JP5176901B2 - シート穿孔装置、シート搬送装置、シート処理装置、画像形成装置、シート穿孔方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は搬送されてきたシート状転写媒体、例えば転写紙（用紙−本明細書では「シー
ト」と称する）へ穿孔処理を行うシート穿孔装置、このシート穿孔装置を備えたシート搬
送装置、前記シート穿孔装置を備えたシート処理装置、及び前記シート穿孔装置あるいは
前記シート処理装置を一体又は別体に備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいは
これらのうちの少なくとも２つの機能を備えたデジタル複合機などの画像形成装置、これ
らの各装置で実行されるシート穿孔方法、及びこのシート穿孔方法をコンピュータによっ
て実行するためのコンピュータプログラムに関する。

近年、画像形成装置から排出されたシートに対して、パンチ、仕分け、中綴じ、中折り
などのいわゆる用紙処理機能を備えた用紙処理装置の高速化が進んでいる。このような高
速化に対応するため、パンチ機能では穿孔時間を早くする必要がある。一方で、パンチ機
能は２穴、３穴切り替えパンチや、多穴パンチなどの機能を搭載しており、後処理装置の
高速化に伴い、パンチの切り替え時間の短縮も必要となる。パンチ切り替え時間の短縮の
ためには、単純に切り替えモータの駆動を早くすることも考えられるが、パンチを切り替
える際には、パンチ刃が切り替え可能な位置に待機していることが必要であり、すなわち
、パンチ穿孔後の停止精度が重要となっている。

このようなことから、パンチ停止位置精度の向上を意図した技術として、例えば特許文
献１ないし３に記載された発明が知られている。このうち、引用文献１には、穿孔動作の
ためのモータと、前記モータの駆動量を検出するためのモータ駆動量検出手段と、モータ
駆動中の所定の時間の時間計測を行う計測手段と、穿孔動作時に、前記計測手段により計
測された前記モータ駆動中の所定の時間のモータ駆動量を前記モータ駆動量検出手段によ
り計測し、前記計測したモータ駆動量によってモータ停止動作開始位置を変化させる制御
手段とを備えた用紙穿孔装置が記載されている。

また、特許文献２には、穿孔動作のための駆動モータと、前記パンチ刃の位置を検出す
るための位置検出手段と、前記駆動モータの駆動及び位置検出手段を制御するとともに、
穿孔動作のための最初のモータ駆動動作のモータ停止時又は停止前に、前記位置検出手段
によって前記パンチ刃の位置を検出し、所望の位置に対してズレがある場合は、所望の位
置に近づけるようにモータの再駆動を行う制御手段とを備えた用紙穿孔装置が記載されて
いる。

さらに、特許文献３には、往復動作可能なパンチ刃を駆動するモータを有して、前記用
紙の一端に２以上の穴を穿孔する穿孔手段と、前記穿孔手段を制御する制御手段とを備え
、前記制御手段は、前記パンチ刃の位置を検出して位置出力情報を出力する位置センサか
らの出力情報と、前記パンチ刃の復路移動時間の情報から前記パンチ刃の復路時の特定区
間を通過する速度に応じた逆転制動力保持時間にてパンチ刃駆動の前記モータに逆転制動
を付与することによってパンチ刃を所定位置に停止させる用紙穿孔装置が記載されている
。
特開２００４−３４５８３４号公報 特開２００５−７５５５０号公報 特開２００７−４５６０５号公報

前記特許文献１ないし３には、前述の技術が記載されているが、引用文献１及び２記載
の発明では、パンチの停止制御にのみ言及されており、穿孔動作時の速度については触れ
られていない。また、引用文献３記載の発明では、用紙がパンチ穿孔後の特定区間におけ
る速度制御について言及されているのみである。

実際に、穿孔後のパンチ停止精度向上のためには、穿孔動作全体での速度制御が必要不
可欠であり、これらの問題を解決するためには、穿孔モータの最大速度と穿孔モータの停
止動作開始位置の２つを穿孔の条件、例えば２穴、３穴などのパンチの種類、ＤＣモータ
の温度などによって最適な値にすることが望ましい。また、高い生産性と高精度な停止精
度の両方を求めると、制御の複雑化、製品の大型化など、商品開発をする上で課題が多く
なる。このようなことから、制御の複雑化、製品の大型化を招くことなく高い生産性と高
精度な停止精度の実現が望まれている。

そこで、本発明が解決すべき課題は、複雑な制御を避け、かつ高い生産性を維持してシ
ート穿孔を行うことができるようにすることにある。

前記課題は、穿孔種類の選択を要する場合と、穿孔動作のみの場合でパンチ停止範囲を
使い分けることにより達成される。

具体的には、前記課題を解決するため、第１の手段は、シートに対して穿孔するための
穿孔手段と、前記穿孔手段を駆動する駆動モータと、前記穿孔手段の位置を検出する位置
検出手段と、穿孔穴の種類を切り替える切り替え手段と、を備えたシート穿孔装置におい
て、前記穿孔手段の停止位置として、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合の第１の停止範囲と、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合の第２の停止範囲とが設定されていることを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記第１及び第２の停止範囲が、前記駆動モータ
によって穿孔動作を行った後の前記穿孔手段の停止位置として設定されていることを特徴
とする。

第３の手段は、第１の手段において、前記第１及び第２の停止範囲が、初期位置から穿
孔動作を開始する前の前記穿孔手段の停止位置として設定されていることを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記第１の停止範囲は前記
第２の範囲よりも狭く設定されていることを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記第２の停止範囲は、前
記穿孔手段の刃が少なくともシートの搬送経路に出ない範囲に設定されていることを特徴
とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記第１の停止範囲は、前
記切り替え手段の切り替え動作が可能な範囲に設定されていることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記シート穿孔装置のシー
ト搬送方向上流側に設置された装置からの信号に基づいて前記第１又は第２の停止範囲の
いずれかを選択する制御手段を備えていることを特徴とする。

第８の手段は、第７の手段において、前記信号が前記穿孔穴の種類の切り替えを行うシートに付加されていることを特徴とする。

第９の手段は、第７の手段において、前記信号が前記穿孔穴の種類の切り替えを行うシートより下流側のシートに付加されていることを特徴とする。

第１０の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段において、前記駆動モータはＤＣモ
ータであり、前記穿孔手段を前記第１の停止範囲に停止させるときは短絡ブレーキを使用
することを特徴とする。

第１１の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段において、前記駆動モータはＤＣモ
ータであり、前記穿孔手段を前記第２の停止範囲に停止させるときは逆転ブレーキを使用
することを特徴とする。

第１２の手段は、第１ないし第９のいずれかの手段において、前記駆動モータはＤＣモータであり、前記穿孔手段を前記第１の停止範囲に停止させる場合には、前記第２の停止範囲に停止させる場合のモータ駆動量よりも少ない駆動量で停止させることを特徴とする。

第１３の手段は、第１ないし第１２のいずれかの手段に係るシート穿孔装置をシート搬
送装置が備えていることを特徴とする。

第１４の手段は、第１ないし第１２のいずれかの手段に係るシート穿孔装置をシート処
理装置が備えていることを特徴とする。

第１５の手段は、第１ないし第１２のいずれかの手段に係るシート穿孔装置を画像形成
装置が備えていることを特徴とする。

第１６の手段は、第１４の手段に係るシート処理装置を画像形成装置が備えていること
を特徴とする。

第１７の手段は、シートに対して穿孔するための穿孔手段と、前記穿孔手段を駆動する
駆動モータと、前記穿孔手段の位置を検出する位置検出手段と、穿孔穴の種類を切り替え
る切り替え手段、を備え、シートに穿孔するシート穿孔方法において、前記切り替え手段
によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合には第１の停止範囲を、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合には第２の停止範囲をそれぞれ設定し、前記駆動モータによって穿孔動作を行った後に前記穿孔穴の種類の切り替えの有無に応じて前記穿孔手段を前記いずれかの停止範囲に停止させることを特徴とする。

第１８の手段は、シートに対して穿孔するための穿孔手段と、前記穿孔手段を駆動する
駆動モータと、前記穿孔手段の位置を検出する位置検出手段と、穿孔穴の種類を切り替え
る切り替え手段と、を備え、シートに穿孔するシート穿孔制御をコンピュータによって実
行するためのコンピュータプログラムにおいて、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合には第１の停止範囲を、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合には第２の停止範囲をそれぞれ設定し、前記駆動モータによって穿孔動作を行った後に前記穿孔穴の種類の切り替えの有無に応じて前記穿孔手段を前記いずれかの停止範囲に停止させる手順を備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、穿孔手段はパンチパンチ刃２３に、駆動モータは穿孔モータ２７に、位置検出手段はエンコーダ２８、エンコーダセンサ２９及びホームポジションセンサＳ４に、制御手段はＣＰＵ３６０に、シート穿孔装置はパンチユニット１１に、シート搬送装置は搬送路に沿って設けられたシートフィーダー４，５，６，７とパンチユニット１１に、シート処理装置はシート後処理装置２に、画像形成装置は符号５００に、それぞれ対応する。

本発明によれば、穿孔種類の選択を要する場合と、穿孔動作のみの場合でパンチ停止範
囲を使い分けるので、複雑な制御を避け、かつ高い生産性を維持してシート穿孔を行うこ
とができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るシート処理装置全体の構成を示す図である。なお、シ
ートを搬送するためのフィード機構及びスティプル機構自体は、本発明の特徴ではなく、
また、公知であるから、それらの詳細な説明は省略する。

画像形成装置５００から出力されたシート１は、受入口２ａからシート後処理装置２に
入り、入口センサＳ１により検知され、搬送部材であるシートフィーダー４及び５及び６
によって搬送される。

パンチ処理を行わない場合、分岐爪２ｅ及び２ｆの回動とシートフィーダー７により上搬
送路２ｂに導かれ、シートフィーダー８及び９によって搬送後、積載トレイ１０に積載さ
れる。なお、分岐爪２ｅと２ｆの切り替えは図示していないＤＣソレノイドあるいは、ス
テッピングモータで行う。

パンチ処理を行う場合、パンチユニット１１のシート搬送方向直前に配置されたレジス
トローラとして機能するシートフィーダー５のニップにシート先端を突き当てて撓みを形
成させ、シートの可撓性を利用してシートのスキュー補正を行っている。スキュー補正さ
れたシートは、横レジストセンサＳ２を通過する。横レジストセンサＳ２は図２に示すよ
うにＣＣＤスライドセンサを使用しており、シートの最小幅サイズから最大幅サイズまで
の範囲を検出できるようにライン状にＣＣＤが配置され、シートの側端面を検知できるよ
うになっている。このとき検知可能なズレ量の範囲はシートの中心から最大で±７．５ｍ
ｍである。

次に、横レジストセンサＳ２によって検知されたシートの側端面の位置と理想的に搬送
されてきたシートの側端面の位置との差分に相当する距離、パンチユニット１１を搬送方
向と直交する方向にスライド移動させる。パンチユニット１１は、搬送センタ位置Ｃに対
して手前側（奥側でもよい）に、想定する最大横レジストズレ量分（７．５ｍｍに設定）
移動した位置で待機しており、仮に横レジストのズレがない状態で搬送された場合、パン
チユニット１１は７．５ｍｍスライド移動して穿孔する。手前側に２ｍｍズレた状態で搬
送されてきた場合は、５．５ｍｍスライド移動して穿孔することになる。パンチユニット
１１のスライド移動は、所定の穿孔場所にシートが停止する直前に完了しているのが望ま
しい。シートが停止しているのにも拘わらず、パンチユニット１１がスライド移動してい
る最中であれば穿孔できない状態となり、生産性がダウンすることになる。また、シート
が停止するあまりにも前にスライド移動が完了していれば、横レジストセンサＳ２による
検知を早くし過ぎたことになるため、横レジスト検知精度が悪くなってしまう。穿孔後は
、次シートとの衝突を防ぐために再び増速して、パンチ処理を行わない場合と同様に、シ
ートフィーダー６，７，８，９によって搬送され、積載トレイ１０に積載される。

図３ないし図６はパンチユニット１１のスライド機構を説明するための斜視図である。

本実施形態では、横レジストセンサＳ２によって検知されたシート側端面の位置と理想的
に搬送されてきたシート側端面位置との差分だけパンチユニット１１を搬送方向と直交す
る方向にスライド移動させて、位置合わせを行い、パンチ位置精度を向上させている。

パンチユニット１１は、図３のパンチユニット本体の斜視図に示すようにベース１２と
一体化し固定されている。ベース１２には、前後４箇所にコロ１３が回転自在に設置され
ており、図４のステーへの設置状態を示す斜視図から分かるようにステー１４の断面コの
字状のガイド内を前記コロ１３が転がり、シートの搬送方向と直交する方向にパンチユニ
ット１１がスライドするようになっている。

スライド駆動は、図５の駆動部の要部斜視図に示すように取り付け板１２ａに搭載され
たステッピングモータ１５によって行われる。ステッピングモータ１５は駆動軸を上面か
ら突出させた状態で前記取り付け板１２ａの下面に取り付けられている。上面から突出さ
れた駆動軸の先端にはステッピングモータプーリ１６が設けられ、このステッピングモー
タプーリ１６と従動プーリ１６ａ，１６ｂ間にはタイミングベルト１７が張設されている
。タイミングベルト１７は固定板１８を介してベースに固定される。これにより、ステッ
ピングモータ１５の正回転、逆回転がタイミングベルト１７を動かすことによって行われ
る。スライド動作量はパルスカウントによって管理され、１パルスあたりの移動量が小さ
ければ小さいほど細かい位置補正が可能となる。

図６は図５の駆動部を背面側方向から見た斜視図である。パンチユニット１１のホーム
ポジションは、ベース１２の形状の一部、遮蔽板１９のエッジをホームポジションセンサ
Ｓ３によって検出した位置に設定されている。パンチユニット１１は、前記したように、
図２のセンサ位置に対して手前側（奥側でもよい）に、想定する最大横レジストズレ量分
（７．５ｍｍに設定）移動した位置で待機している。ちょうどその位置が、遮蔽板１９の
エッジをホームポジションセンサＳ３にて検出している位置である。

図７、図８及び図９はパンチユニット１１の穿孔駆動機構を示す図である。パンチユニ
ット１１の内部には軸２０が通っており、図７の穿孔動作説明図に示すように、軸の両端
にカム２１が固定されている。このカム２１が回転することによってブラケット２２を下
方に押し下げ、パンチ刃２３によってシートを穿孔する。図７（ａ）が穿孔を開始する直
前の状態、図７（ｂ）が穿孔動作中の状態、図７（ｃ）が穿孔直後の状態をそれぞれ示す
。

一方、図３のパンチユニットを背面から見た図８に示すように、軸２０の端部には検知
円板２４とラチェット２５が固定されており、ラチェットギア２６からラチェット２５に
回転を伝達し、その結果、軸２０及びカム２１が回転する構成となっている。ラチェット
ギア２６は、穿孔モータ２７から駆動力を得て回転する。穿孔モータ２７の後部には、モ
ータ軸と同一軸にエンコーダ２８が固定されており、エンコーダセンサ２９でパルスを読
み込みパンチ駆動の速度制御を行っている。また、パンチ刃２３のホームポジションは、
検知円板２４に設けられた切り欠き部のエッジ２４ａをホームポジションセンサＳ４で検出することにより行われている。検知円板２４が１回転する毎に、停止、起動を繰り返して穿孔を行っている。

図９は検知円板２４の側面を示す斜視図である。同図において、検知円板２４の中心か
ら下方向に垂直に降ろした線を３０とすると、検知円板２４の切り欠き部の中央（エッジ
２４ａ間の中央）が中心になる位置（α＝β）が、パンチ刃２３の理想のホームポジショ
ンとなる。

用紙の厚みや、温度環境、電圧などによって、穿孔時間、穿孔速度が異なるため、全て
の穿孔時に前記位置にホームポジションをもっていくのは難しいが、検知円板２４の切り
欠き部のエッジ２４ａがホームポジションセンサＳ４によって検知されなければ、パンチ刃２３がパンチ上ガイド板３１から突出することはない。仮に、検知円板２４の切り欠き部を越えて（エッジ２４ａ間を越えて）停止した場合は、パンチ刃２３はパンチ上ガイド板３１から出した状態となるため、次シート先端がパンチ刃２３に接触して、キズ、あるいはジャムとなる可能性がある。

穿孔モータ２７は、モータブラケット３２に固定されており、そのモータブラケット３
２はベース１２に固定されている。従って、穿孔モータ２７及びモータブラケット３２あ
るいはそれらに固定されている部品全てが、ベース１２と共に図２の移動方向にスライド
する。

図１０は本実施形態に係るシート処理装置の制御回路を画像形成装置とともに示すブロ
ック図である。同図において、制御装置としてのメイン制御板３５０は、ＣＰＵ３６０を
中心とするマイクロコンピュータからなり、パルスカウンタ３６１及びタイマ３６２を備
え、画像形成装置本体のコントロールパネルの各スイッチ等、及び入口センサＳ１、図示
しない複数のセンサ３７１のそれぞれからの信号がＣＰＵ３６０へ入力される。ＣＰＵ３
６０は、入力された信号に基づいて、各種モータ３７２，３７３やソレノイド３７４，３
７５などの制御を司る。また、パンチユニット１１もパンチ中継基板３８０を介してセン
サやスイッチ３８５からの入力に応じてクラッチやモータ３８１，３８２，３８３を、モ
ータドライバ３８４を介して制御することによりＣＰＵ３６０の指示によって穴明けを実
行する。

なお、シート処理装置２の制御は前記ＣＰＵ３６０が図示しないＲＯＭに書き込まれた
プログラムを、ＲＡＭ３６３をワークエリアとして使用しながら実行することにより行わ
れる。

図１１は、これまでに説明した穿孔動作の制御手順を示すフローチャートであり、前記
ＣＰＵ３６０によって実行される。この制御手順では、まず、初期化とイニシャル動作を
実行し（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、ジョブが開始された時点で（ステップＳ１０３
）、入口ローラに相当するシートフィーダー４の駆動を開始する（ステップＳ１０４）。

そして、画像形成装置５００側からシート１が搬入され、入口センサＳ１がオンになると
（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）、シート先端をレジストローラとして機能するシートフィ
ーダー５のニップに突き当て、シートフィーダー４を停止させ、スキュー補正を行う（ス
テップＳ１０６）。

スキュー補正が完了すると（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、シートフィーダー４，５，
６を駆動してシート１をパンチユニット１１側に送り出し（ステップＳ１０８）、さらに
、パンチユニット１１よりも下流側のシートフィーダー８，９を駆動する（ステップＳ１
０９）。横レジスト検知センサＳ２がシート１の側端部を検知すると（ステップＳ１１０
−Ｙｅｓ）、横レジスト検知処理を実行する（ステップＳ１１１）。横レジスト検知処理
は図１２のフローチャートに示すように、ＣＣＤ読み取り処理を行い（ステップＳ１１１
−１）、ＣＣＤの読み取り結果に基づいてパンチユニット１１の移動量を算出する処理を
実行する（ステップＳ１１１−２）という処理である。

横レジスト検知処理が終了すると、パンチユニット１１の移動処理を実行する（ステッ
プＳ１１２）。パンチユニット１１の移動処理は、図１３のフローチャートに示すように
ステップＳ１１１−２で算出されたパンチユニット１１の移動量分だけパンチユニット１
１を移動させる処理である。次いで、パンチ位置にシート１を停止させるためにシートフ
ィーダー６，７，８，９を減速し（ステップＳ１１３）、シートをパンチ穿孔位置に停止
させ（ステップＳ１１４）、停止した時点でパンチ穿孔処理を実行する（ステップＳ１１
５）。なお、ステップＳ１１３の減速度はシートサイズに応じて変更される。

パンチ穿孔処理が終了すると（ステップＳ１１６）、シートフィーダー６，７，８，９
を駆動し（ステップＳ１１７）、排紙トレイ１０に穿孔されたシート１を排紙する。なお
、スティプル処理トレイでスティプル処理を行う場合、中綴じ、中折り処理トレイで中綴
じ、中折りを行う場合には、分岐爪２ｅで前記トレイ方向にシート搬送方向を変更し、前
記処理を実行した後、排紙する。

一方、図９にパンチ刃の理想となるホームポジションを示したが、パンチ穿孔後の停止
精度を向上させる方法としては、穿孔後のモータ停止位置に応じて補正をかけて理想のホ
ームポジションに近づける方法や、穿孔後の速度あるいはモータ駆動量に応じて停止動作
を最適な動作にする方法があげられるが、穿孔動作全体で速度制御を行うことが望ましい
。これは、パンチの種類に応じて穿孔時にかける負荷トルクが異なったり、ＤＣモータの
温度上昇に伴いモータの停止精度が変化したりした場合に、停止後の制御を変化させてい
るだけでは高い生産性を維持するのが難しいからである。

以下、パンチユニット１１のパンチ穴種類切り替え機構とパンチ刃の停止位置制御につ
いて説明する。

図１４及び図１５は、パンチユニット１１のパンチ穴種類切り替え機構を示す図である
。本実施形態では２穴と３穴のカム２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅが図１０の
ような状態のとき、例えばカム２１Ｂが回転してもブラケット２２Ｂを押し下げる力が働
かず、従ってパンチ刃２３に力は伝わらない。逆に、カム２１Ｃが回転するとブラケット
２２を押し下げる力が働き、パンチ刃２３にも力が伝わる。従って、図１４では、カム２
１Ａ，２１Ｃ，２１Ｅの３つの力がブラケット２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｅに伝わる。この状
態は、３穴のパンチが選択されていることを意味する。また、図１５の黒矢印の方向にカ
ム２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄがモータ３３によって動かされると、ブラケット２２Ｂと２２
Ｄに対してカムを押し下げようとする力が働き、ブラケット２２Ｃには力が伝わらなくな
る。この状態を図１０で考えると、２穴のパンチが選択されていることが分かる。

図５、図８及び図９に示すように、モータ３３は軸２０をブラケット２２Ａ，２２Ｂ，
２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅに対して相対的に軸方向に往復移動させるカム機構３３ｂを駆動
する。このカム機構３３ａは前記軸２０に設けられた３つのカム２１Ａ，２１Ｃ，２１Ｅ
がブラケット２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｄを駆動する位置と、２つのカム２１Ｂ，２１Ｅがブ
ラケット２２Ｂ，２２Ｅを駆動する位置の間を往復移動させる。そこで、モータ３３は減
速機構３３ｂを介して前記カム機構３３ａを駆動し、軸２０を支持する支持部材３３ｃを
ベース１２上でスライド移動させ、前記５つのカム２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２
１Ｅと５つのブラケット２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ間の相対的な位置を変
え、２穴パンチと３穴パンチを切り替える。なお、カム、ブラケットは総括的に述べる場
合には、それぞれ符号２１，２２を付す。

このように２穴パンチ及び３穴パンチの切り替えが可能で、パンチ刃の速度を制御が可
能なシート穿孔装置では、さらに、下記のような制御が行われる。

前述のようにパンチ刃２３のホームポジションは図９で表した位置（検知円板２４の切
り欠き部の中央３０が中心になる位置（前記α＝βとなる位置））である。また、駆動軸
２０が回転すると図７、図１４、図１５のようにブラケット２２が下方向に下がる力によ
ってパンチ刃２３が下降する。カム２１はパンチ刃２３の駆動軸２０と同軸であるため、駆動軸２０が回転する度にカム２１も同じように回転する。

このときパンチ刃２３が切り替わるためには、図１６に示したように、カム２１が軸方
向（矢印方向）に動く必要があるが、カム２１がブラケット２２の中に収まらないような
状態だとカム２１が軸方向に動くことができなくなってしまう。図１７はカム２１とブラ
ケット２２との関係を駆動軸２０方向から見た図である。同図に示すように、カム２１Ｂ
によってブラケット２２Ｂが押し下げられ、パンチ刃２３に力が伝わり、パンチ刃２３が
作動（下降）している。一方、カム２１Ｃはブラケット２２Ｃから外れた状態（図１６に
おいて奥側）になっているため、ブラケット２２Ｃに当接することがなく、力が伝わらな
い状態である。カム２１Ｃはカム２１Ｂと同一の軸上（駆動軸２０上）にあるため、図１
７ではカム２１Ｂに重なり、カム２１Ｂの奥側に位置し、図では見えていない。

このようにカム２１が軸方向に動けなくなってしまうという問題は、ブラケット２２か
らカム２１が外れた状態でも駆動軸２０とカム２１が同一駆動であるため、駆動軸２０の
回転によりカム２１も回転してしまうことが原因である。本来、検知円板２４によりパン
チ刃２３のホームポジションを決定したときに、カム２１の位置がブラケット２２内に移
動可能になっていれば問題は起きない。

カム２１の位置がブラケット２２内に移動可能な位置をカム２１のホームポジションと
すると、カム２１がカム２１のホームポジションに位置しているときにパンチ刃２３がパ
ンチ上ガイド板３１に突出するまでにまだ少し余裕がある構成になっている場合、パンチ
刃２３のホームポジションとカム２１のホームポジションが異なることになる。すなわち
、パンチ刃２３のホームポジションよりもカム２１のホームポジションが狭いということ
になる。パンチ刃２３のホームポジションをカム２１のホームポジションに合わせればこ
の問題は解決されるが、高い生産性や制御の簡単化を求めた場合、連続的に穿孔動作を行
う過程でパンチ刃２３のホームポジションを狭くすることは好ましくない。

そこで、本実施形態では、パンチの切り替えを目的とせず、穿孔動作だけ行う場合は、
パンチ刃２３がパンチ上ガイド板３１から突出しない位置であるだけでよいことから、穿
孔後の検知円板２４の停止範囲を広く設定してパンチ刃２３がパンチ刃２３のホームポジ
ションに収まるようにし、穿孔後にパンチの切り替え動作を行う場合は、検知円板２４の
停止範囲を切り欠き部（エッジ２４ａ間）で設定される範囲よりも狭い範囲にしてカム２
１がカム２１のホームポジションに収まるようにした。これは、パンチ刃２３のホームポ
ジションとカム２１のホームポジションを使い分けることを意味する。なお、検知円板２
４の停止範囲を切り欠き部で設定される範囲より狭い範囲（第１の停止範囲）となるよう
にするには、例えば、切り欠き部のエッジ２４ａを検出したときに後述の短絡ブレーキを
かけてエッジ２４ａに近い位置に停止させる。また、切り欠き部で設定される範囲（第２
の停止範囲）に停止させる場合には、切り欠き部のエッジ２４ａを検出したときに逆転ブ
レーキをかけ、あるいは、逆転ブレーキとエンコーダセンサからのパルス数のカウント値
とを組みあわせて停止させる。なお、第１及び第２の停止範囲の停止制御については、種
々の制御が採用でき、前述の制御は一例である。その際、第２の停止範囲の停止制御は精
度を要さないことから、より簡単な制御が採用できる。

また、パンチの切り替え機能を持ち合わせていないシート穿孔装置であれば、パンチの
切り替えに関しては意識する必要がないため、検知円板２４の停止範囲はパンチ刃２３の
ホームポジション内、例えば切り欠き部内であれば問題ない。また、パンチ穿孔後の検知
円板２４がカム２１のホームポジション位置にいた場合は、穿孔穴の切り替えが可能なた
め、この後、穿孔モータ２７によって検知円板２４の位置を変更する必要はないが、パン
チ刃のホームポジションには収まっているにも拘わらず、カム２１のホームポジションか
ら外れていた場合は、その後、もう一度穿孔モータ２７を駆動し、検知円板２４がカム２
１のホームポジションに停止するようにさせる必要がある。

従って、初期位置から２穴又は３穴の切り替えを行う場合、穿孔のみを行う場合のいず
れについても、エッジ２４ａを検出して、次の動作に対応した停止位置（停止範囲）に停
止させる必要がある。また、例えば２穴穿孔を連続的に行い、その後、３穴穿孔へと切り
替える場合と、穿孔穴の状態が２穴ではあるが前のシートが穿孔動作を選択していない状
態から３穴の穿孔動作を行いたい場合とでは、動作が異なることがある。

次に、パンチの切り替え動作を行うタイミングについて説明する。この例は、シート穿
孔装置を備えたシート後処理装置とその上流に設置された画像形成装置が連結され、１つ
のシステムを構成している例である。

２穴か３穴かのパンチの切り替え動作に関する信号は、画像形成装置５００からシート
後処理装置２へ搬送されてくるシートに付加され、あるいはパンチ切り替え動作を行いた
いシートよりも下流に位置するシートに付加されていることが条件となる。ここでは、シ
ート後処理装置２内にシート先端が入ってきた時点で、いずれかの信号が確定しているこ
とが条件である。

画像形成装置５００からのパンチ切り替え信号が切り替え動作を行いたいシートに対し
て付加されている場合（以下、切り替えパターン（１）と称す）は、シート先端がシート
後処理装置２に入ってきた時点からパンチの穿孔動作を行うまでに、パンチの切り替え動
作が完了していればよい。

一方、パンチ切り替え動作を行いたいシートよりも下流に位置するシートにパンチ切り
替え信号が付加されている場合（以下、切り替えパターン（２）と称す）は、シート後端
がシート穿孔装置２を抜けた時点で次シートに対してパンチ切り替え動作を行うことが可
能となる。

切り替えパターン（１）に関しては、パンチ切り替えを行いたいシートに対してパンチ
切り替え情報を与えればよいので制御が容易になる。しかし、パンチユニット１１がシー
ト後処理装置２内の上流側にある場合、言い換えれば画像形成装置５００に近い場合は、
画像形成装置５００にシートが進入してからパンチ開始までの時間が短くなるため、生産
性は低くなる。従って、高い生産性を求めない場合は切り替えパターン（１）を使用すれ
ばよい。

切り替えパターン（２）に関しては、シート後端がパンチユニット１１を抜けた時点で
パンチ切り替え動作を開始するため、切り替えパターン（１）よりも早いタイミングでパ
ンチの切り替えが完了する。従って、生産性を高めたい場合は切り替えパターン（２）を
使用するとよい。切り替えパターン（２）の場合には、パンチ穴種類を切り替えたいシー
トよりも１つ以上下流のシートにパンチ切り替え信号を付加しなければならない分、制御
は切り替えパターン（１）よりも若干複雑化する。

パンチ切り替え動作を行う場合の穿孔モータ２７の停止動作は以下のようになる。
パンチの切り替え動作を行わず穿孔動作のみ行う場合は、検知円板２４の停止範囲を広
く設けていることから、停止範囲に余裕があるため、穿孔モータ２７にはＤＣモータを使
用し、逆転ブレーキをかけて停止させ、穿孔時間を短縮させることで生産性を高くするこ
とができる。一方、パンチの切り替え動作を行う場合は、検知円板２４の停止範囲を狭く
することから、停止動作には逆転ブレーキを使用せず短絡ブレーキを使用する。これは、
停止動作の際に逆転ブレーキをかけて停止させるよりも停止精度が向上するからである。

このときの停止動作は、シートに対して穿孔することを目的としていないため、穿孔動
作を行うときよりも低い電流を穿孔モータ２７に流し、ゆっくり回転させる必要がある。

こうしないと短絡ブレーキのみで穿孔モータ２７を停止させるのが困難になるからである
。このときの電流値は、パンチ刃２３がホームポジションに丁度収まるように最適化された値である。

ここで、より高い生産性を得るためには、穿孔モータ２７を停止させるときの穿孔モータ２７の駆動量を少なくするほうが望ましい。駆動量が少ない方が、停止動作に必要な時間も少なくなるからである。このように駆動量を少なくしてホームポジションに停止させるには、例えば、穿孔モータ２７の回転方向をＣＷ方向（時計方向）で駆動させた場合、検知円板２４によって検知したパンチ刃２３のホームポジションから外れた時点でＤＣモータ２７の回転方向を逆転、すなわちＣＣＷ方向（反時計方向）に駆動し、逆側から再びパンチ刃２３のホームポジションに位置させるようにする。そうすれば、同じ方向（ここではＣＷ方向）に１回転させて再度ホームポジションに位置させるよりも少ない移動量でパンチ刃２３をホームポジションに位置させることが可能となる。すなわち、短時間でパンチ刃２３をホームポジションに位置させることができる。

なお、同じ方向に回転させて停止させる場合には、前述のように穿孔動作を行うときよりも低い電流を穿孔モータ２７に流し、ゆっくり回転させてホームポジションで停止させるが、このように穿孔モータ２７を反転させる場合には、始めに指定した回転方向に回転し、パンチ刃２３のホームポジションから外れるまでは、停止精度に関係がないため、穿孔動作時と同じ電流値で穿孔モータ２７を駆動する。このようがより短時間でホームポジションに位置させることができる。

なお、逆転ブレーキはモータの端子を切り替えてモータを逆転させてブレーキをかける
手法であり、短絡ブレーキはモータの端子間を強制的に短絡させてブレーキをかける手法
である。これらはともにモータの制御では一般に行われている手法である。

図１８は切り替えパターン（１）の場合の穿孔動作の制御手順を示すフローチャートで
あり、前記ＣＰＵ３６０によって実行される。同図において、穿孔動作が開始されると、
まず、穿孔穴の種類（２穴か３穴か）を切り替えるシートからの穿孔穴の種類の切り替え要求の有無を確認する（ステップＳ２０１）。切り替え要求があれば、カム２１のホームポジションをチェックし、穿孔穴の種類の切り替えが可能かどうかを確認し（ステップＳ２０２）、切り替えが可能でなければ、穿孔モータ２７を駆動し、短絡ブレーキによってカム２１のホームポジション内に検知板が位置するように停止させる（ステップＳ２０３）。その後、変更要求があった穿孔穴の種類への切り替え動作を実行する（ステップＳ２０４）。また、ステップＳ２０２で切り替えが可能であれば、変更要求があった穿孔穴の種類への切り替え動作を実行する（ステップＳ２０４）。なお、前記検知板はここでは図示されていないが、カム２１のホームポジションである第１の停止範囲を検出するためのものである。

その後、シートが穿孔可能な状態か否かをチェックし（ステップＳ２０５）、穿孔可能
であれば、穿孔処理を実行して（ステップＳ２０６）処理を終え、穿孔可能な状態でなけ
れば、画像形成装置５００側にエラー通知を行う（ステップＳ２０７）。一方、ステップ
Ｓ２０１で切り替え要求がなければ、ステップＳ２０５でシートが穿孔可能な状態か否か
をチェックし、穿孔可能であればステップＳ２０６の処理を、穿孔不能であればステップ
Ｓ２０７の処理を実行する。

図１９は切り替えパターン（２）の場合の穿孔動作の制御手順を示すフローチャートで
ある。同図において、穿孔動作が開始されると、まず、穿孔穴の種類（２穴か３穴か）を
切り替えるシートよりも下流側のシートからの穿孔穴の種類の切り替え要求の有無を確認する（ステップＳ３０１）。切り替え要求があると、穿孔穴切り替えを要求した下流側のシートの穿孔動作が終了し、そのシート後端がパンチユニット１１を通過したかどうかをチェックする（ステップＳ３０２）。通過していればそのまま、通過していなければ、シート後端のパンチユニット１１の通過を待ち（ステップＳ３０３）、通過した時点で、カムのホームポジションをチェックし、穿孔穴の種類の切り替えが可能かどうかを確認し（ステップＳ３０４）、切り替えが可能でなければ、穿孔モータ２７を駆動し、短絡ブレーキによってカム２１のホームポジション内に検知板が位置するように停止させる（ステップＳ３０５）。その後、変更要求があった穿孔穴の種類への切り替え動作を実行する（ステップＳ３０６）。また、ステップＳ３０４で切り替えが可能であれば、変更要求があった穿孔穴種類への切り替え動作を実行する（ステップＳ３０６）。

その後、シートが穿孔可能な状態か否かをチェックし（ステップＳ３０７）、穿孔可能
であれば、穿孔処理を実行して（ステップＳ３０８）処理を終え、穿孔可能な状態でなけ
れば、画像形成装置５００側にエラー通知を行う（ステップＳ３０９）。一方、ステップ
Ｓ３０１で切り替え要求がなければ、ステップＳ３０７５でシートが穿孔可能な状態か否
かをチェックし、穿孔可能であればステップＳ３０８の処理を、穿孔不能であればステッ
プＳ３０９の処理を実行する。

このようにして切り替えパターン（１）及び（２）の場合にそれぞれ対応する制御が行
われる。

図２０はパンチ刃２３がホームポジションを通過した後、穿孔モータ２７の駆動方向を逆転させてパンチ刃２３をホームポジションに位置させるときの処理手順を示すフローチャートである。同図において、まず、ＤＣモータを使用した穿孔モータ２７をＣＷ方向に駆動し、検知円板２４がホームポジションセンサＳ４の検知範囲（ホームポジション）から外れるまで待ち（ステップＳ４０１）、ホームポジションから外れたら穿孔モータ２７をＣＣＷ方向に駆動する（ステップＳ４０２）。次いで、ホームポジションセンサＳ４によって検知円板２４の検知範囲（ホームポジション）を検知したら直ぐに穿孔モータ２７を停止させる（ステップＳ４０３）。これにより、パンチ刃２３はホームポジションに復帰し、待機状態となる。

以上のように、本実施形態によれば、
１）パンチの穿孔のみの場合のパンチ刃の停止位置と穿孔穴の種類を切り替える場合のパ
ンチ刃の停止位置をそれぞれ設定し、パンチの穿孔のみの場合の停止位置を穿孔穴の種類
を切り替える場合よりも広く確保したので、ホームポジションに停止させる際に高精度の
制御が不要となり、高い生産性を実現することができる。
２）穿孔のみを行う場合には、パンチ刃がシート搬送路に出ないだけでよいので、高い生
産性を確保した上で、シートを安全に搬送することができる。
３）パンチ穴種類を切り替えるときには、カムがブラケットにあたらないようにホームポ
ジションの範囲を狭く規定しているため、安全に穿孔穴の種類の切り替えを行うことができる。
４）シート搬送方向上流側に設置された画像形成装置からの穿孔穴の種類の切り替えを行
う信号が、穿孔穴の種類を切り替えたいシートに対して付加されているので、この信号の
入力に基づいて簡易な制御で処理することができる。
５）シート搬送方向上流に設置された画像形成装置からの穿孔穴の種類の切り替えを行う
信号が、穿孔穴の種類を切り替えたいシートより１つ以上下流のシートに付加されている
ので、この信号の入力に基づいて処理することにより高い生産性を実現することができる
。
６）穿孔穴の種類を切り替える場合の停止動作の制御に短絡ブレーキを用いるので、高精
度に停止位置を制御することができる。
７）パンチの穿孔のみを行う場合の停止動作の制御に逆転ブレーキを用いるので、高い生
産性を実現することができる。
８）穿孔種類の選択を要する場合と、穿孔動作のみの場合でパンチ停止範囲を使い分ける場合に、前記停止範囲への穿孔モータの駆動量も使い分けるので、より高い生産性を実現することができる。その際、穿孔種類を選択する場合には、穿孔モータの駆動量が減少することから、動作時の静音化を図ることも可能となる。
等の効果を奏する。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技
術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係るシート処理装置全体の構成を示す図である。 横レジストセンサの構成と測定原理を示す図である。 パンチユニット本体の斜視図である。 パンチユニットのステーへの設置状態を示す斜視図である。 パンチユニットのスライド機構の駆動部の要部斜視図である。 図５の駆動部を背面側方向から見た斜視図である。 パンチユニットの穿孔動作を示す図である。 パンチユニットの穿孔機構を示す図である。 パンチユニットの穿孔機構における検知円板の側面を示す斜視図である。 本実施形態に係るシート処理装置の制御回路を画像形成装置とともに示すブロック図である。 本実施形態に係るシート処理装置のシート搬送とパンチユニットの穿孔手順を示すフローチャートである。 図１１における横レジスト検知処理のサブルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 図１１におけるパンチ移動処理のサブルーチンの処理内容を示すフローチャートである。 パンチユニットのパンチ穴種類切り替え機構を示す図である。 図１４の要部を示す図である。 図１５を参照した穿孔穴の穴種の切り替え動作を示す図である。 図１６におけるカムとブラケットとの関係を駆動軸方向から見た図である。 切り替えパターン（１）の場合の穿孔動作の制御手順を示すフローチャートである。 切り替えパターン（２）の場合の穿孔動作の制御手順を示すフローチャートである。 穿孔モータの駆動方向を逆転させてパンチ刃をホームポジションに位置させるときの処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ シート
２ シート後処理装置
４，５，６，７，８，９ シートフィーダー
１０ 積載トレイ
１１ パンチユニット
２３ パンチ刃
２７ 穿孔モータ
２８ エンコーダ
２９ エンコーダセンサ
３６０ ＣＰＵ
５００ 画像形成装置
Ｓ４ ホームポジションセンサ

Claims (18)

1. シートに対して穿孔するための穿孔手段と、
   前記穿孔手段を駆動する駆動モータと、
   前記穿孔手段の位置を検出する位置検出手段と、
   穿孔穴の種類を切り替える切り替え手段と、
   を備えたシート穿孔装置において、
   前記穿孔手段の停止位置として、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合の第１の停止範囲と、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合の第２の停止範囲とが設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
2. 請求項１記載のシート穿孔装置において、
   前記第１及び第２の停止範囲が、前記駆動モータによって穿孔動作を行った後の前記穿
   孔手段の停止位置として設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
3. 請求項１記載のシート穿孔装置において、
   前記第１及び第２の停止範囲が、初期位置から穿孔動作を開始する前の前記穿孔手段の
   停止位置として設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
   前記第１の停止範囲は前記第２の範囲よりも狭く設定されていることを特徴とするシー
   ト穿孔装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
   前記第２の停止範囲は、前記穿孔手段の刃が少なくともシートの搬送経路に出ない範囲
   に設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
   前記第１の停止範囲は、前記切り替え手段の切り替え動作が可能な範囲に設定されてい
   ることを特徴とするシート穿孔装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
   前記シート穿孔装置のシート搬送方向上流側に設置された装置からの信号に基づいて前
   記第１又は第２の停止範囲のいずれかを選択する制御手段を備えていることを特徴とする
   シート穿孔装置。
8. 請求項７記載のシート穿孔装置において、
   前記信号は、前記穿孔穴の種類の切り替えを行うシートに付加されていることを特徴とするシート穿孔装置。
9. 請求項７記載のシート穿孔装置において、
   前記信号は、前記穿孔穴の種類の切り替えを行うシートより下流側のシートに付加されていることを特徴とするシート穿孔装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
    前記駆動モータはＤＣモータであり、前記穿孔手段を前記第１の停止範囲に停止させる
    ときは短絡ブレーキを使用することを特徴とするシート穿孔装置。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
    前記駆動モータはＤＣモータであり、前記穿孔手段を前記第２の停止範囲に停止させる
    ときは逆転ブレーキを使用することを特徴とするシート穿孔装置。
12. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシート穿孔装置において、
    前記駆動モータはＤＣモータであり、前記穿孔手段を前記第１の停止範囲に停止させる場合には、前記第２の停止範囲に停止させる場合のモータ駆動量よりも少ない駆動量で停止させることを特徴とするシート穿孔装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のシート穿孔装置を備えていることを特徴と
    するシート搬送装置。
14. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のシート穿孔装置を備えていることを特徴と
    するシート処理装置。
15. 請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のシート穿孔装置を備えていることを特徴と
    する画像形成装置。
16. 請求項１４記載のシート処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
17. シートに対して穿孔するための穿孔手段と、
    前記穿孔手段を駆動する駆動モータと、
    前記穿孔手段の位置を検出する位置検出手段と、
    穿孔穴の種類を切り替える切り替え手段と、
    を備え、シートに穿孔するシート穿孔方法において、
    前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合には第１の停止範囲を、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合には第２の停止範囲をそれぞれ設定し、前記駆動モータによって穿孔動作を行った後に前記穿孔穴の種類の切り替えの有無に応じて前記穿孔手段を前記いずれかの停止範囲に停止させることを特徴とするシート穿孔方法。
18. シートに対して穿孔するための穿孔手段と、
    前記穿孔手段を駆動する駆動モータと、
    前記穿孔手段の位置を検出する位置検出手段と、
    穿孔穴の種類を切り替える切り替え手段と、
    を備え、シートに穿孔するシート穿孔制御をコンピュータによって実行するためのコンピ
    ュータプログラムにおいて、
    前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行う場合には第１の停止範囲を、前記切り替え手段によって穿孔穴の種類の切り替えを行わない場合には第２の停止範囲をそれぞれ設定し、前記駆動モータによって穿孔動作を行った後に前記穿孔穴の種類の切り替えの有無に応じて前記穿孔手段を前記いずれかの停止範囲に停止させる手順を備えていることを特徴とするコンピュータプログラム。

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