、電動ステープラ自体の個体差、用紙枚数、紙質、温度、湿度等の外乱の影響により、綴じ処理時間にばらつきが発生する場合があった。
例えば、外乱の影響により綴じ処理時間が目標とする綴じ処理時間よりも遅くなる場合、綴じ処理回数が多くなるに従ってトータルの綴じ処理時間が累積的に増加し、綴じ処理作業全体の効率が低下してしまうという問題があった。

そこで、本開示に係る電動ステープラは、外乱の影響を受けても綴じ処理時間が所定の範囲内に収まるような電動ステープラを提供することを目的とする。

本開示に係る電動ステープラは、複数の工程を経て綴じ処理を行う電動ステープラであって、用紙束に対して綴じ処理を行う綴じ部と、前記綴じ部を駆動するモータと、前記モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記モータを制御することにより、前記綴じ処理を開始してから綴じ処理が完了するまでの綴じ処理時間が所定範囲内に収まるように、工程ごとの処理時間を調整する。

本開示に係る電動ステープラは、工程ごとの処理時間を調整することで、綴じ処理を開始してから綴じ処理が終了するまでの綴じ処理時間が所定範囲内に収まるようにモータを制御するので、外乱の影響を受けても綴じ処理時間がばらつくことがない。

第１の実施の形態に係る電動ステープラを前方側から見た斜視図である。 第１の実施の形態に係る電動ステープラを後方側から見た内部の斜視図である。 第１の実施の形態に係る電動ステープラのブロック図である。 第１の実施の形態に係る各工程の綴じ処理時におけるモータの回転速度とギヤの回転角度との関係を示すグラフである。 外乱要素と綴じ処理時間との関係を示す図である。 第１の実施の形態に係る綴じ処理時における電動ステープラの動作の一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る複数のモードにおける綴じ処理時のモータの回転速度とギヤの回転角度との関係を示すグラフである。 第３の実施の形態に係る綴じ処理時間が異なる各工程における綴じ処理時のモータの回転速度とギヤの回転角度との関係を示すグラフである。

＜第１の実施の形態＞
［電動ステープラ２０の構成例］
図１Ａは、実施の形態に係る綴じ処理装置である電動ステープラ２０を前方側から見た斜視図、図１Ｂは実施の形態に係る電動ステープラ２０を後方側から見た内部の斜視図である。また、図２は、実施の形態に係る電動ステープラ２０のブロック図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂにおいて、ドライバ機構６０が配置される側を電動ステープラ２０の前側とし、その反対側を電動ステープラ２０の後側とする。また、ギヤ７２，７３が設けられる側を電動ステープラ２０の左側とし、その反対側を電動ステープラ２０の右側とする。また、モータ２８が配置される側（本体部５０の底壁側）を電動ステープラ２０の下側とし、その反対側を電動ステープラ２０の上側とする。

電動ステープラ２０は、複数の工程を経て綴じ処理を行うものであり、用紙束に対して綴じ処理を行うと綴じ部７０と、綴じ部７０を駆動するモータ２８と、モータ２８を制御する制御部２２とを備える。モータ２８及び制御部２２は本体部５０に収容される。本体部５０にはこの他に、モータ２８及び制御部２２を駆動する駆動回路２６が基板に実装された形で収容される。

綴じ部７０は、ステープルを用紙束に向けて打ち出すドライバ機構６０と、ドライバ機構６０に対して回動可能に設けられたクリンチャアーム６２と、クリンチャアーム６２に取り付けられ、ドライバ機構６０によって打ち出されて用紙を貫通したステープルの脚部を折り曲げるクリンチャ部６４とを有する。ドライバ機構６０の上方であってクリンチャ部６４に対向する位置には、用紙束が載置される載置台６６が設けられる。

ドライバ機構６０は、本体部５０の前側内部に配置され、モータ２８の駆動に基づいて載置台６６に対して上下移動可能に構成される。ドライバ機構６０は、図示しないフォーミングプレートによりステープルの両端を折り曲げて略Ｕ字状に成形すると共に、図示しないドライバによりＵ字状に成形したステープルを用紙束に向けて打ち出す。

クリンチャアーム６２は、ドライバ機構６０の上方側に回動可能に設けられ、その前端側がドライバ機構６０に対して接近方向及び離間方向に移動可能に構成される。クリンチャ部６４は、クリンチャアーム６２の前端部に設けられ、ドライバ機構６０との協働で、用紙束を貫通したステープルの脚部を内側に折り曲げることにより用紙束をステープルにより綴じる。

本体部５０には、カートリッジ９０が着脱可能に取り付けられる。カートリッジ９０内には、シート状の連結ステープルが積層されたリフィルが収容される。リフィル内の連結ステープルは、ドライバ機構６０の図示しない送り出し機構によりフォーミング位置に搬送される。

モータ２８は、本体部５０の後側内部であって、カートリッジ９０の下方に配置される。本体部５０の左側側壁５２の外面には、モータ２８の駆動に連動して回転するギヤ７２，７３が取り付けられる。モータ２８の回転軸２８ａには、ギヤ７２が接続され、ギヤ７２にはギヤ７３が接続される。ギヤ７３とドライバ機構６０及びクリンチャ部６４等の綴じ部７０との間には、図示しない揺動アームが直接又は間接的に接続され、ギヤ７３の回動に連動してドライバ機構６０及びクリンチャ部６４等が駆動するように構成されている。

モータ２８は、ロータとステータとを含むブラシレスモータにより構成され、駆動回路２６から供給される電圧に基づいて所定の速度で回転する。モータ２８には、ホールセンサ３０が内蔵されている。ホールセンサ３０は、ロータの磁石極性を検出してロータの位置を示す位置信号（モータ２８の回転数）を制御部２２に出力する。

制御部２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２３を有する。ＣＰＵ２３は、図示しない記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより、所定の綴じ処理を実現する。また、制御部２２は、モータ２８のホールセンサ３０からの位置信号及び設定された指令値等に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を駆動回路２６に出力する。具体的には、制御部２２は、ホールセンサ３０からの位置信号等に基づいてモータ２８の回転速度を算出し、予め設定されたモータ２８の目標回転速度に追従するように駆動信号を生成する。制御部２２は、生成した駆動信号に基き、駆動回路２６におけるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のデューティ比を調整する。

駆動回路２６は、複数のスイッチング素子を有するインバータを有し、このインバータによりモータ２８の回転速度を制御する。スイッチング素子には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等を用いることができる。駆動回路２６は、制御部２２から供給される駆動信号に基づいて、スイッチング素子のオン／オフ制御を行い、電源部３２からモータ２８に対して供給される電圧を調整してモータ２８に出力する。なお、駆動回路２６は、モータ２８に内蔵される構成であっても良い。

本実施の形態では、ギヤ７３等が１回転（３６０°回転）するまでの間に、クリンチャ部６４が下方に移動して載置台６６との間に用紙束を挟み込む（クランプする）クランプ工程、ドライバ機構６０の上方への移動によりステープルの脚部を用紙束に貫通させる貫通工程、クリンチャ部６４により用紙束を貫通したステープルの脚部を折り曲げるクリンチ工程、クリンチャ部６４及びドライバ機構６０等がホームポジションに戻るリターン工程が実行される。

［電動ステープラ２０の動作例］
次に、電動ステープラ２０の動作の一例について説明する。

モータ２８の駆動が開始される前、及びモータ２８の駆動が開始された直後は、クリンチャ部６４が移動範囲の最上位位置に配置され、ドライバ機構６０のドライバが移動範囲の最下位位置に配置される(以下、ホームポジションという)。

電動ステープラ２０の載置台６６上に複数枚の用紙で構成される用紙束が載置され、綴じ処理開始の操作が行われると、制御部２２に動作開始信号が供給される。制御部２２は、動作開始信号に基づいて、モータ２８の駆動を開始する。これに伴い、ギヤ７２，７３が回転し、ギヤ７３等の回転に連動してクリンチャ部６４が載置台６６に向かって移動し、用紙束がクリンチャ部６４と載置台６６とにより挟持（クランプ）される（クランプ工程）。

また、ギヤ７３が所定角度回転すると、ドライバ機構６０のフォーミングプレートが、上方に移動すると共に、連結ステープルのうち最先端位置にあるステープルを略Ｕ字状に折り曲げる。これと同時に、ドライバ機構６０のドライバが、載置台６６に向かって移動すると共に、Ｕ字状に折り曲げられたステープルを用紙束に向かって押し出すことによりステープルの脚部を用紙束の厚み方向に貫通させる（貫通工程）。

続けて、ギヤ７３が所定角度回転していくと、クリンチャ部６４が駆動し、用紙束の最上面から突出したステープルの脚部を内側に折り曲げることにより、用紙束をステープルで綴じる（クリンチ工程）。

さらに、ギヤ７３が略１回転してホームポジションに近い位置まで回転すると、クリンチャ部６４が上方に移動してホームポジションに戻ると共に、ドライバ機構６０のドライバが下方に移動してホームポジションに戻る（リターン工程）。このように、ギヤ７３が一回転する間に、クランプ工程、貫通工程、クリンチ工程、リターン工程を含む一連の綴じ処理が実行される。

［綴じ処理時の制御例］
次に、第１の実施の形態に係る綴じ処理時の制御の一例について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る各工程の綴じ処理時におけるモータ２８の回転速度とギヤ７３の回転角度との関係を示すグラフである。図３において、縦軸はモータ２８の回転速度であり、横軸はギヤ７３の回転角度（動作量）である。

電動ステープラ２０における綴じ処理は、上述したように、クランプ工程、貫通工程、クリンチ工程、リターン工程の順番で実行される。

第１の実施の形態では、図３に示すように、クランプ工程の目標処理時間を第１処理時間Ｔ１ａ、貫通工程の目標処理時間を第２処理時間Ｔ１ｂ、クリンチ工程の目標処理時間を第３処理時間Ｔ１ｃ、リターン工程の目標処理時間を第４処理時間Ｔ１ｄとし、各工程の処理時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄの合計を綴じ処理時間Ｔ１としている。

制御部２２は、モータ２８を駆動することで、綴じ部７０による綴じ処理を開始してから綴じ処理が完了するまでの綴じ処理時間Ｔ１が所定の範囲内に収まるように各工程の処理時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄを調整する。
ここで、「綴じ処理時間Ｔ１が所定範囲内」とは、例えば、綴じ処理時間Ｔ１の中央値をＴＣとした場合、綴じ処理時間Ｔ１がＴＣ±αであることを意味し、この場合のαは、綴じ処理作業の効率や外乱の影響などを考慮しても３０ｍｓｅｃ程度、好ましくは２０ｍｓｅｃ程度、より好ましくは１０ｍｓｅｃ程度とするのが良い。

本実施の形態では、制御部２２は、綴じ処理時間Ｔ１が一定又は略一定となるように各工程の処理時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄを調整する。すなわち、綴じ処理時間Ｔ１、第１処理時間Ｔ１ａ、第２処理時間Ｔ１ｂ、第３処理時間Ｔ１ｃ及び第４処理時間Ｔ１ｄが、以下に示す式（１）の関係を満たすようにモータ２８を制御している。
Ｔ１［ｍｓｅｃ］＝Ｔ１ａ＋Ｔ１ｂ＋Ｔ１ｃ＋Ｔ１ｄ・・・（１）
なお、第１処理時間Ｔ１ａ、第２処理時間Ｔ１ｂ、第３処理時間Ｔ１ｃ及び第４処理時間Ｔ１ｄは、それぞれ異なる時間であるが、同一の時間に設定しても良い。

ここで、第１処理時間Ｔ１ａ、第２処理時間Ｔ１ｂ、第３処理時間Ｔ１ｃ、第４処理時間Ｔ１ｄ及び綴じ処理時間Ｔ１は、綴じ処理時における発生音、用紙束の生産性、及び外乱の影響のうち少なくとも一つの要素を考慮して予め設定することができる。例えば、外乱の影響によってモータ２８の回転速度が低下しやすい傾向にある工程については、他の工程に対して相対的にモータ２８の回転速度が速くなるような制御を行う。なお、外乱要素としては、例えば、電源電圧、モータ特性、用紙束の用紙枚数、紙質、温度、湿度、機械負荷等が挙げられる。

図４は、外乱要素と綴じ処理時間との関係を示している。一例を挙げて説明すると、例えば、外乱要素が電源電圧である場合、電源電圧が低くなると、モータ２８のトルク、回転数が低下するため、綴じ処理時間は長くなる。一方、電源電圧が高くなると、モータ２８のトルク、回転数が上昇するため、綴じ処理時間は短くなる。また、外乱要素が機械負荷である場合、電動ステープラ２０の動作時における摺動等の機械負荷が高くなると、電動ステープラ２０全体の負荷も高くなるため、綴じ処理時間は長くなる。一方、電動ステープラ２０の動作時における摺動等の機械負荷が低くなると、電動ステープラ２０全体の負荷が低くなるため、綴じ処理時間は短くなる。

第１の実施の形態では、図４に示す外乱の影響による綴じ処理時間のばらつきを抑制するために、外乱の影響により綴じ処理時間Ｔ１が基準（目標時間）よりも長くなることが予測される場合には、外乱の影響分、綴じ処理時間Ｔ１が短くなるように、すなわち外乱の影響にかかわらず綴じ処理時間Ｔ１が目標とする時間となるように各工程の処理時間（の少なくとも一部）を調整する。そしてこの場合、外乱の影響によって処理時間が長くなる傾向にある工程については相対的に他の工程に対して処理時間が短くなるようにモータ２８を制御することで、綴じ処理時間Ｔ１が目標時間に近づくように制御する。一方、外乱の影響により綴じ処理時間が基準よりも短くなることが予測される場合には、外乱の影響分、綴じ処理時間が長くなるように各工程の処理時間（の少なくとも一部）を調整する。例えば、外乱に影響によって処理時間が短くなる傾向にある工程については相対的に他の工程に対して処理時間が長くなるようにモータ２８を制御する。

ここで、貫通工程では、ドライバ機構６０を駆動してステープルの脚部を用紙束に貫通させる際の荷重、つまりドライバ機構６０にかかる負荷が大きいため、貫通工程がもっとも機械負荷の影響を受ける工程となる。また、クリンチ工程では、クリンチャ部６４により用紙束を貫通したステープルの脚部を折り曲げる際の荷重、つまりクリンチャ部６４にかかる負荷が大きい。

そこで、第１の実施の形態では、貫通工程におけるモータ２８の回転速度が綴じ処理工程の中で最も速くなる回転速度Ｖ１ｂに設定され、クリンチ工程におけるモータ２８の回転速度が綴じ処理工程の中で２番目に速くなる回転速度Ｖ１ｃに設定される。クランプ工程及びリターン工程におけるモータ２８の回転速度は、クリンチ工程におけるモータ２８の回転速度Ｖ１ｃよりも遅い回転速度Ｖ１ａ，Ｖ１ｄに設定される。本実施の形態では、クランプ工程及びリターン工程におけるモータ２８の回転速度Ｖ１ａ，Ｖ１ｄは同一に設定される。なお、クランプ工程及びリターン工程のモータ２８の回転速度を同一に設定したが、回転速度を異なるようにしても良い。

［各工程の綴じ処理の電動ステープラ２０の動作例］
図５は、第１の実施の形態に係る各工程の綴じ処理時における電動ステープラ２０の動作の一例を示すフローチャートである。制御部２２は、記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより、各工程の処理時間が目標値に収まるようにモータ２８を制御する。

ステップＳ１００において、各工程の目標の処理時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄが記憶部から読み出される（セットされる）。

次にステップＳ１１０からＳ１３０において、クランプ工程におけるモータ２８の制御が行われる。
ステップＳ１１０において、クランプ工程区間のギヤ７３の回転角度の範囲と、目標処理時間としての第１処理時間Ｔ１ａとに基づいて、モータ２８の目標回転速度が設定される。モータ２８の目標回転速度は、図３に示したように、例えば回転速度Ｖ１ａである。

ステップＳ１２０において、制御部２２は、ホールセンサ３０からのモータ２８の位置信号に基づいたモータ２８の回転速度を監視し、実際のモータ２８の回転速度が設定されたモータ２８の回転速度Ｖ１ａに追従するようにモータ２８を制御する。

ステップＳ１３０において、制御部２２は、クランプ工程が完了したか否かを判断する。クランプ工程が完了していないと判断した場合、ステップＳ１２０に戻り、モータ２８の回転速度の調整を継続して行う。一方、クランプ工程が完了したと判断した場合、ステップＳ１４０に進む。クランプ工程が完了したか否かは、ホールセンサ３０からの位置信号から算出したモータ２８の回転量が、所定量に達したか否かで判断する。

なお、制御部２２は、クランプ工程が完了した段階で、目標処理時間としての第１処理時間Ｔ１ａと実際の処理時間とを比較し、依然として両者に間に差分があった場合、その差分を以降の何れかの工程で補うような制御を行うこともできる。

次にステップＳ１４０からＳ１６０において、貫通工程におけるモータ２８の制御が行われる。
ステップＳ１４０において、貫通工程区間のギヤ７３の回転角度の範囲と目標処理時間としての第２処理時間Ｔ１ｂとに基づいて、モータ２８の目標回転速度が設定される。モータ２８の目標回転速度は、図３に示したように、例えば回転速度Ｖ１ｂである。

ステップＳ１５０において、制御部２２は、ホールセンサ３０からのモータ２８の位置信号に基づいてモータ２８の回転速度を監視し、実際のモータ２８の回転速度が設定されたモータ２８の回転速度Ｖ１ｂに追従するようにモータ２８を制御する。

ステップＳ１６０において、制御部２２は、貫通工程が完了したか否かを判断する。貫通工程が完了していないと判断した場合、ステップＳ１５０に戻り、モータ２８の回転速度の調整を継続して行う。一方、貫通工程が完了したと判断した場合、ステップＳ１７０に進む。貫通工程が完了したか否かは、ホールセンサ３０からの位置信号から算出したモータ２８の回転量が、所定量に達したか否かで判断する。

なお、制御部２２は、貫通工程が完了した段階で、目標処理時間としての第２処理時間Ｔ１ｂと実際の処理時間とを比較し、両者に差分がある場合、その差分を以降の何れかの工程で補うような制御を行うこともできる。

次にステップＳ１７０からＳ１９０において、クリンチ工程におけるモータ２８の制御が行われる。
ステップＳ１７０において、クリンチ工程区間のギヤ７３の回転角度の範囲と目標処理時間としての第３処理時間Ｔ１ｃとに基づいて、モータ２８の目標回転速度が設定される。モータ２８の目標回転速度は、図３に示したように、例えば回転速度Ｖ１ｃである。

ステップＳ１８０において、制御部２２は、ホールセンサ３０からのモータ２８の位置信号に基づいてモータ２８の回転速度を監視し、実際のモータ２８の回転速度が設定されたモータ２８の回転速度Ｖ１ｃに追従するようにモータ２８を制御する。

ステップＳ１９０において、制御部２２は、クリンチ工程が完了したか否かを判断する。クリンチ工程が完了していないと判断した場合、ステップＳ１８０に戻り、モータ２８の回転速度の調整を継続して行う。一方、クリンチ工程が完了したと判断した場合、ステップＳ２００に進む。クリンチ工程が完了したか否かは、ホールセンサ３０からの位置信号から算出したモータ２８の回転量が、所定量に達したか否かで判断する。

なお、制御部２２は、クリンチ工程が完了した段階で、目標処理時間としての第３処理時間Ｔ１ｃと実際の綴じ処理時間とを比較し、両者に差分があった場合、その差分を以降の工程で補うような制御を行うこともできる。

次にステップＳ２００からＳ２２０において、リターン工程におけるモータ２８の制御が行われる。
ステップＳ２００において、リターン工程区間のギヤ７３の回転角度の範囲と目標処理時間としての第４処理時間Ｔ１ｄとに基づいて、モータ２８の目標回転速度が設定される。モータ２８の目標回転速度は、図３に示したように、例えば回転速度Ｖ１ｄである。

ステップＳ２１０において、制御部２２は、ホールセンサ３０からのモータ２８の位置信号に基づいてモータ２８の回転速度を監視し、実際のモータ２８の回転速度が設定されたモータ２８の回転速度Ｖ１ｄに追従するようにモータ２８を制御する。

ステップＳ２２０において、制御部２２は、リターン工程が完了したか否かを判断する。リターン工程が完了していないと判断した場合、ステップＳ２１０に戻り、モータ２８の回転速度の調整を継続して行う。一方、リターン工程が完了すると、一連の綴じ処理が完了する。リターン工程が完了したか否かは、ホールセンサ３０からの位置信号から算出したモータ２８の回転量が、所定量に達したか否かで判断する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、各工程の処理時間Ｔ１ａ、Ｔ１ｂ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｄの合計が予め設定された綴じ処理時間Ｔ１になるようにモータ２８の回転速度を制御するので、外乱の影響にかかわらず、綴じ処理時間のばらつきを抑制し、綴じ処理時間を一定又は略一定に保つことができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、外乱の影響を考慮して各工程の処理時間を同一にする点において、上記第１の実施の形態とは相違している。なお、その他の電動ステープラ２０の構成及び動作等については、上記第１の実施の形態と共通しているため、詳細な説明については省略する。

［綴じ処理時の制御例］
図６は、第２の実施の形態に係る処理時間を同一とする場合の、各工程における綴じ処理時のモータ２８の回転速度とギヤ７３の回転角度との関係を示すグラフである。なお、縦軸はモータ２８の回転速度であり、横軸はギヤ７３の回転角度（動作量）である。

制御部２２は、クランプ工程、貫通工程、クリンチ工程、リターン工程の各工程におけるモータ２８の回転速度を一定の回転速度Ｖ２となるように制御する。つまり、制御部２２は、モータ２８の位置情報等に基づいて、目標の回転速度Ｖ２に追従するようにモータ２８の回転速度を調整する。

制御部２２は、モータ２８を駆動することで、実際の綴じ処理時間が綴じ処理時間Ｔ２となるように各工程の処理時間を調整する。すなわち、綴じ処理時間Ｔ２、第１処理時間Ｔ２ａ、第２処理時間Ｔ２ｂ、第３処理時間Ｔ２ｃ及び第４処理時間Ｔ２ｄは、以下に示す式（２）の関係を満たしている。
Ｔ２［ｍｓｅｃ］＝Ｔ２ａ＋Ｔ２ｂ＋Ｔ２ｃ＋Ｔ２ｄ・・・（２）
式（２）に示す第１処理時間Ｔ２ａ、第２処理時間Ｔ２ｂ、第３処理時間Ｔ２ｃ及び第４処理時間Ｔ２ｄは、それぞれ異なる時間であるが、同一の時間に設定しても良い。

なお、第２の実施の形態に係る各工程の綴じ処理時における電動ステープラ２０の動作については、第１の実施の形態で説明した図５のフローチャートを適用することができる。すなわち、各工程において、ホールセンサ３０の検知結果により得られるモータ２８の回転速度に基づいて、モータ２８の回転速度が目標値となるように調整しつつ、各工程の処理時間の合計が予め設定された綴じ処理時間の範囲内となるように綴じ処理を実行する。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、各モードにおいて各工程の処理時間を予め設定された綴じ処理時間となるようにモータ２８の回転速度を制御するので、外乱の影響にかかわらず、電動ステープラ２０における綴じ処理時間のばらつきを抑制することができる。また、外乱の影響を考慮して各工程の処理時間を設定するので、外乱が発生した場合でも綴じ処理時間のばらつきを抑制し、綴じ処理時間を一定に保つことができる。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、綴じ処理時間が異なる複数のモードを備える点において、第１の実施の形態と相違している。なお、その他の電動ステープラ２０の構成及び動作等については、第１の実施の形態と共通しているため、詳細な説明については省略する。

［綴じ処理時の制御例］
図７は、第３の実施の形態に係る複数のモードにおける綴じ処理時のモータ２８の回転速度とギヤ７３の回転角度との関係を示すグラフである。なお、縦軸はモータ２８の回転速度であり、横軸はギヤ７３の回転角度（動作量）である。

第３の実施の形態において、制御部２２は、外部からの命令に応じていずれかのモードを選択し、選択したモードに対応した綴じ処理時間となるように各工程の処理時間を調整する。ここで、「外部」とは、例えば電動ステープラ２０を単体で用いる場合には電動ステープラ２０に設けられる操作部であり、電動ステープラ２０が後処理装置又は画像形成装置に内蔵される場合には後処理装置等に設けられる操作部である。また、各モードを実行するためのプログラムは、例えば記憶部に記憶される。

複数のモードのうちひとつは、図７に示した綴じ処理時間Ｔ２で綴じ処理を行うモード（中速モード）であり、綴じ処理時の発生音を可能な限り抑制しつつ綴じ処理時間Ｔ１を早めるようにしたモード、換言すれば、綴じ処理時間Ｔ１と発生音の抑制を両立させたモードである。複数のモードのうち他のひとつは、中速モードよりも目標綴じ処理時間が遅く設定された低速（低音）モードである。低速モードは、目標綴じ処理時間が綴じ処理時間Ｔ３であり、綴じ処理時間Ｔ３を遅くすることで綴じ処理時の発生音を中速モードの実行時よりも抑制したモードである。複数のモードのうち残りのひとつは、中速モードよりも処理時間が速く設定された高速モードである。高速モードは、目標綴じ処理時間が綴じ処理時間Ｔ４であり、綴じ処理時間Ｔ４が早くなるため発生音は中速モードよりも大きくなるが、中速モードよりも生産性の向上を実現可能としたモードである。

制御部２２は、低速モードを選択した場合、モータ２８の回転速度を制御することで、目標とする綴じ処理時間が綴じ処理時間Ｔ３となるように、クランプ工程、貫通工程、クランチ工程及びリターン工程の処理時間を調整する。また、制御部２２は、低速モードにおいて、クランプ工程、貫通工程、クリンチ工程、リターン工程の各工程におけるモータ２８の回転速度を中速モードの回転速度Ｖ２よりも遅い一定の回転速度Ｖ３となるように制御する。

同様に、制御部２２は、高速モードが選択された場合、モータ２８の回転速度を制御することで、目標とする綴じ処理時間が綴じ処理時間Ｔ４となるように、クランプ工程、貫通工程、クランチ工程及びリターン工程の処理時間を調整する。また、制御部２２は、高速モードにおいて、クランプ工程、貫通工程、クリンチ工程、リターン工程の各工程におけるモータ２８の回転速度を中速モードの回転速度Ｖ２よりも速い一定の回転速度Ｖ４となるように制御する。

以上説明したように、第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、各モードにおいて各工程の処理時間の合計が、予め設定された綴じ処理時間となるようにモータ２８の回転速度を制御するので、外乱の影響にかかわらず、電動ステープラ２０における綴じ処理時間のばらつきを抑制することができる。また、複数のモードを設けることで、使用環境、使用目的等に応じたモードを選択することができる。

なお、上述した第１〜第３の実施の形態では、図面と併せて本発明の実施例を詳細に説明したが、上記実施の形態等は本開示を説明するためであり、本開示を限定するものではない。また、本開示の実質と範囲を逸脱しない場合に、上記実施形態に対して各種の修正、変更を行うことができる。

例えば、上述した各実施の形態では、モータ２８にブラシレスモータを使用した例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、モータ２８にブラシモータを用いることもできる。この場合、ギヤ７３等の回転情報（回転角度）を検出する回転検出部を設け、この回転検出部により検出された回転情報に基づいてギヤ７３等の回転角度を検出し、モータ２８の回転を調整する。

また、上述した各実施の形態では、各工程内でのモータ２８の回転速度を一定に制御した例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、各工程内でのモータ２８の回転速度を可変に制御するようにしても良い。

また、電源電圧、モータ特性、用紙束の用紙枚数、紙質、温度、湿度、機械負荷等の外乱をセンサで検出し、各工程の処理時間を検出値に基き制御部２２で自動で算出するようにしても良い。

また、電源電圧、モータ特性、用紙束の用紙枚数、紙質、温度、湿度、機械負荷等の外乱をセンサで検出し、検出値に基づき複数のモードの中から適切なモードを選択するようにしても良い。

また、周囲の環境の明るさ、騒音レベルをセンサ等で検出し、暗い環境、静かな環境では低速モードで動作し、明るい環境や騒音の大きい環境では高速モードで動作するようにしても良い。

また、モータ２８の温度を検知するセンサを備え、モータ２８が高温になって綴じ性能に影響を及ぼすに至るまで、綴じ動作毎の休止時間(動作間隔)の制限を無くして生産性を高めるようにしても良い。

また、必ずしもすべての工程の動作時間を制御するのではなく、例えば、発生音を小さくする目的であれば、発生音の大きい工程のみを遅く動作させたり、綴じ動作時の振動や衝撃による機械や用紙へのダメージを低減する目的であれば、振動や衝撃の大きい工程のみを遅く動作させるようにしても良い。すなわち、前記のような目的の場合、すべての工程を一定時間で動作させるのではなく、所定の工程のみ、一定時間で動作させる（例えば、所定の工程のみ遅く動作させたり、早く動作させる）ようにしても良い。

また、上述したように、綴じ処理時間Ｔ１が所定時間内（所定範囲内）となるように制御をしたにもかかわらず、予め設定された所定時間内に綴じ動作が完了できなかった場合、装置等に何らかの異常が発生したものと判断するようにしても良い。例えば、所定時間内に閉じ処理が完了しなかった場合、装置や負荷の異常として判断することができる。さらに、どの工程で動作が遅れたか、又は停止したかによって、異常発生工程又は異常発生部位を特定することも可能である。

用紙束を綴じる動作以外にも、別の動作を目的とした制御モードをひとつ以上備えても良い。制御モードのひとつとして、モータ２８の回転量を検出し、電動ステープラ２０を所定の状態で停止させておくモードを備え、例えば、クリンチャ部６４を載置台６６に近接させて一時的に電動ステープラ２０の高さを低くした状態で待機させるようにしても良い。このようなモードを実行することで、電動ステープラ２０を、綴じ処理する用紙束が挿入される間口を閉じた状態、すなわち、高さを低くしたコンパクトな状態で停止させておくことができるため、例えば、後処理装置内のメンテナンスの際に、作業空間を確保することができる。

また、前記制御モードの他のひとつとして、クリンチ工程を含む所定区間の往復動作を複数回行うことでクリンチ動作を複数回行うモードを備えても良い。このモードを実行することで、折り曲げられたステープルの脚部がより用紙面に密接するようになるため、ステープル先端に物が引っ掛かったり、指等が接触するのを防ぐことができる。

また、前記制御モードの他のひとつとして、クランプ工程のみの往復動作を複数回行うことで用紙束を電動ステープラ２０の間口内で複数回押さえつけるモードを備えても良い。このモードを実行することで、用紙を均すことができ、用紙のカール（反り）を抑制することができる。また、電動ステープラ２０には、間口に用紙を１枚ずつ挿入し、所定枚数挿入されて用紙束となった時点で綴じ処理を行う機種が存在する。このとき、挿入されたいずれかの用紙がカールしていた場合、その次に挿入された用紙がその前に挿入された用紙のカール部分に引っ掛かり、用紙を間口に挿入し難くなる場合がある。そこで、１枚の用紙が間口に挿入される度にこのモードを実行することで、１枚ずつ用紙を均してカールを抑制するようにしても良い。これにより、用紙の間口への挿入性を向上させることができる。また、電動ステープラ２０を後処理装置等の内部で移動させながら用紙の様々な位置を均すようにしても良い。

貫通工程ではＵ字状にフォーミング（成形）されたステープルを用紙束に貫通させるが、このとき、同じく貫通工程で、次のステープルを次の綴じ処理に備えて予めフォーミングしておく。このため、未使用の連結ステープルで初めて綴じ処理を行う場合、事前にステープルはフォーミングされていないため、まず貫通工程で連結ステープルの先頭のステープルをフォーミングし、全行程（クリンチ工程→リターン工程→クランプ工程）を経て、再び貫通工程に戻ってきたときにはじめて前回フォーミングされたステープルを用紙束に貫通させる。このため、未使用の連結ステープルによってはじめて綴じ処理を行う場合、モータ２８により、ギヤ７３を最初に１回転余分に回し、２回転目ではじめて綴じ処理を行う。この最初の余分な回転は処理時間を長引かせ、かつギヤ７３が１回転することによって各工程で発生音を生じさせてしまう。そこで、フォーミング完了後はギヤ７３を逆転させて、クリンチ工程、リターン工程を経ずにホームポジションに復帰することで、処理時間を短縮し、かつ発生音を低減させるようにしても良い。

また、綴じ処理が完了し、クリンチャ部６４やドライバ機構６０がホームポジションに復帰する（入る）際、通常、クリンチャ部６４等がホームポジションに復帰したタイミングでブレーキ動作を開始して、クリンチャ部６４等をホームポジション内に停止させている。しかし、クリンチャ部６４等が停止するまでには一定の制動区間が必要となるため、ブレーキ動作中に再びホームポジションを外れてしまう（オーバーラン）おそれがある。そこで、ホームポジションに復帰する手前からブレーキ動作を開始させる制御を行っても良い。これにより、クリンチャ部６４等をホームポジション内で停止させることに対する精度を向上させることができる。

また、綴じ動作の際に、クリンチ工程の完了後、間口が開き始めて用紙束がクランプ状態から解放されたことを検出するようにしても良い。これにより、電動ステープラ２０がホームポジションに復帰する前に用紙束の搬送を開始させることができるようになり、複数冊子を作成する場合の生産性をさらに向上させることができる。

２０ 電動ステープラ
２２ 制御部
２８ モータ
７０ 綴じ部

Claims (12)

1. 複数の工程を経て綴じ処理を行う電動ステープラであって、
   用紙束に対して綴じ処理を行う綴じ部と、
   前記綴じ部を駆動するモータと、
   前記モータを制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、前記モータを制御することにより、前記綴じ部による綴じ処理を開始してから前記綴じ処理が完了するまでの綴じ処理時間が所定範囲内に収まるように、工程ごとの処理時間を調整する
   電動ステープラ。
2. 前記制御部は、前記モータを制御することにより、前記綴じ処理時間が一定又は略一定となるように、前記工程ごとの処理時間を調整する
   請求項１に記載の電動ステープラ。
3. 前記各工程は、少なくとも、用紙束をクランプするクランプ工程、クランプした用紙束にステープルを貫通させる貫通工程、貫通したステープルの脚部をクリンチするクリンチ工程を含む
   請求項１又は２に記載の電動ステープラ。
4. 前記制御部は、前記工程ごとのそれぞれの処理時間が、工程ごとに予め定められた目標処理時間値に追従するように前記モータを制御する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の電動ステープラ。
5. 前記制御部は、外乱の影響によって前記モータの回転速度が低下しやすい傾向にある工程については、他の工程に対して相対的に前記モータの回転速度が早くなるように前記モータを制御する
   請求項４に記載の電動ステープラ。
6. 前記綴じ処理時間の異なる複数のモードを備え、
   前記制御部は、外部からの命令に応じていずれかの前記モードを選択し、前記モータを制御することにより、選択した前記モードに対応した前記綴じ処理時間となるように、前記工程ごとの処理時間を調整する
   請求項１から５のいずれか一項に記載の電動ステープラ。
7. 前記複数のモードのうちひとつは、前記綴じ処理時間を他のモードの綴じ処理時間よりも遅くして綴じ処理時の発生音を抑制した低速モードである
   請求項６に記載の電動ステープラ。
8. 前記複数のモードのうち他のひとつは、前記綴じ処理時間を他のモードの綴じ処理時間よりも早くした高速モードである
   請求項７に記載の電動ステープラ。
9. 前記制御部は、前記貫通工程又は前記クリンチ工程の少なくともいずれかの工程では、他の工程よりも前記モータの回転速度が早くなるように前記モータを制御する
   請求項３から８のいずれか一項に記載の電動ステープラ。
10. 前記制御部は、前記クランプ工程では、他の工程よりも前記モータの回転速度が遅くなるように前記モータを制御する
    請求項３から９のいずれか一項に記載の電動ステープラ。
11. 前記制御部は、各工程内でのモータ回転速度が一定となるように前記モータを制御する
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動ステープラ。
12. 前記制御部は、各工程内でのモータの回転速度が可変となるように前記モータを制御する
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動ステープラ。

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