JP2022100778A - 穿孔装置およびそれを備えたシート後処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートに対する穿孔パターンの切り替えが容易であり、且つ穿孔刃の停止位置のばらつきを低減可能な穿孔装置およびそれを備えたシート後処理装置を提供する。【解決手段】穿孔装置は、シャフトと、穿孔モーターと、第１穿孔部と、第２穿孔部と、第１穿孔部の第１穿孔刃を往復移動させる第１カムと、第２穿孔部の第２穿孔刃を往復移動させる第２カムと、回転速度検知部と、ホームポジション検知部と、制御部と、を含む。制御部は、シャフトを１回転させることにより第１穿孔部による第１の穿孔および第２穿孔部による第２の穿孔を連続して行う連続穿孔処理において、回転速度検知部により第１の穿孔時の第１穿孔刃がシートを貫通した後のシャフトの回転速度を検出し、検出された回転速度に基づいて第１の穿孔時および第２の穿孔時におけるブレーキ制御の開始タイミングを決定する。【選択図】図１１

Description

本発明は、シートに対して穿孔処理を行う穿孔装置およびそれを備えたシート後処理装置に関する。

従来、画像形成装置に取り付けられ、画像形成済の用紙（シート）に対して所定の後処理を行う用紙後処理装置（フィニッシャー）が広く用いられている。用紙後処理装置には、用紙に穿孔処理（パンチ穴形成処理）を行う穿孔装置を備えるものがある。

穿孔装置は、用紙を穿孔するための穿孔刃を含み、突出した穿孔刃が用紙に突き当たることで用紙に対して穿孔処理が行われる。突出した穿孔刃は、次の用紙に対する穿孔処理の邪魔にならないように、退避位置（ホームポジション）に戻される。モーターを用いて穿孔処理を行う場合、穿孔装置にはモーターの駆動力によって回転し、穿孔刃を往復移動させる回転部材が設けられる構成が知られている。回転部材は穿孔後、穿孔刃をホームポジションに戻す。

穿孔用のモーターには、比較的大きなトルクが必要である。また、穿孔動作は数十ミリ秒程度の短時間で行う必要がある。そのため、例えば、ＤＣモーター等の大きな負荷変動に対応できるモーターが用いられる。そして、モーターにはイナーシャ（慣性）があるためブレーキと同時には停止せず、ブレーキ後、ある程度回転した後に停止する。その結果、穿孔刃の停止位置にばらつきが発生し易くなる。

そこで、穿孔刃の停止位置のばらつきを抑制する技術が提案されており、例えば特許文献１には、穿孔モーターの停止位置が狙い位置が一致しないと判断されれば、ずれ量に基づいて穿孔モーターのブレーキタイミングを調整する用紙穿孔装置が記載されている。

また、特許文献２には、カムの回転に応じて穿孔刃を往復運動させる穿孔部、シャフトの回転速度を検知する速度センサー、シャフトの回転角度が基準角度になったことを検知する角度センサー、計測期間内のシャフトの減速度の絶対値を認識する制御部、を含み、制御部は、絶対値が減速基準値よりも小さいとき、次の穿孔では、基準待ち時間が経過する前にブレーキをかけ始め、絶対値が減速基準値よりも大きいとき、次の穿孔では、基準待ち時間が経過した後にブレーキを開始するようにした穿孔装置が開示されている。

特開２０１８－１００１７１号公報 特開２０１８－７５６５６号公報

従来、穿孔装置の構成として、特許文献２のように穿孔シャフトが１周することでシートに穿孔し、切り替え機構によってシャフトを前後方向にシフトさせてパンチ穴数を切り替える構成をとっていた。しかし、この構成では切り替え機構が必要であり、穿孔装置の大型化、コストアップにつながっていた。

そこで、パンチ穴数の切り替え方法として、穿孔シャフトの回転角度（半周/１周）を変更することで２穴穿孔と４穴穿孔を切り替える構成が考えられる。しかし、この構成で４穴穿孔を行う場合は、２穴穿孔に比べて穿孔負荷が大きくなるため、モーター電流を大きくして穿孔用モーターの回転速度を速くする必要がある。また、後処理速度の高速化に伴い、穿孔処理も短時間で行う必要がある。そのため、後半の２穴穿孔のタイミングに基づいてブレーキ処理を実行すると、穿孔シャフトが基準位置で停止できずにオーバーランしてしまうという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、シートに対する穿孔パターンの切り替えが容易であり、且つ穿孔刃の停止位置のばらつきを低減可能な穿孔装置およびそれを備えたシート後処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の第１の構成は、シャフトと、穿孔モーターと、偏芯カムと、穿孔部と、回転速度検知部と、ホームポジション検知部と、制御部と、を含み、シートに穿孔処理を行う穿孔装置である。穿孔モーターは、シャフトを回転させる。偏芯カムは、シャフトに取り付けられる。穿孔部は、シートに穴を開ける穿孔刃と、穿孔刃を偏芯カムに接近する方向に付勢する付勢部材と、を有し、偏芯カムの回転に応じて偏芯カムによる押圧力と付勢部材の付勢力によって穿孔刃を往復移動させる。回転速度検知部は、シャフトの回転速度を検知する。ホームポジション検知部は、穿孔刃がシートから離間したホームポジションに位置するか否かを検知する。制御部は、穿孔モーターの駆動を制御する。穿孔部は、第１穿孔刃によりシートに第１の穿孔を行う第１穿孔部と、第２穿孔刃によりシートに第２の穿孔を行う第２穿孔部と、を含む。偏芯カムは、第１穿孔部の穿孔刃を往復移動させる第１カムと、第２穿孔部の穿孔刃を往復移動させる第２カムと、を含み、第１カムと第２カムはシャフトに対して軸方向に離間した位置で、シャフトの径方向に対向して配置されている。制御部は、シャフトを１回転させることにより第１穿孔部による第１の穿孔および第２穿孔部による第２の穿孔を連続して行う連続穿孔処理と、第１穿孔刃および第２穿孔刃がシートから退避したホームポジションで停止するように穿孔モーターにブレーキをかけるブレーキ制御と、を実行可能である。制御部は、連続穿孔処理において、シャフトをホームポジションから正方向へ半回転させることにより第１カムを用いて第１の穿孔を実行するとともに、第１の穿孔の実行後、シャフトを正方向へ半回転させることにより第２カムを用いて第２の穿孔を実行する。制御部は、ブレーキ制御において、回転速度検知部により第１の穿孔時の第１穿孔刃がシートを貫通した後のシャフトの回転速度を検出し、検出された回転速度に基づいて第１の穿孔時および第２の穿孔時におけるブレーキ制御の開始タイミングを決定する。

本発明の第１の構成によれば、第１の穿孔および第２の穿孔を順次行う場合、回転速度検知部により第１の穿孔時の第１穿孔刃がシートを貫通した後のシャフトの回転速度を検出し、検出された回転速度に基づいて第１の穿孔時および第２の穿孔時におけるブレーキ制御の開始タイミングを決定することにより、ブレーキ制御の開始から穿孔刃がホームポジションに到達するまでの時間（回転角度）に裕度が生じるため、穿孔モーターの停止が間に合わずに穿孔刃がホームポジションを通過してしまうおそれがなくなる。従って、穿孔刃をほぼ一定の位置で停止させることができる。

本発明の穿孔装置１を備えた用紙後処理装置２および用紙後処理装置２が取り付けられた画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図 用紙後処理装置２が取り付けられた画像形成装置１００の一例を示す概略断面図 本発明の一実施形態に係る穿孔装置１の制御経路を示すブロック図 本実施形態の穿孔装置１を用紙搬送方向の上流側から見た斜視図 図４における第１穿孔部１５ａ、第２穿孔部１５ｂ付近の拡大図 本実施形態の穿孔装置１に用いられるシャフト１２およびカム１４の斜視図 本実施形態の穿孔装置１における第１穿孔部１５ａの動作を示す側面断面図であって、第１穿孔刃９ａが上方に退避した状態を示す図 本実施形態の穿孔装置１における第１穿孔部１５ａの動作を示す側面断面図であって、第１穿孔刃９ａが下方に突出した状態を示す図 本実施形態の穿孔装置１に用いられる回転速度検知部７およびホームポジション検知部８の拡大図 本実施形態の穿孔装置１において穿孔モーター１１のブレーキ制御を行うモーター駆動部１３の一例を示す図 本実施形態の穿孔装置１における穿孔処理制御例を示すフローチャート 本実施形態の穿孔装置１における２穴穿孔処理時のタイミングチャート 本実施形態の穿孔装置１における４穴穿孔処理時のタイミングチャート

以下、図１～図１２を用いて、本発明に係る穿孔装置１および穿孔装置１を含む用紙後処理装置２、用紙後処理装置２が搭載される画像形成装置１００について説明する。但し、本実施形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

（画像形成装置の概要）
図１は、本発明の穿孔装置１を備えた用紙後処理装置２および用紙後処理装置２が取り付けられた画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図である。まず、図１に基づいて画像形成装置１００（ここでは複合機）の制御経路について説明する。

画像形成装置１００は、主制御部３と記憶部３ａを含む。主制御部３は、画像形成装置１００全体の動作を統括し、画像形成装置１００の各部を制御する。主制御部３は、ＣＰＵ３１、画像処理部３２、通信部３３を含む。ＣＰＵ３１は制御に関する演算、制御を行う。画像処理部３２は、送信されてくる画像データにジョブ（印字）に必要な処理を施す。記憶部３ａはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置を含む。記憶部３ａは制御用プログラムや画像データ等を記憶する。通信部３３は、ＰＣやサーバーのようなコンピューター２００と通信するためのインターフェイスである。通信部３３は、画像データのような印字内容を示すデータ（印字用データ）を受信する。

主制御部３は、原稿搬送部４ａ、画像読取部４ｂと通信可能に接続される。原稿搬送部４ａは、セットされた原稿を読み取り位置に向けて搬送する。画像読取部４ｂは、原稿搬送部４ａが搬送する原稿と、原稿台（コンタクトガラス、不図示）にセットされた原稿を読み取れる。画像読取部４ｂは画像データを生成する。主制御部３は、原稿搬送部４ａと画像読取部４ｂの動作を制御する。主制御部３は操作パネル５と通信可能に接続される。操作パネル５は表示パネル５１、タッチパネル５２、ハードキー５３を含む。操作パネル５は使用者の操作を受け付ける。

画像形成装置１００は、画像形成部６を含む。画像形成部６は、エンジン制御部６０、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、転写部６ｃ、定着部６ｄを含む。エンジン制御部６０は、主制御部３と通信可能に接続される。主制御部３は、印字指示、印字ジョブの内容、印字に用いる画像データをエンジン制御部６０に送信する。主制御部３の指示に基づき、エンジン制御部６０は、給紙部６ａ、搬送部６ｂ、転写部６ｃ、定着部６ｄの動作を制御する。具体的に、エンジン制御部６０は、用紙を一枚ずつ給紙部６ａに供給する給紙動作、供給された用紙を搬送部６ｂに搬送させる搬送動作、トナー像を転写部６ｃに形成させる画像形成動作、転写部６ｃにおいてトナー像を用紙に転写する転写動作、用紙に転写されたトナー像を定着部６ｄに定着させる定着動作を順次実行する。

（用紙後処理装置２）
次に、図１、図２を用いて、本実施形態の用紙後処理装置２の概要について説明する。図２は、本実施形態の用紙後処理装置２が取り付けられた画像形成装置１００の一例を示す概略断面図である。

用紙後処理装置２は、画像形成装置１００から排出された画像形成済の用紙に各種後処理を施す。用紙後処理装置２は画像形成装置１００の本体に取り付けられる。図２に示すように、用紙後処理装置２は、画像形成装置１００の胴内排出部１０１に取り付けられる（嵌め込まれる）。なお、画像形成装置１００の側面に取り付けるタイプの用紙後処理装置２もある。

定着部６ｄを通過した画像形成済の用紙は、搬入口１０２から用紙後処理装置２に搬入される。用紙後処理装置２は、パンチ穴形成部１０、用紙搬送部２１、ステープル部２２、処理トレイ部２３、排出トレイ２４を含む。また、図１に示すように、用紙後処理装置２は後処理制御部２０（制御部に相当）を含む。後処理制御部２０は、ＣＰＵ等の処理回路２ａ、メモリー２ｂ、計時回路２ｃを含む基板である。後処理制御部２０は用紙後処理装置２の各部の動作を制御する。なお、用紙後処理装置２内に後処理制御部２０を設けず、画像形成装置１００の主制御部３またはエンジン制御部６０が用紙後処理装置２の動作を制御してもよい。

用紙後処理装置２は、穿孔装置１を含む。図１に示すように、穿孔装置１は、後処理制御部２０とパンチ穴形成部１０を含む。操作パネル５で穿孔処理を行う設定がなされているとき、後処理制御部２０は、パンチ穴形成部１０により用紙への穿孔処理を行う。

用紙搬送部２１は、パンチ穴形成部１０を通過した用紙を処理トレイ部２３に搬送する。用紙搬送部２１は、第１搬送ローラー対２１ａ、第２搬送ローラー対２１ｂ、用紙搬送ガイド２１ｃを含む。処理トレイ部２３は、処理トレイ２３ａ、第１排出ローラー２３ｂ、第２排出ローラー２３ｃ、ストッパー２３ｄ、幅規制板２３ｅを含む。後処理制御部２０は、処理トレイ部２３に搬送されて積載された用紙束の整合および排出を行う。操作パネル５でステープル処理が設定されているとき、後処理制御部２０はステープル部２２により処理トレイ部２３に積載された排出前の用紙束へステープル処理を行う。

（穿孔装置１）
次に、図３～図９を用いて、本実施形態の穿孔装置１について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る穿孔装置１の制御経路の一例を示すブロック図である。図４および図５は、本実施形態の穿孔装置１の一例を示す斜視図である。図６は、本実施形態の穿孔装置１に用いられるシャフト１２およびカム１４の斜視図である。図４および図５は、穿孔装置１を用紙搬送方向上流側から見た斜視図であり、図４では用紙の進入方向を破線矢印で示している。図４はカムカバー１４１を取り付けた状態を示しており、図５は図４における穿孔部１５付近を拡大した状態を示す。

穿孔装置１は、図３に示すように、後処理制御部２０とパンチ穴形成部１０を含む。パンチ穴形成部１０は、穿孔モーター１１、シャフト１２、モーター駆動部１３、カム１４（偏芯カム）、穿孔部１５、回転速度検知部７、ホームポジション検知部８を含む。穿孔部１５は穿孔刃９を含む。図３の白矢印は、穿孔モーター１１からの駆動力の伝達経路を示す。

穿孔モーター１１は、穿孔刃９を往復運動させる。例えば、穿孔モーター１１には、ＤＣブラシモーターを用いることができる。モーター駆動部１３は、複数（ここでは４つ）のスイッチング素子１３ａ～１３ｄを含む。スイッチング素子１３ａ～１３ｄは穿孔モーター１１への電流の供給のＯＮ／ＯＦＦを行う。後処理制御部２０は、各スイッチング素子１３ａ～１３ｄを制御する。後処理制御部２０は、モーター駆動部１３を制御し、穿孔モーター１１のブレーキ制御を実行する。ブレーキ制御の詳細については後述する。

図４および図５に示すように、穿孔装置１は、所定の間隔を隔てて対向配置される上ガイド部１６および下ガイド部１７を有する。上ガイド部１６の上方には複数の穿孔部１５が設けられており、ここでは４つの穿孔部１５を設ける例を示している（４穴方式に対応）。具体的には、穿孔部１５は、用紙の幅方向中央部に２穴を形成する第１穿孔部１５ａと、用紙の幅方向両端部に２穴を形成する第２穿孔部１５ｂとで構成される。第１穿孔部１５ａ、第２穿孔部１５ｂは、上ガイド部１６と下ガイド部１７の間を通過する用紙に穿孔処理を行う。

シャフト１２は、第１穿孔部１５ａ、第２穿孔部１５ｂの上方を跨ぐように配置される。シャフト１２にはカム１４が取り付けられている。シャフト１２はギアを介して穿孔モーター１１の回転軸に連結されており、穿孔モーター１１がシャフト１２を回転させることで、シャフト１２と共にカム１４が回転する。例えば、穿孔モーター１１を１回転させると、シャフト１２が１回転する。シャフト１２は支軸部材１２ａに回転可能に支持される。

図６に示すように、カム１４は、シャフト１２の軸方向の４箇所に取り付けられており、軸方向中央部の２箇所に設けられた第１カム１４ａと、軸方向両端部の２箇所に設けられた第２カム１４ｂとで構成される。第１カム１４ａは、４つの穿孔部１５のうち内側の２つの第１穿孔部１５ａに対応して配置される。第２カム１４ｂは、外側の２つの第２穿孔部１５ｂに対応して配置される。

第１穿孔部１５ａ、第２穿孔部１５ｂは、それぞれ穿孔刃９、当接部材１８、コイルバネ（付勢部材）１９を有する。穿孔刃９は、例えば金属製のパイプであり、下端部に刃が形成されている。穿孔刃９の上方には当接部材１８が設けられており、穿孔刃９の上端部は当接部材１８の下面と接している。上ガイド部１６と下ガイド部１７には、穿孔刃９に対向する位置に孔（不図示）が開いている。穿孔刃９が下方に移動して穿孔刃９の下端部が用紙に突き当たり、さらに穿孔刃９が下方に移動することにより用紙に穿孔される。次に搬送されてくる用紙への穿孔処理の妨げにならないように、穿孔後、穿孔刃９は上方に退避する。以下、第１穿孔部１５ａの穿孔刃９を第１穿孔刃９ａ、第２穿孔部１５ｂの穿孔刃９を第２穿孔刃９ｂとして区別する。

シャフト１２および第１カム１４ａ、第２カム１４ｂの下方には当接部材１８が設けられる。図６に示すように、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂはシャフト１２の軸方向からみて楕円形状であり、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂの外周面と当接部材１８の上面とが接触する。当接部材１８は、コイルバネ１９によって上方向に付勢されている。穿孔モーター１１の駆動力によってシャフト１２が回転すると、シャフト１２の回転角度に応じて当接部材１８と接触する部分の第１カム１４ａ、第２カム１４ｂの外径が変化する。即ち、シャフト１２の回転角度に応じ、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂの当接部材１８に対する押圧量が変化する。

図７および図８は、本実施形態の穿孔装置１における第１穿孔部１５ａの動作を示す側面断面図である。図７に示すように、第１カム１４ａの小径部が当接部材１８と接触する状態では、コイルバネ１９の付勢力によって当接部材１８が上昇し、第１穿孔刃９ａも上方に退避している。一方、図８に示すように、第１カム１４ａの大径部が当接部材１８と接触する状態では、コイルバネ１９の付勢力に抗して当接部材１８が押し下げられ、第１穿孔刃９ａが下方に突出する。このように、第１カム１４ａの回転に応じて第１穿孔刃９ａが往復移動する。なお、ここでは第１穿孔部１５ａの動作について説明したが、第２穿孔部１５ｂの第２カム１４ｂおよび第２穿孔刃９ｂの動作についても全く同様である。

次に、本実施形態の穿孔装置１において用紙の幅方向中央部に２穴を形成する場合（以下、２穴穿孔という）と、用紙の幅方向中央部および両端部に２穴ずつ計４穴を形成する場合（以下、４穴穿孔という）の切り換えについて説明する。図６に示したように、第１カム１４ａおよび第２カム１４ｂは、シャフト１２の外周面から互いに反対方向（１８０°離れた位置）に突出するように配置される。

２穴穿孔を行う場合、シャフト１２を９０°正回転（１／４回転）させて第１カム１４ａの大径部を第１穿孔部１５ａの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第１穿孔刃９ａを押し下げる。その後、シャフト１２をさらに９０°正回転（１／２回転）させて第１カム１４ａの小径部を第１穿孔部１５ａの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第１穿孔刃９ａを上昇させる。次に、シャフト１２を９０°逆回転させて第１カム１４ａの大径部を再び第１穿孔部１５ａの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第１穿孔刃９ａを押し下げる。その後、シャフト１２をさらに９０°逆回転させて第１カム１４ａの小径部を第１穿孔部１５ａの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第１穿孔刃９ａを上昇させる。この動作を繰り返すことにより、２つの第１穿孔部１５ａによって２穴穿孔が行われる。なお、シャフト１２の回転によって第２カム１４ｂも回転するが、シャフト１２の回転角度が１８０°よりも小さいため、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａを上昇させたとき第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂは用紙に穿孔可能な位置まで下降しない。

４穴穿孔を行う場合、シャフト１２を９０°正回転（１／４回転）させて第１カム１４ａの大径部を第１穿孔部１５ａの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第１穿孔刃９ａを押し下げる。これにより、２つの第１穿孔部１５ａによって内側の２穴が穿孔される。

その後、シャフト１２をさらに１８０°正回転（３／４回転）させて第２カム１４ｂの大径部を第２穿孔部１５ｂの当接部材１８に当接させ、当接部材１８と共に第２穿孔刃９ｂを押し下げる。これにより、２つの第２穿孔部１５ｂによって外側の２穴が穿孔される。この動作を繰り返すことにより、２つの第１穿孔部１５ａおよび２つの第２穿孔部１５ｂによって４穴穿孔が行われる。即ち、第１穿孔部１５ａは２穴穿孔、４穴穿孔のいずれの場合も穿孔動作（第１の穿孔）を行い、第２穿孔部１５ｂは４穴穿孔の場合のみ穿孔動作（第２の穿孔）を行う。

図９は、本実施形態の穿孔装置１に用いられる回転速度検知部７およびホームポジション検知部８の拡大図である。回転速度検知部７はシャフト１２（穿孔モーター１１）の回転速度を検知する。回転速度検知部７は、第１パルス板７１と第１センサー部７２を含む。第１センサー部７２は透過型の光センサーである。第１センサー部７２は発光部７３と受光部７４を含む。第１パルス板７１がシャフト１２に取り付けられる。発光部７３と受光部７４は、シャフト１２に取り付けられた第１パルス板７１の外周縁を挟むように配置される。

第１パルス板７１には、複数のスリット７１ａが設けられる。例えば、スリット７１ａの本数は、数十～数百本（例えば、４０～５０本）である。スリット７１ａは、発光部７３と受光部７４に挟まれる第１パルス板７１の外周縁に設けられる。スリット７１ａは一定角度毎に形成されており、シャフト１２が一定角度回転するごとに、第１センサー部７２（受光部７４）の出力が変化する。発光部７３と受光部７４の間で第１パルス板７１が回転するときの受光部７４の出力が回転速度検知部７の出力である。受光部７４の出力は、シャフト１２（穿孔モーター１１）が一定角度回転するごとに、立ち上がる、または、立ち下がるパルス信号となる。受光部７４の出力は、後処理制御部２０に入力される。後処理制御部２０は、第１センサー部７２の出力に基づき、シャフト１２が一定角度回転したことを検知する。

また、後処理制御部２０は、パルス信号のパルスの周期に基づき、シャフト１２（穿孔モーター１１）の回転速度を検知する。より詳細には、後処理制御部２０は、パルス信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの時間的な間隔に基づき、シャフト１２の回転速度を検知する。そのため、後処理制御部２０内の計時回路２ｃは、各パルス信号の周期（エッジの間隔）を計測する。

１秒あたりのシャフト１２の回転速度（ｒｐｓ）を求める場合を説明する。この場合、後処理制御部２０は、１（秒）を１パルスの周期で除算する。これにより、現周期での１秒間あたりのパルス数Ａが算出される。そして、後処理制御部２０は、パルス数Ａを、シャフト１２を１周させたときに生ずるパルス数Ｂ（第１パルス板７１のスリット数）で除算する。これにより、シャフト１２の回転速度を求めることができる。ｒｐｍを求める場合、６０を乗じる。例えば、１パルスの周期が１０ミリ秒のとき、パルス数Ａ＝１００となる。パルス数Ｂが５０のとき、１秒間の回転数＝１００／５０＝２［ｒｐｓ］となる。

ホームポジション検知部８は、シャフト１２（穿孔モーター１１）の回転角度が予め定められた基準角度になったことを検知して、穿孔刃９がホームポジションに位置するか否かを検知する。ホームポジション検知部８は、第２パルス板８１と第２センサー部８２を含む。第２センサー部８２は透過型の光センサーである。第２センサー部８２は発光部８３と受光部８４（図３参照）を含む。発光部８３と受光部８４は、シャフト１２に取り付けられた第２パルス板８１の外周縁を挟むように配置される。

第２パルス板８１の外周縁には切り欠き８１ａ、８１ｂが設けられる。切り欠き８１ａ、８１ｂは、シャフト１２の角度が基準角度になったとき、第２センサー部８２（受光部８４）の出力が変化する位置に形成されている。発光部８３と受光部８４の間で第２パルス板８１が回転するときの受光部８４の出力がホームポジション検知部８の出力である。受光部８４の出力は、検知信号として後処理制御部２０に送信される。後処理制御部２０は、ホームポジション検知部８の出力に基づき、シャフト１２の角度が基準角度になったことを検知する。

本実施形態では、２穴穿孔におけるシャフト１２の半回転および４穴穿孔におけるシャフト１２の１回転を検知するため、第２パルス板８１の回転中心を挟んで点対称の位置に切り欠き８１ａ、８１ｂを設けている。なお、シャフト１２の半回転および１回転をそれぞれ検知する２枚のパルス板および２つの光センサーを設けることもできる。

ここで、搬送される用紙と穿孔刃９（第１穿孔刃９ａ、第２穿孔刃９ｂ）が接触しない位置が穿孔刃９のホームポジションとされる。言い換えると、穿孔刃９がホームポジションにあるとき、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａおよび第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂはいずれも用紙から退避（離間）している位置となる。

具体的に、ホームポジションは、シャフト１２が基準角度になったことをホームポジション検知部８が検知した後、回転速度検知部７の出力が予め定められたパルス数（位置合わせパルス数）だけシャフト１２を正方向に回転させたときに穿孔刃９が取り得る位置の範囲である。例えば、位置合わせパルス数を２とすると、基準角度は、穿孔刃９がホームポジションとなる位置から回転速度検知部７の２パルス分だけ正回転したときのシャフト１２の角度となる。そのため、基準角度から１パルス、３パルスではホームポジション外となる。第１パルス板７１のスリット７１ａの数が３６である場合、１パルス当たりの回転角度は３６０／３６＝１０°となる。

なお、画像形成装置１００や用紙後処理装置２の主電源が投入されたとき、後処理制御部２０は起動処理を行う。起動処理には穿孔刃９をホームポジションとする処理が含まれる。この場合、後処理制御部２０は、穿孔モーター１１を低速で正回転させ、シャフト１２が基準角度になったことをホームポジション検知部８が検知した後、回転速度検知部７の出力が位置合わせパルス数だけ変化した時点で穿孔モーター１１を停止させる。

２穴穿孔する場合、後処理制御部２０は、穿孔刃９がホームポジション（切り欠き８１ａの検知タイミングから位置合わせパルス数だけ回転した位置）にある状態からシャフト１２の正回転を開始させる。シャフト１２の正回転に伴い、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂが回転する。第１カム１４ａの回転により、第１カム１４ａが第１穿孔部１５ａの当接部材１８を押し下げる。その結果、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａが下方に移動する。シャフト１２（穿孔モーター１１）を更に回転（ホームポジションから９０°回転）させると、第１穿孔刃９ａは用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、用紙に穴が形成される。

その後、後処理制御部２０はシャフト１２をさらに正回転させると、第１カム１４ａが当接部材１８を押し下げる量が少なくなる。これにより、第１穿孔刃９ａがコイルバネ１９の付勢力によって上方に移動する。シャフト１２の正回転が続くと、第１穿孔刃９ａは用紙搬送を遮らない位置（上ガイド部１６の上方）まで持ち上げられる。後処理制御部２０は第１穿孔刃９ａをホームポジション（切り欠き８１ｂの検知タイミングから位置合わせパルス数だけ回転した位置）から１８０°回転させた位置となるように穿孔モーター１１を停止させる。次の用紙に対しては、シャフト１２を１８０°逆回転することで再度２穴穿孔処理が行われる。このように第１穿孔部１５ａを繰り返し動作させて、２穴穿孔処理を連続して行うことができる。

４穴穿孔する場合、後処理制御部２０は、穿孔刃９がホームポジション（切り欠き８１ａの検知タイミングから位置合わせパルス数だけ回転した位置）にある状態からシャフト１２の正回転を開始させる。シャフト１２の正回転に伴い、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂが回転する。第１カム１４ａの回転により、第１カム１４ａが第１穿孔部１５ａの当接部材１８を押し下げる。その結果、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａが下方に移動する。シャフト１２（穿孔モーター１１）を更に回転（ホームポジションから９０°回転）させると、第１穿孔刃９ａは用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、用紙に穴が形成される。

その後、後処理制御部２０はシャフト１２をさらに正回転（ホームポジションから１８０°回転）させると、第１カム１４ａが当接部材１８を押し下げる量が少なくなる。これにより、第１穿孔刃９ａがコイルバネ１９の付勢力によって上方に移動する。一方、第２カム１４ｂが第２穿孔部１５ｂの当接部材１８を押し下げる。その結果、第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂが下方に移動する。その結果、第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂが下方に移動する。シャフト１２（穿孔モーター１１）をさらに正回転（ホームポジションから２７０°回転）させると、第２穿孔刃９ｂは用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、用紙に穴が形成される。

シャフト１２の正回転が続くと、第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂは用紙搬送を遮らない位置（上ガイド部１６の上方）まで持ち上げられる。後処理制御部２０は第１穿孔刃９ａおよび第２穿孔刃９ｂをホームポジション（切り欠き８１ａの検知タイミングから位置合わせパルス数だけ回転した位置）となるように穿孔モーター１１を停止させる。

（穿孔モーター１１のブレーキ制御）
次に、本実施形態の穿孔装置１における穿孔モーター１１のブレーキ制御について説明する。図１０は、本実施形態の穿孔装置１において穿孔モーター１１のブレーキ制御を行うモーター駆動部１３の一例を示す図である。

モーター駆動部１３は、穿孔モーター１１の電流供給のＯＮ／ＯＦＦを行う。上述したように、本実施形態の穿孔装置１では穿孔モーター１１を逆回転させる場合がある。そのため、モーター駆動部１３は、４つのスイッチング素子１３ａ～１３ｄを含む。各スイッチング素子１３ａ～１３ｄは、例えば、トランジスタである。４つのスイッチング素子１３ａ～１３ｄを用いてＨブリッジ回路が形成される。モーター駆動部１３は、Ｈブリッジ回路を含む。後処理制御部２０は、各スイッチング素子１３ａ～１３ｄのＯＮ／ＯＦＦを制御する。

穿孔モーター１１を正回転させるとき、後処理制御部２０は、スイッチング素子１３ａとスイッチング素子１３ｄをＯＮし、スイッチング素子１３ｂとスイッチング素子１３ｃをＯＦＦする。穿孔モーター１１を逆回転させるとき、後処理制御部２０は、スイッチング素子１３ａとスイッチング素子１３ｄをＯＦＦし、スイッチング素子１３ｂとスイッチング素子１３ｃをＯＮする。

穿孔モーター１１にブレーキをかけるとき、後処理制御部２０は、スイッチング素子１３ａとスイッチング素子１３ｂをＯＦＦし、スイッチング素子１３ｃとスイッチング素子１３ｄをＯＮする。これにより、穿孔モーター１１の両端子が短絡した状態となり、回転中と逆方向に電流が流れようとする。これにより、穿孔モーター１１にブレーキがかかる。つまり、後処理制御部２０はショートブレーキにより穿孔モーター１１の回転速度を減速する。

前述したように、本実施形態の穿孔装置１では、シャフト１２の回転角度を半回転および１回転に切り替えることにより、第１カム１４ａ、第２カム１４ｂを用いて第１穿孔部１５ａと第２穿孔部１５ｂを異なるタイミングで駆動し、２穴穿孔と４穴穿孔を切り替える。ここで、４穴穿孔における穿孔モーター１１への通電時間は２穴穿孔に比べて長いため、４穴穿孔における穿孔モーター１１の回転速度は２穴穿孔に比べて速くなる。また、４穴穿孔の場合、穿孔終了から穿孔刃９がホームポジションとなるまでのシャフト１２の回転角度が小さい。

そのため、第２穿孔部１５ｂによる後半の２穴穿孔のタイミングに基づいて穿孔モーター１１にブレーキをかけるタイミングを決定すると、穿孔モーター１１の停止が間に合わず、穿孔刃９がホームポジションを通り過ぎてしまうという問題点があった。

そこで、本実施形態では、第１穿孔部１５ａによる２穴穿孔のタイミングにおけるシャフト１２の回転速度を求める。そして、２穴穿孔および４穴穿孔のいずれにおいても、２穴穿孔のタイミングにおけるシャフト１２の回転速度に基づいて穿孔モーター１１にブレーキをかけるタイミングを決定することとしている。

（２穴穿孔および４穴穿孔におけるブレーキ制御）
図１１は、本実施形態の穿孔装置１における穿孔処理制御例を示すフローチャートである。図１２および図１３は、本実施形態の穿孔装置１のタイミングチャートの一例を示す図である。図１２および図１３を参照しながら、図１１のステップに沿って、本実施形態の穿孔装置１における２穴穿孔時および４穴穿孔時のブレーキ制御について説明する。

穿孔装置１による穿孔処理の開始時において、穿孔刃９はホームポジション（切り欠き８１ａの検知タイミングから位置合わせパルス数だけ回転した位置）に停止しているものとする。この状態でパンチ穴形成処理が開始されると（ステップＳ１）、後処理制御部２０は、穿孔パターンが２穴穿孔であるか否かを判定する（ステップＳ２）。２穴穿孔である場合は（ステップＳ２でＹｅｓ）、後処理制御部２０は穿孔モーター１１を駆動する（ステップＳ３）。

これにより、シャフト１２および第１カム１４ａ、第２カム１４ｂが９０°正回転し、第１カム１４ａが第１穿孔部１５ａの当接部材１８を押し下げる。その結果、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａが用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、用紙に２穴が形成される。第１穿孔刃９ａが下ガイド部１７の下方まで下降すると、穿孔モーター１１をさらに９０°正回転させてシャフト１２および第１カム１４ａ、第２カム１４ｂを正回転させ、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａを上昇させる。

次に、後処理制御部２０は、第１穿孔部１５ａによる穿孔タイミング（第１穿孔刃９ａが最下点に位置するタイミング）を検知し（ステップＳ４）、穿孔タイミングにおけるシャフト１２の回転速度を算出する（ステップＳ５）。第１穿孔部１５ａによる穿孔タイミングは、シャフト１２が基準位置から所定角度だけ回転したとき回転速度検知部７において検知される穿孔モーター１１の駆動開始からのパルス数で検知される。例えば、シャフト１２が基準位置から１回転するときのパルス数を３６とすると、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔タイミング（第１穿孔刃９ａが最下点に位置するタイミング）は、シャフトが１／４回転した９パルス目である。シャフト１２の回転速度は、第１穿孔刃９ａが最下点に到達したときのパルス（９パルス目）と次のパルス（１０パルス目）との間の時間から算出される。後処理制御部２０は、算出されたシャフト１２の回転速度に基づいてブレーキ制御の開始タイミング（第１パルス数Ｐ１）を設定する（ステップＳ６）。

次に、後処理制御部２０は、シャフト１２がホームポジションから第１パルス数Ｐ１だけ回転したか否かを判定する（ステップＳ７）。第１パルス数Ｐ１だけ回転していない場合は（ステップＳ７でＮｏ）穿孔モーター１１の正回転を継続する。第１パルス数Ｐ１だけ回転した場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、後処理制御部２０はモーター駆動部１３に制御信号を送信してブレーキ制御を開始する（ステップＳ８）。

図１２は、本実施形態の穿孔装置１における２穴穿孔処理時のタイミングチャートである。図１２の最上段のチャートは、穿孔モーター１１に流れる電流の一例を示す。２段目のチャートは、穿孔モーター１１の回転速度の変化を示す。回転速度は回転速度検知部７のパルスの周期に基づいて求められる。３段目のチャートは回転速度検知部７のパルス信号の一例を示す。最下段のチャートはホームポジション検知部８の出力の一例を示す。図１２では、シャフト１２が基準角度になったことを検知したとき、ホームポジション検知部８の出力が立ち下がる例を示している。

２穴穿孔処理では、シャフト１２の１回転を３６パルスとすると、ホームポジションから９パルス(９０°)回転した位置で第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａが最下点に到達する。この位置で第１の穿孔が完了し、穿孔負荷が無くなるので、２穴穿孔処理では、１０パルス目以降の回転速度に基づいて第１穿孔刃９ａの停止位置を予測し、ブレーキ制御の開始タイミングを決める必要がある。ここで、２穴穿孔処理では穿孔モーター１１への通電時間Ｔ１（１８０°回転するまでの時間）が比較的短いため、穿孔モーター１１の回転速度が上がりきらず、穿孔モーター１１の回転速度は遅い。そのため、穿孔期間Ｔ２におけるシャフト１２の回転速度に基づいてブレーキ制御の開始タイミングを決定しても、穿孔モーター１１の停止が間に合わずに穿孔刃９がホームポジションを通り過ぎてしまうおそれはない。

その後、後処理制御部２０は穿孔刃９がホームポジションで停止しているか否かを判定する（ステップＳ９）。具体的には、第１穿孔刃９ａがホームポジションとなる角度範囲でシャフト１２が停止したか否かをホームポジション検知部８および回転速度検知部７の出力信号に基づいて判定する。図１２では、ホームポジション検知部８の出力が立ち下がった時点をＴ３で示している。そして、Ｔ３から回転速度検知部７のパルス信号が２回変化して（立ち上がって）いる。この場合、後処理制御部２０は、第１穿孔刃９ａがホームポジションで停止したと判定する。

穿孔刃９がホームポジションで停止していない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、後処理制御部２０は、第１穿孔刃９ａの位置を調整する（ステップＳ１０）。後処理制御部２０は、穿孔モーター１１を所定角度だけ低速で正回転、または逆回転させて第１穿孔刃９ａをホームポジションとする。

具体的には、第１穿孔刃９ａがホームポジションに到達する前にブレーキ制御によって穿孔モーター１１が停止した場合、後処理制御部２０は、穿孔モーター１１を正回転させる。そして、後処理制御部２０は、ホームポジション検知部８によりシャフト１２が基準角度に到達したことを検知後、回転速度検知部７の出力が位置合わせパルス数だけ変化した時点で穿孔モーター１１を停止させる。一方、第１穿孔刃９ａがホームポジションに到達した後にブレーキ制御によって穿孔モーター１１が停止した場合、後処理制御部２０は、穿孔モーター１１を逆回転させる。後処理制御部２０は、ホームポジション検知部８によりシャフト１２が基準角度に到達したことを検知後、回転速度検知部７の出力が位置合わせパルス数を超えて、さらに変化した過剰パルス数だけ穿孔モーター１１を逆回転させた後、穿孔モーター１１を停止させる。

穿孔刃９がホームポジションで停止している場合は（ステップＳ８でＹｅｓ）穿孔処理を終了する。

一方、ステップＳ２において２穴穿孔でない場合は（ステップＳ２でＮｏ）、４穴穿孔であるため、後処理制御部２０は穿孔モーター１１を駆動する（ステップＳ１１）。これにより、シャフト１２および第１カム１４ａ、第２カム１４ｂが正回転し、第１カム１４ａが第１穿孔部１５ａの当接部材１８を押し下げる。その結果、第１穿孔部１５ａの第１穿孔刃９ａが用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔が行われる。これにより、用紙の幅方向中央部の２穴が形成される。

次に、後処理制御部２０は、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔タイミング（第１穿孔刃９ａが最下点に位置するタイミング）を検知し（ステップＳ１２）、穿孔タイミングにおけるシャフト１２の回転速度を算出する（ステップＳ１３）。第１穿孔部１５ａによる穿孔タイミングの検知方法、シャフト１２の回転速度の算出方法は上述した２孔穿孔の場合と同様である。後処理制御部２０は、算出されたシャフト１２の回転速度に基づいてブレーキ制御の開始タイミング（第２パルス数Ｐ２）を設定する（ステップＳ１４）。第２パルス数Ｐ２は、２孔穿孔で用いる第１パルス数Ｐ１よりも大きい。

その後、後処理制御部２０はシャフト１２をさらに正回転させると、第１カム１４ａが当接部材１８を押し下げる量が少なくなる。これにより、第１穿孔部１５ａでは第１穿孔刃９ａがコイルバネ１９の付勢力によって上方に移動する。一方、第２カム１４ｂが第２穿孔部１５ｂの当接部材１８を押し下げる。その結果、第２穿孔部１５ｂの第２穿孔刃９ｂが下方に移動する。シャフト１２（穿孔モーター１１）を更に回転させると、第２穿孔刃９ｂは用紙を突き抜く位置（下ガイド部１７の下方）まで下降し、、第２穿孔部１５ｂによる２回目の穿孔が行われる。これにより、用紙の幅方向両端部の２穴が形成される。

次に、後処理制御部２０は、シャフト１２がホームポジションから第２パルス数Ｐ２だけ回転したか否かを判定する（ステップＳ１５）。第２パルス数Ｐ２だけ回転していない場合は（ステップＳ１５でＮｏ）穿孔モーター１１の正回転を継続する。第２パルス数Ｐ２だけ回転した場合は（ステップＳ１５でＹｅｓ）、後処理制御部２０はモーター駆動部１３に制御信号を送信してブレーキ制御を開始する（ステップＳ８）。

図１３は、本実施形態の穿孔装置１における４穴穿孔処理時のタイミングチャートである。図１３の最上段、２段目、３段目、最下段のチャートは、図１２と同様に穿孔モーター１１に流れる電流、穿孔モーター１１の回転速度の変化、回転速度検知部７のパルス信号の一例、ホームポジション検知部８の出力の一例を示す。

４穴穿孔処理では、穿孔モーター１１への通電時間Ｔ１が比較的長く、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔期間（図１３のＴ２）において穿孔モーター１１の回転速度が上がりきっていないため、１回目の穿孔後に穿孔モーター１１の回転速度が上昇している。そして、第２穿孔部１５ｂによる２回目の穿孔期間（図１３のＴ４）では穿孔モーター１１の回転速度が速くなっている。また、２回目の穿孔期間から基準位置までの時間が短い（シャフト１２の回転角度が小さい）。

そのため、４穴穿孔処理では２回目の穿孔期間Ｔ４におけるシャフト１２の回転速度に基づいてブレーキ制御の開始タイミングを決定すると、穿孔モーター１１の停止が間に合わずに穿孔刃９がホームポジションを通り過ぎてしまう。

ブレーキ制御の開始タイミングを決定する方法について、更に具体的に説明する。本実施形態では、第１穿孔刃９ａが最下点に位置するときのパルス間の時間を検知することでシャフト１２の回転速度を求めることができる、そこで、パルス間の時間に対してブレーキ制御の開始タイミング（パルス数）を予め設定しておく。

例えば、シャフト１２が基準位置から１回転するときのパルス数を３６とすると、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔タイミング（第１穿孔刃９ａが最下点に位置するタイミング）は、シャフトが１／４回転した９パルス目である。そこで、２穴穿孔処理では９パルス目と１０パルス目の間の時間を算出し、ブレーキ制御の開始タイミングを１１パルス目以降で設定し、１８パルス目付近で停止させるようにする。９パルス目と１０パルス目の間の時間は、回転速度検知部７によって検知される穿孔モーター１１のパルスの立ち上がりエッジ部でキャプチャ（割り込み）を行い、パルスカウントが９回目と１０回目のキャプチャ値から１カウントに要する時間を算出する。

一方、第２穿孔部１５ｂによる２回目の穿孔タイミング（第２穿孔刃９ｂが最下点に位置するタイミング）は、シャフトが３／４回転した２７パルス目である。ここで、２穴穿孔処理と同様に、４穴穿孔処理で２７パルス目と２８パルス目の間の時間を算出し、ブレーキ制御の開始タイミングを２９パルス以降で設定すると、３６パルス目付近で停止させることができずにホームポジションを通り過ぎてしまう。

そこで、４穴穿孔処理においても第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔タイミングである９パルス目と１０パルス目の間の時間を算出し、ブレーキ制御の開始タイミングを２８パルス目以前で設定する。実験により求められた９パルス目と１０パルス目の間の時間（パルス間隔）とブレーキ制御の開始タイミングとなるパルス数との関係を表１に示す。

表１に示すように、例えばパルス間隔が１１３７．５［μｓｅｃ］以下の場合、ブレーキ制御の開始タイミングは２穴穿孔処理で１１パルス目（第１パルス数Ｐ１）、４穴穿孔処理で２５パルス目（第２パルス数Ｐ２）となる。同様に、パルス間隔が１１３７．５～１２１２．５［μｓｅｃ］の場合、ブレーキ制御の開始タイミングは２穴穿孔処理で１２パルス目（第１パルス数Ｐ１）、４穴穿孔処理で２６パルス目（第２パルス数Ｐ２）となる。パルス間隔の違いは、穿孔される用紙の種類（厚みの違い）によるものである。

これにより、穿孔刃９をほぼホームポジションで停止させることができる。この場合、ブレーキ制御の開始タイミングは若干早くなるため、２回目の穿孔期間Ｔ４における穿孔モーター１１の回転速度はやや低下する。しかし、第１穿孔部１５ａによる１回目の穿孔と第２穿孔部１５ｂによる２回目の穿孔はいずれも２穴であるため、穴を開ける負荷は同等である。従って、穿孔モーター１１の回転速度が低下しても１回目の穿孔時に比べて高いため、２回目の穿孔に影響を及ぼすおそれはない。

その後、後処理制御部２０は穿孔刃９がホームポジションで停止しているか否かを判定する（ステップＳ９）。具体的には、第２穿孔刃９ｂがホームポジションとなる角度範囲でシャフト１２が停止したか否かをホームポジション検知部８および回転速度検知部７の出力信号に基づいて判定する。図１３では、ホームポジション検知部８の出力が立ち下がった時点をＴ３で示している。そして、Ｔ３から回転速度検知部７のパルス信号が２回変化して（立ち上がって）いる。この場合、後処理制御部２０は、穿孔刃９がホームポジションで停止したと判定する。

穿孔刃９がホームポジションで停止していない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、後処理制御部２０は、穿孔刃９の位置を調整する（ステップＳ１０）。後処理制御部２０は、２穴穿孔の場合と同様に、穿孔モーター１１を低速で正回転または逆回転させて穿孔刃９をホームポジションとする。

本実施形態の穿孔装置１によれば、４つの穿孔部１５のうち内側の２つの第１穿孔部１５ａに対応して配置される第１カム１４ａと、外側の２つの第２穿孔部１５ｂに対応して配置される第２カム１４ｂを、シャフト１２の１８０°離れた位置に配置し、シャフト１２を半回転させることにより第１穿孔部１５ａを用いて２穴穿孔を行い、シャフト１２を１回転させることにより第１穿孔部１５ａおよび第２穿孔部１５ｂを用いて４穴穿孔（連続穿孔処理）を行う。そして、４穴穿孔においては第１穿孔部１５ａによる１回目（前半）の２穴の穿孔タイミングにおけるシャフト１２の回転速度に基づいてブレーキ制御の開始タイミングを決定する。

これにより、ブレーキ制御の開始から穿孔刃９がホームポジションに到達するまでの時間（回転角度）に裕度が生じるため、穿孔モーター１１の停止が間に合わずに穿孔刃９がホームポジションを通り過ぎてしまう不具合の発生を低減することができる。

従って、シャフト１２（カム１４）をほぼ一定の角度で停止させることができ、穿孔刃９をほぼ一定の位置（ホームポジション）で停止させることができる。また、穿孔モーター１１（シャフト１２）の停止後、穿孔刃９の位置調整の頻度を極力低減することができる。また、穿孔刃９の位置がホームポジションからずれたとしても、従来に比べてずれ量は小さくなる。そのため、穿孔刃９の位置調整に要する時間を短縮することができる。従って、穿孔装置１の処理効率（生産性）を高めることができる。

また、回転速度検知部７は、第１パルス板７１と第１センサー部７２を含む。第１パルス板７１はシャフト１２に取り付けられ、一定角度ごとに設けられたスリット７１ａを複数有する。第１センサー部７２はスリット７１ａを読み取り、シャフト１２が一定角度回転するごとに立ち上がる、または立ち下がるパルス信号を出力する。これにより、パルス数に基づいてシャフト１２の回転角度を検知することができる。また、パルス信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジの時間間隔に基づいてシャフト１２の回転速度を検出することができる。

また、穿孔モーター１１の停止時の穿孔刃９の位置がホームポジションからずれている場合、制御部は、穿孔刃９がホームポジションになるように、穿孔モーター１１を正回転または逆回転させる。これにより、穿孔刃９の停止位置がずれたとき、穿孔刃９の位置合わせを行うことができる。つまり、シャフト１２（カム１４）の角度を、穿孔刃９がホームポジションとなる角度に補正することができる。従って、穿孔刃９を常にホームポジションに停止させることができる。また、シャフト１２を常に同じ角度から回転させることができる。

また、制御部はショートブレーキにより穿孔モーター１１の回転速度を減速する。これにより、ブレーキ制御の開始後、穿孔モーター１１を速やかに停止させることができる。また、本実施形態の穿孔装置１を用紙後処理装置２に搭載することにより、４穴穿孔における穿孔刃９のホームポジションからのオーバーランを抑制することができる。その結果、穿孔刃９の停止位置のばらつきが小さくなり、穿孔刃９の位置補正の頻度を極力低減することができる。従って、処理効率（生産性）が高い用紙後処理装置２を提供することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では２つの第１穿孔部１５ａにより２穴を形成し、２つの第２穿孔部１５ｂにより２穴を形成することで２穴穿孔と４穴穿孔を切り替える構成としたが、第１穿孔部１５ａおよび第２穿孔部１５ｂの配置数は任意に設定可能である。

また、上記実施形態では第１カム１４ａと第２カム１４ｂをシャフト１２に対して１８０°離れた位置に配置し、２穴穿孔の場合はシャフト１２を半回転させる構成としたが、第１カム１４ａと第２カム１４ｂの離間角度は１８０°に限定されず、第１カム１４ａと第２カム１４ｂがシャフト１２の径方向において対向するように配置されていればよい。この場合、２穴穿孔の際のシャフト１２の回転角度は、第１カム１４ａと第２カム１４ｂとの離間角度に応じて所定角度に設定すればよい。

本発明は、穿孔装置および穿孔装置を含むシート後処理装置に利用可能である。本発明の利用により、、シートに対する穿孔パターンの切り替えが容易であり、且つ穿孔刃の停止位置のばらつきを低減可能な穿孔装置およびそれを備えたシート後処理装置を提供することができる。

１ 穿孔装置
７ 回転速度検知部
８ ホームポジション検知部
９ 穿孔刃
９ａ 第１穿孔刃
９ｂ 第２穿孔刃
１０ パンチ穴形成部
１１ 穿孔モーター
１２ シャフト
１４ カム（偏芯カム）
１４ａ 第１カム
１４ｂ 第２カム
１５ 穿孔部
１５ａ 第１穿孔部
１５ｂ 第２穿孔部
１８ 当接部材
１９ コイルバネ（付勢部材）
２０ 後処理制御部（制御部）
７１ 第１パルス板
７１ａ スリット
７２ 第１センサー部
８１ 第２パルス板
８２ 第２センサー部
８１ａ、８１ｂ 切り欠き
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. シャフトと、
   前記シャフトを回転させる穿孔モーターと、
   前記シャフトに取り付けられた偏芯カムと、
   シートに穴を開ける穿孔刃と、前記穿孔刃を前記偏芯カムに接近する方向に付勢する付勢部材と、を有し、前記偏芯カムの回転に応じて前記偏芯カムによる押圧力と前記付勢部材の付勢力によって前記穿孔刃を往復移動させる穿孔部と、
   前記シャフトの回転速度を検知する回転速度検知部と、
   前記穿孔刃が前記シートから離間したホームポジションに位置するか否かを検知するホームポジション検知部と、
   前記穿孔モーターの駆動を制御する制御部と、
   を含み、前記シートに穿孔処理を行う穿孔装置において、
   前記穿孔部は、第１穿孔刃により前記シートに第１の穿孔を行う第１穿孔部と、第２穿孔刃により前記シートに第２の穿孔を行う１つ以上の第２穿孔部と、を含み、
   前記偏芯カムは、前記第１穿孔部の前記第１穿孔刃を往復移動させる第１カムと、前記第２穿孔部の前記第２穿孔刃を往復移動させる第２カムと、を含み、前記第１カムと前記第２カムは、前記シャフトに対して軸方向に離間した位置で、前記シャフトの径方向に対向して配置されており、
   前記制御部は、
   前記シャフトを１回転させることにより前記第１穿孔部による前記第１の穿孔および前記第２穿孔部による前記第２の穿孔を連続して行う連続穿孔処理と、
   前記第１穿孔刃および前記第２穿孔刃が前記シートから退避したホームポジションで停止するように前記穿孔モーターにブレーキをかけるブレーキ制御と、を実行可能であり、
   前記連続穿孔処理において、前記シャフトを前記ホームポジションから正方向へ半回転させることにより前記第１カムを用いて前記第１の穿孔を実行するとともに、前記第１の穿孔の実行後、前記シャフトを正方向へ半回転させることにより前記第２カムを用いて前記第２の穿孔を実行し、
   前記ブレーキ制御において、前記回転速度検知部により前記第１の穿孔時の前記第１穿孔刃が前記シートを貫通した後の前記シャフトの回転速度を検出し、
   検出された前記回転速度に基づいて前記第１の穿孔時および前記第２の穿孔時における前記ブレーキ制御の開始タイミングを決定することを特徴とする穿孔装置。
2. 前記回転速度検知部は、前記シャフトに取り付けられ、回転方向に一定角度毎に形成された複数のスリットを有する第１パルス板と、前記スリットを読み取り、前記シャフトが前記一定角度回転する毎に立ち上がる、または立ち下がるパルス信号を出力する第１センサー部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記第１の穿孔のみが行われる場合、前記シャフトの回転角度が前記ホームポジションから第１パルス数だけ変化したとき前記ブレーキ制御を開始し、
   前記第１の穿孔に続いて前記第２の穿孔が行われる場合、前記シャフトの回転角度が前記ホームポジションから前記第１パルス数よりも大きい第２パルス数だけ変化したとき前記ブレーキ制御を開始することを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
3. 前記制御部は、前記第１の穿孔時の前記第１穿孔刃が前記シートを貫通した後の前記シャフトの回転速度変化に基づいて前記第１パルス数および前記第２パルス数を変更することを特徴とする請求項２に記載の穿孔装置。
4. 前記制御部は、前記穿孔モーターの停止時における前記穿孔刃の停止位置が前記ホームポジションからずれているとき、前記穿孔刃が前記ホームポジションになるように、前記穿孔モーターを穿孔時よりも低速で正回転または逆回転させて前記穿孔刃を前記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乃至請求項３のいずれかに記載の穿孔装置。
5. 前記ホームポジションは、前記シャフトが前記基準角度になったことを前記ホームポジション検知部が検知した後、前記回転速度検知部において出力される前記パルス信号が、予め定められた位置合わせパルス数だけ変化するように前記シャフトを正方向に回転させたときの前記穿孔刃の位置範囲であり、
   前記制御部は、
   前記ブレーキ制御によって、前記穿孔刃が前記ホームポジションに到達する前に前記穿孔モーターが停止した場合、前記穿孔モーターを正回転させ、前記シャフトが前記基準角度に到達後、前記回転速度検知部の出力が前記位置合わせパルス数だけ変化した時点で前記穿孔モーターを停止させ、
   前記ブレーキ制御によって、前記穿孔刃が前記ホームポジションを通過した後に前記穿孔モーターが停止した場合、前記シャフトが前記基準角度に到達後、前記回転速度検知部の出力が前記位置合わせパルス数を超えて、さらに変化した過剰パルス数だけ前記穿孔モーターを逆回転させて前記穿孔モーターを停止させることを特徴とする請求項４に記載の穿孔装置。
6. 前記第１穿孔部は、前記シートの幅方向中央部の２箇所に設けられ、前記第２穿孔部は前記シートの幅方向両端部の２箇所に設けられており、
   前記第１の穿孔のみが行われる場合、前記シートの幅方向中央部の２箇所に穿孔する２穴穿孔が実行され、前記第１の穿孔に続いて前記第２の穿孔が行われる場合、前記シートの幅方向中央部の２箇所および前記前記シートの幅方向両端部の２箇所に穿孔する４穴穿孔が実行されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の穿孔装置。
7. 前記制御部は、ショートブレーキにより前記ブレーキ制御を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の穿孔装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の穿孔装置を備えたシート後処理装置。

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