JP5634201B2 - 画像形成装置及びステープラ - Google Patents

Description

本発明は、例えば画像が形成された記録材を任意のタイミングでステープル処理可能なステープラを搭載した画像記録装置、及び、そのステープラへの電力制御方法に関するものである。

プリンタや複写機等の画像形成装置において、印刷した複数枚の記録材の束の端部に針を打つ処理（ステープル処理ともよばれる）を行うステープラを備えている装置が知られている。また、ステープラを画像形成装置に接続されるオプション装置として別途用意して、ユーザーが任意のタイミングで複数枚の記録材にステープル処理を実行可能な装置が知られている。これらのステープラに電力を供給する電源として、例えば、専用のアダプタを設けて商用ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換して供給するものや、画像形成装置に搭載した電源を共用して、その電源からＤＣ電圧を生成して供給するものがある。

前者の場合は、ステープラ専用の電源を設けるためステープラで必要な電力を供給する電源仕様であればよく、設計が容易である。しかし、画像形成装置の電源とは別の電源を設けることになり装置のコスト高、もしくは、装置の電源サイズが大きくなり、低コスト化や小型化の妨げの要因の一つになる。これに対して、後者の場合は、画像形成装置の電源とステープラの電源を共有するので、前者と比べて装置の低コスト化や小型化が実現しやすい。しかし、後者の場合は、ステープル処理が任意のタイミングで実行されると、画像形成装置における画像形成動作のタイミングと重ならないように制御する等、電源の供給タイミング制御が必要になる。

また、ステープラは、針を打つための機構部を動作するための駆動部として直流モータを使用している。直流モータを回転駆動することによって機構部のカムやギヤに駆動力を付与してステープル処理を実行する。このようなステープラでは、例えば、過電流状態のような異常状態が発生した場合に、電源回路や機構部の破損を防止するため、また、消費電力の低減のために、直流モータに流れる電流を一定値以下に制限する回路やステープラに流れる電流を遮断する電流遮断回路が設けられている。例えば、特許文献１には、画像形成装置の電源を共有する構成で、ステープラと電源の間に電流制限回路を接続した構成が提案されている。この電源では、電流制限回路によって突入電流等の過電流を抑制して負荷変動に柔軟に対応できる構成となっている。

特開２００８−９１１２号公報

上記した後者の構成、つまり、画像形成装置の電源をステープラと共用する構成においては、ステープラが動作するタイミングが予めわかっていれば、その動作を制限したり停止したりすることは容易である。しかし、任意のタイミングでユーザーによりステープル処理が実行されると、画像形成動作と重ならないようにする工夫が必要となる。対策としては以下の方法が考えられる。
（１）ステープル処理と画像形成動作が同時に実行されないように実行タイミングを別々にする。
（２）画像形成動作中の一部の期間（負荷が大きくなる期間）にステープル動作を禁止する期間を設けて電源容量を超えないようにする。

ここで、（１）の方法では任意のタイミングでステープル処理が指示されても、そのタイミングではステープル処理するための電流が不足する場合があり、ステープル処理が待たされることがある。これでは、ステープル処理時の生産性が低下する可能性がある。また、（２）の方法では、ステープル処理の途中で動作が禁止される可能性があり、例えば、針打ちの途中で動作が停止すると針が詰まる（針ジャムの発生ともいう）ことが懸念される。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステープラが接続された装置において、安価で小型の電源で、かつ、任意に実行されるステープル処理の生産性の低下を軽減することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、記録材にステープル処理を実行するステープラが接続可能な画像形成装置において、前記ステープラが接続された状態で、前記画像形成装置と前記ステープラに電流を供給する電源と、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値が最大となる第１の期間と、前記第１の期間の直前の第２の期間において、前記ステープラによるステープル処理の開始を禁止する制御手段と、を有し、前記第２の期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理が実行される期間と前記第１の期間が一部重なる期間において、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値と前記電源から前記ステープラに供給される電流値の和が、前記電源から供給されるリミット電流値以下となるように、前記制御手段は前記第２の期間を設定することを特徴とする。

また、本発明のステープラは、記録材に画像を形成する画像形成装置に接続可能であって、前記画像形成装置に接続された状態で、前記画像形成装置に設けられた電源から電流が供給されることにより、記録材にステープル処理を実行するステープラにおいて、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値が最大となる第１の期間と、前記第１の期間の直前の第２の期間において、前記ステープラによるステープル処理の開始を禁止する制御手段を有し、前記第２の期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理が実行される期間と前記第１の期間が一部重なる期間において、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値と前記電源から前記ステープラに供給される電流値の和が、前記電源から供給されるリミット電流値以下となるように、前記制御手段は、前記第２の期間を設定することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ステープラが接続された装置において、安価で小型の電源で、かつ、任意に実行されるステープル処理の生産性の低下を軽減することができる。

画像形成装置の全体構成を示す図である。 ステープラの構成を示す図である。 実施例１に係る電源及びステープラを含む装置のブロック図である。 実施例１に係る電源及びステープラを含む装置の回路図である。 プリント処理の開始から終了迄にステープラ以外の負荷へ供給される電流値を示す模式図である。 ステープラへの電流と電源からの出力電流等を示すタイミングチャートである。 実施例１に係るステープラへの電流及び電源からの出力電流等を示すタイミングチャートである。 実施例２に係る電源及びステープラを含む装置のブロック図である。 実施例２に係るステープラへの電流、電源からお出力電流などを示すタイミングチャートである。 実施例３に係る電源及びステープラを含む装置のブロック図である。 実施例３に係るステープラへの電流、電源からの出力電流などを示すタイミングチャートである。 実施例４における電源及びステープラを含む装置のブロック図である。

次に、上述した課題を解決するための本発明の具体的な構成について、以下に実施例に基づき説明する。尚、以下に示す実施例は一例であって、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１に、実施例１の画像形成装置の一例であるレーザビームプリンタ１の構成を示す断面図を示す。図１のレーザビームプリンタは、装置の上部にステープラ２を接続して搭載しており、ステープラ２の電源はレーザビームプリンタの電源と共有する構成である。そして、ユーザーは任意のタイミングでステープラ２によって針打ち処理（以下、ステープル処理ともいう）を実行可能な構成である。

図１の１はレーザビームプリンタ本体（以下、プリンタ本体という）を示す。このプリンタは、インライン方式と呼ばれるもので、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを形成する画像形成部を並列して配置して、４色のトナー像を重ねあわせてフルカラー画像を出力できる構成である。そして、各色の画像形成部として、レーザスキャナ（１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ）とカートリッジ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）が設けられている。カートリッジ（１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ）は、図中の矢印方向に回転する感光ドラム（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）と、夫々の感光ドラムの表面に残留するトナーを除去するクリーナ（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ）や、夫々の感光ドラムの表面を一様に帯電する帯電ローラ（１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ）、夫々の感光ドラムにレーザスキャナによって形成された潜像をトナー像として現像する現像ローラ（１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋ）を有している。更に、夫々の感光体（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ）は中間転写ベルト１７と接するように配置され、中間転写ベルト１７を挟んで対向する夫々の感光ドラムに対向する位置に一次転写ローラ（１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ）が設けられている。また、中間転写ベルト１７上に残留したトナーを除去するクリーナ１９（ブレードを中間転写ベルトに当接して掻き取る方式）が設けられている。クリーナ１９で掻き取られたトナーは廃トナー容器２０に収容される。また、記録材としての用紙Ｓを収納するカセット２２には、収納される用紙Ｓの位置を規制するガイド２３及び用紙Ｓの有無を検出する用紙有無センサ２４が設けられている。用紙Ｓを画像形成部に向けて搬送する搬送路には、給紙ローラ２５、分離ローラ対２６、レジストレーションローラ対２７が設けられている。また、レジストレーションローラ対２７の搬送路における用紙Ｓの搬送方向の下流側の近傍にレジストレーションセンサ２８が設けられている。そして、中間転写ベルト１７と当接する二次転写ローラ２９と二次転写ローラ２９より用紙Ｓの搬送方向の下流側に定着器３０が設けられている。カセット２２から給紙ローラ２５によって給紙された用紙Ｓは、レジストレーションローラで搬送タイミングが調整されて、中間転写ベルト１７上の画像が二次転写ローラによって用紙Ｓに転写される。そして、用紙Ｓに転写された画像は定着器３０によって加熱及び加圧されて用紙Ｓに定着される。その後、画像が形成された用紙Ｓは排紙されて排紙トレイ３１に順次積載される。

また、画像が形成された用紙Ｓの束をステープル処理する後処理装置としてのステープラ２は、プリンタ本体１の上部に接続されている。本実施例で説明するステープラ２は、ユーザーがプリンタ本体１から排出されて排紙トレイに積載された用紙Ｓの束をそろえて、その束の端部を任意のタイミングでステープラ２に挿入してステープル処理可能な仕様となっている。

図２に、ステープラ２の構成を示す。画像形成装置１とステープラ２との間を電源ライン及び接地ライン（グランドラインともいう）で接続するコネクタ２ｒ、モータ駆動回路２ｂ、ＤＣブラシモータ２ｃ、モータ軸に取り付けられたギヤ２ｄ、ギヤに取り付けられた凸部２ｅ、ステープラ上部２ｇに固定されて凸部２ｅに噛み合うことによりギヤ２ｄの回転運動を上下運動に切替える切り替え部材２ｆ、ステープラ２に固定されたステープラ底部２ｈ、ステープラ上部に装填された針２ｉを備えている。更に、モータ駆動回路２ｂに信号を出力してＤＣブラシモータ２ｃの回転動作を制御するステープラコントローラ２ｘ、用紙Ｓが空間２ｊに挿入されるとオンになるスイッチ２ｔ、ギヤ２ｄの回転状態を検出する位置検出回路２ｙを備えている。

ステープラ２は、用紙Ｓが挿入されてスイッチ２ｔがオンになると、スイッチ２ｔからの立ち上がり信号をステープラコントローラ２ｘが取得して、立ち上がり信号に応じて一回、ＤＣブラシモータ２ｃが駆動するようにモータ駆動回路２ｂに信号を送る。また、一回のＤＣブラシモータ２ｃの駆動が完了したことを検知するために、位置検出回路２ｙによりギヤ２ｄの回転位置を検出し、ギヤ２ｄが１回転し終わったらステープラコントローラ２ｘに信号を送信する。一回のステープル処理後に、ユーザーが用紙Ｓの束を抜いて、再度、用紙Ｓが挿入されると、再度、ＤＣブラシモータ２ｃの動作を開始するようステープラコントローラ２ｘがモータ駆動回路を制御する。上記の制御により用紙Ｓが挿入されている間、連続してステープル処理を動作することを防止している。このステープラ２の動作に必要な電力は、プリンタ本体１に内蔵された電源から供給されるものとする。なお、位置検出回路２ｙとしては、切り替え部材２ｆの上下動作を検出するように構成することもできる。

図３は、本実施例のステープラ及び電源の関係を示す回路ブロック図である。図３において、３は電源であり、例えば、商用交流電源電圧（ＡＣ電圧ともいう）を一定のＤＣ電圧に変換して出力する。４はプリンタの動作を制御するプリンタコントローラ（以降、本体コントローラ４という）であり、不図示のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭを搭載し、プリンタ本体１による画像形成の動作を制御する。５は、電源３からステープラ２に供給される電流を検出する電流検出回路である。７は制御回路であり、電流検出回路５からの電流検知信号Ｖｉｓｎｓ、または、本体コントローラ４からの禁止信号Ｖｃｏｎｔの状態に応じて、出力切替え回路６へのステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐの状態を切り換える。出力切替え回路６は、制御回路７からのステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐによりステープラ２への電流供給の許可／禁止を切り替える。

図４では、図３で示したブロック図中で、電流検出回路５と出力切替え回路６と制御回路７の回路構成例を具体的に示す。電流検出回路５は、電流検出抵抗５ａ、電流検出アンプ５ｂから構成される。電流検出アンプ５ｂは、オペアンプ５ｃやカレントミラー回路５ｄにより電流を検出して電圧として出力を得る回路である。具体的には、電流検出抵抗５ａの両端の差動電圧をオペアンプ５ｃに取り込み、カレントミラー回路５ｄでレベルシフトと増幅を行って電流−電圧変換することで電流検知信号Ｖｉｓｎｓを出力する。

制御回路７はＮＯＲ回路７ａで構成される。制御回路７は、電流検出回路５から入力される電流検知信号Ｖｉｓｎｓ、又は、本体コントローラ４から入力される禁止信号Ｖｃｏｎｔのどちらか一方がＨｉｇｈレベル（以降“Ｈ”レベルという）になれば、ＮＯＲ回路７ａの出力はＬｏｗレベル（以降、“Ｌ”レベルという）になる。出力切替え回路６はＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）６ａで構成され、制御回路７からの信号によりＦＥＴ６ａのゲート電圧が変化して、ステープラ２への供給電流が切り替えられる。ＦＥＴとしてＰチャンネル型のＦＥＴを用いる場合、ゲートが“Ｌ”レベルになることにより、ソース−ドレイン間に電流が流れ、電源からステープラ２に電流が供給されるようになる。

次に、図５に、プリンタ本体１が待機状態（画像形成の指示を待っている状態）から１枚の用紙に画像形成を実行する画像形成中における、プリンタ本体１（ステープラ２以外）の負荷に流れる電流値を模式的に表した図である。なお、本実施例では、電源３からの供給電流のリミット電流値を例えば１４Ａとしている。このリミット値は電源の仕様や地域、規制などに応じて適宜変更することができる。

まず、波形Ａ１で示すように、画像形成が開始されると初期化シーケンスが開始され、負荷電流が急激に増加する。ここは、画像形成の準備段階として必要な感光ドラムの位相を合わせる動作や、定着器の温度調整等が実行される。この初期化シーケンスの終了後、画像データの入力に応じて画像形成動作が行われる。画像形成動作としてレーザスキャナを駆動するモータの回転動作、その他、搬送ローラを駆動するモータの駆動開始、定着器の温度調整が連続的に行われるため、負荷電流はさらに増加する。図５に示す途中のポイントＰ３からＰ４までがモータの駆動など一時的に負荷電流が増えて最大となる期間Ｔ１である。このポイントＰ３は、画像形成処理が開始されるポイントＰ１から期間Ｔ４経過後、もしくは、画像形成が開始されるポイントＰ２から期間Ｔ３経過後など、画像形成動作のために予め定められているシーケンスで決められている。期間Ｔ１における最大電流値は、本実施例では１２Ａである。その後、プリント動作がポイントＰ５で終了すると、プリンタは再び待機状態となる。すなわち、本実施例における画像形成動作中の負荷電流値は、リミット電流１４Ａに対して、最大負荷電流が１２Ａであり、マージン値（１４Ａ−１２Ａ）は２Ａである。これに対して、ステープラ２で必要な電流値としては、最大３Ａであるため、最大負荷電流１２Ａ＋ステープラの最大電流値３Ａ＝１５Ａとなり、リミット電流１４Ａを超えてしまう。次に、リミット電流を超えないようにするための、本実施例の特徴的な動作について図６に基づいて説明する。なお、ステープラ２で必要な電流値の波形は三角波形の電流波形として説明する。

図６（ａ）及び（ｂ）は、ステープラ２へ供給される電流Ｉｓの電流波形Ｂ２、ステープラ２以外の負荷に供給される電流Ｉｅ（図５で示した電流値Ｉｅ）の電流波形Ｂ１、電源３から出力される電流Ｉｐの電流波形Ｂ３を模式的に示したタイミングチャートである。この図６では、図５において負荷電流が最大となる期間Ｔ１の領域のタイミングでユーザーがステープル処理を実行する場合について説明する。

ステープラ電流Ｉｓの電流波形Ｂ２は、ＤＣブラシモータ２ｃが起動することにより急激に増加し、その最大値は３Ａになる。ＤＣブラシモータ２ｃが回転することで、針を用紙Ｓに打ち込む。その後、電流は徐々に減少し、略０ＡになりＤＣブラシモータ２ｃの回転を停止する時には、ステープル処理を終了する。電流波形Ｂ２は負荷すなわちステープル処理される用紙Ｓの厚みや硬さに大きく依存するため、それらの負荷が最も大きくなる場合を想定した値として電流波形をＢ２とする。図６（ａ）では、ステープラ以外の負荷電流Ｉｅが１０Ａの時に、ユーザーがステープル処理を開始すると、ポイントＰ１１でステープラ２のＤＣブラシモータ２ｃが駆動し始めてステープラ電流Ｉｓが急激に増加する。それに伴い、電源からの出力電流Ｉｐも増加する。ポイントＰ１２でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが１２Ａに増加すると電源からの出力電流Ｉｐがリミット電流である１４Ａをオーバーして１５Ａとなってしまう。その後、ステープラ電流Ｉｓの電流波形に応じて電源からの出力電流Ｉｐは変動し、期間Ｔ１経過後のポイントＰ１３でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが１０Ａに低下する。その後、ステープル処理が終了する。図６（ａ）のように、ステープル以外の負荷電流が最大となるタイミング（１２Ａとなるタイミング）で、ユーザーがステープル処理をすると、出力電流Ｉｐが電源容量を超えてしまう。これでは、電源からの出力が低下してステープル処理や画像形成動作が途中で停止する可能性がある。

一方、図６（ｂ）は本実施例の動作を示している。図６（ａ）とは異なり、ステープラ以外の負荷電流Ｉｅが１０Ａの時で、かつ、ステープラ以外の負荷電流Ｉｅが最大値となるタイミングであるポイントＰ２２よりも手前に期間Ｔ２を設定している。本実施例は、第１期間である期間Ｔ１とは別に、第１期間の直前に第２期間としての期間Ｔ２を設定する点が特徴である。図６（ｂ）では期間Ｔ２より前のポイントＰ２１でユーザーがステープル処理を開始する場合を例に説明する。ポイントＰ２１でステープラ２のＤＣブラシモータ２ｃが駆動し始め、ステープラ電流Ｉｓが急激に増加する。それに伴い、電源からの出力電流Ｉｐも増加する。波形Ｂ３（ｂ）で示すように、ポイントＰ２２でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが１２Ａに増加する前の期間Ｔ２の間に、ステープラ電流Ｉｓは最大値３Ａとなる。ここで、ステープラ以外の負荷電流Ｉｅとステープラ電流Ｉｓの総和である電源からの出力電流Ｉｐは、ステープラ電流Ｉｓの電流波形Ｂ２が負荷によりどのような電流波形となっても電源容量としてのリミット電流を超えないように期間Ｔ２を設定する点が特徴である。なお、本実施例では１４Ａがリミット値である。

このように期間Ｔ２を設定することにより、期間Ｔ１＋Ｔ２の期間にユーザーがステープル処理をする場合について、ステープル動作を禁止する。期間Ｔ１＋Ｔ２に先んじたタイミングや期間Ｔ１の経過後にユーザーがステープル処理を開始する場合は、ステープル動作を許可する。これによりリミット電流値を超えないように制御することができる。次に、期間Ｔ１＋Ｔ２より先のタイミングでステープル処理を開始し、ステープル処理が期間Ｔ１＋Ｔ２の間で終わるとすぐにステープル処理を禁止する制御方法の一例について図７を用いてより具体的に説明する。

図７は、電流検出回路５から制御回路７に出力される電流検出信号Ｖｉｓｎｓを表すＤ１と、本体コントローラ４から制御回路７に出力される禁止信号Ｖｃｏｎｔを表すＤ２、制御回路７から出力切替え回路６に出力されるステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐを表すＤ３、ステープラ以外の負荷に供給される電流Ｉｅの電流波形Ｄ４、電源からステープラに流れる電流Ｉｓの電流波形Ｄ５、ステープラ以外の負荷電流Ｉｅとステープラ電流Ｉｓの総和である、電源３から出力される出力電流Ｉｐの電流波形Ｄ６を模式的に示したタイミングチャートである。

図７において、ステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐが“Ｌ”レベルのときにステープル処理を許可し、“Ｈ”レベルのときにステープル処理を禁止する。また、電流検出信号Ｖｉｓｎｓは、ステープラ電流が流れているときに“Ｈ”レベルとなり、ステープラ電流が流れていないときに“Ｌ”レベルになる。本体コントローラ４からの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベル、又は、ステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐが“Ｌ”レベルのとき、ポイントＰ４１でユーザーが用紙Ｓをステープラ２に挿入し、ステープル処理を開始する。ステープラ２のＤＣブラシモータ２ｃの駆動を開始し、電流Ｉｓが流れ始めると同時に、電流検出信号Ｖｉｓｎｓも“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り替わる。まだステープラ電流Ｉｓが流れている期間のポイントＰ４２で、設定した期間Ｔ２に入り、コントローラからの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルになり、ステープラ処理の禁止指示となる。しかし、電流検出信号Ｖｉｓｎｓは“Ｈ”レベルのままなので、ステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐも“Ｌ”レベルのままであり、ステープル処理は許可状態を維持する。また、ポイントＰ４３でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが期間Ｔ１で増加して最大の電流値となっても、ステープル処理は継続される。ポイントＰ４４でステープラ電流Ｉｓが０Ａになり、電流検出信号Ｖｉｓｎｓが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わると、ステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐが“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになり、ステープル動作が禁止状態となる。その後、ポイントＰ４５でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが低下するタイミングで、本体コントローラ４からの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わる。そのため、ステープラ動作許可信号Ｖｓｔｐが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わり、ステープル動作は許可状態となる。以上の流れが本実施例におけるステープル処理の開始から終了までの一連の動作である。図７で説明した一連のステープル処理において、電流波形Ｄ６で示されるとおり、電源からの出力電流Ｉｐはリミット電流値１４Ａを超えることはない。

以上、説明したように本実施例によれば、ステープラ以外の負荷電流値が最大となるタイミングより前にステープル処理が開始される場合において、ステープル処理を許可／禁止するための期間を設定する。これによりステープル処理中にステープル処理を停止させてしまい、針の詰まりやステープラの誤動作の発生を防止することができる。

さらに、本実施例によれば、ステープル処理開始後すぐに、ステープル処理を禁止するため、電源容量が十分ない期間にステープル動作を開始することを防止することができる。また、ステープル処理におけるステープル動作の禁止期間を可能な限り短く設定することが可能であるため、生産性の低下や開始タイミングの遅れを軽減できるので、ユーザビリティが向上する効果もある。

なお、本実施例で説明した各種の電流値は一例であり、リミット電流値やステープル処理の最大の電流値等、装置の仕様に応じて適宜設定することが可能である。

また、本実施例で説明したステープラは、用紙が挿入されたことを検知して、一回、ＤＣモータを駆動する制御を行うように制御するため、ステープラにコントローラを搭載する構成で説明した。しかし、ステープラにコントローラを搭載せずに用紙の検知に連動したメカ機構を設けてステープル処理を実行するようにしてもよい。

また、本実施例では、電流検出信号をデジタル信号として説明したが、アナログ信号を用いて検出しても良い。

次に、実施例２のステープラ及び電源の回路構成のブロック図を図８に示す。実施例１で説明した図２及び図３と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明は省略する。本実施例で、電源３からステープラ２に供給される電流Ｉｓを検出する電流検出回路５を設けず、ステープラ２に用紙Ｓが挿入されているか否かを常時検知する紙有無検知部２ｔを設けた構成が実施例１と異なる。本実施例では、紙有無検知部２ｔの検知結果に応じてステープラ動作の許可／禁止を制御する。紙有無検知部２ｔからステープラ２に搭載したステープラコントローラ２ｘに紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが送られる。ステープラコントローラ２ｘは、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓに応じて、モータ駆動回路２ｂを動作させためのモータ駆動信号Ｖｍｏｔを出力する。次に、図９のタイミングチャートを用いて、負荷電流が最大となる期間Ｔ１を含んだ領域にユーザーが用紙Ｓを２回に分けてステープル処理する場合のステープル動作について説明する。

図９では、紙有無検知部２ｔからステープラコントローラ２ｘに出力される紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓを表すＥ１と、画像形成装置の本体コントローラ４からステープラコントローラ２ｘに出力される禁止信号Ｖｃｏｎｔを表すＥ２と、ステープラコントローラ２ｘからモータ駆動回路２ｂに出力されるモータ駆動信号Ｖｍｏｔを表すＥ３と、ステープラコントローラ２ｘ内部のステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ２を表すＥ４、ステープラ以外の負荷に供給される電流Ｉｅの電流波形Ｅ５、電源からステープラに流れる電流Ｉｓの電流波形Ｅ６、電源３から出力される電源出力電流Ｉｐの電流波形Ｅ７を模式的に示している。

紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓは、記録材としての用紙Ｓが挿入されていれば“Ｈ”レベルとなり、用紙Ｓが挿入されていなければ“Ｌ”レベルになる。また、モータ駆動信号Ｖｍｏｔは、実施例１と同様の条件でステープラコントローラ２ｘから出力されるものである。

本体コントローラ４からの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベル、モータ駆動信号Ｖｍｏｔは“Ｌ”レベルにあるとき、ポイントＰ５１でユーザーが用紙Ｓをステープラ２に挿入し、紙有無検知信号が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り替わる。それと同時に、マイコン２ｘがモータ駆動信号Ｖｍｏｔを“Ｈ”レベルにし、モータ駆動回路２ｂがモータを駆動し、Ｅ５で示す波形のようにステープラ電流Ｉｓが流れはじめる。まだステープラ電流Ｉｓが流れ続けているポイントＰ５２において、前述の期間Ｔ２に入り、コントローラからの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルになり禁止状態となる。しかし、既にモータ駆動回路２ｂは動作しており、ステープル動作は停止しない。また、ポイントＰ５３でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが期間Ｔ１の増加し、最大電流値となっても、ステープル動作は継続され続ける。

ステープル動作が終了し、ポイントＰ５４で用紙Ｓがステープラ２から抜かれ、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わると、禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｌ”レベルなので、ステープラコントローラ２ｘ内部でステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ２を設定してステープル動作を禁止する。そして、ポイントＰ５５で、ユーザーが次の用紙Ｓをステープラに挿入し、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになっても、ステープラコントローラ２ｘからの制御信号Ｖｃｏｎｔは“Ｌ”レベルのままに維持されて、ステープラコントローラ２ｘ内部のステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ２はステープル動作の禁止状態を維持する。用紙Ｓが挿入された状態で、ポイントＰ５６において期間Ｔ１が終了すると、禁止信号Ｖｃｏｎｔは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになり、ステープラコントローラ２ｘ内部のステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ２によりステープル動作を許可し、モータ駆動信号Ｖｍｏｔを“Ｈ”レベルにする。これにより、モータが駆動しステープル動作が開始され、ステープラ電流Ｉｓの電流は波形Ｅ６のように増加する。以上が、本実施例におけるステープル処理が用紙の挿抜により複数回連続して行われる場合の一連の動作である。この一連のステープル処理においても、電流波形Ｅ７からわかるように電源出力電流Ｉｐはリミット電流１４Ａを超えることはない。

本実施例では紙有無検知部２ｔとして、スイッチを用いて説明したけれども、フォトインタラプタなどの光学部品を用いても実現可能である。また、紙有無検知部２ｔを用いることにより、ステープラ電流検出回路が不要になり安価な構成となる。また、モータ駆動回路２ｂを制御するためにステープラ２にステープラコントローラ２ｘを搭載した例で説明したが、本体コントローラ４によっても同様の機能を実現することができる。

次に、実施例３に係る画像形成装置におけるステープラ及び電源の回路構成のブロック図を図１０に示す。図２、図３及び図８と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明は省略する。

本実施例は実施例２と同様に、ステープラ２に用紙Ｓが挿入されているか否かを検知する紙有無検知部２ｔを用いてステープラ動作の許可と禁止を制御する。実施例２と異なるのは、用紙Ｓの異なる位置に連続でステープル動作する機能を有し、連続でステープル動作中に用紙Ｓが動いてステープル位置が所定の位置からずれたり、ステープラの針が重なって打たれないように、用紙保持部９を設けたことである。用紙保持部９は、例えばクラッチとクラッチを駆動する駆動回路を用いて駆動される部材であり、例えば、用紙を保持してその位置を固定するためのガイド部材である。例えば、用紙の両端部を挟むように揃えて固定するガイド構成を用いればよい。また、用紙保持部９の駆動回路を動作させるために、ステープラコントローラ２ｘから用紙保持信号Ｖｈｏｌｄを出力する。また、異なる位置へのステープル動作は、離れた位置に配置された２組のステープル機構を設ける（ステープル２を２つ別々の位置に設ける）構成にて実行する。

次に、図１１のタイミングチャートを用いて、異なる２か所に２回連続してステープル処理を実行する場合の動作例について説明する。図１１では、紙有無検知部２ｔからの紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓを表すＦ１、ステープラコントローラ２ｘから用紙保持部９へ出力される用紙保持信号Ｖｈｏｌｄを表すＦ２、本体コントローラ４からステープラコントローラ２ｘに出力される禁止信号Ｖｃｏｎｔを表すＦ３、ステープラコントローラ２ｘからモータ駆動回路２ｃ（ａ）に出力されるモータ駆動信号Ｖｍｏｔ１を表すＦ４（ａ）、ステープラコントローラ２ｘからモータ駆動回路２ｃ（ｂ）に出力されるモータ駆動信号Ｖｍｏｔ２を表すＦ４（ｂ）、ステープラコントローラ２ｘ内部で設定されるステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ３を表すＦ５、ステープラ以外の負荷に供給される電流Ｉｅの電流波形Ｆ６、電源３からステープラ２に流れる電流Ｉｓの電流波形Ｆ７、電源３から出力される電源出力電流Ｉｐの電流波形Ｆ８を模式的に表している。上記の実施例と同様、最大負荷電流となる期間Ｔ１を含んだ領域において、ユーザーがステープル処理する場合についての動作を説明する。

紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが“Ｌ”レベルで紙無し状態を表し、用紙保持信号Ｖｈｏｌｄが“Ｌ”レベルで用紙保持部９によって用紙を保持しないフリーな状態となっており、本体コントローラ４からの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベル、マイコン２ｘ内部のステープル禁止信号Ｖｓｔｅｐ３が“Ｌ”レベルにあるとき、ポイントＰ６１でユーザーがステープラ２に用紙Ｓを挿入し、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り替わる。紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓを受けたステープラコントローラ２ｘは、ポイントＰ６２で用紙保持信号Ｖｈｏｌｄを“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り替え、用紙保持部９を駆動させ、用紙Ｓは用紙保持部９に保持されて固定された状態となる。それと同時に、ステープラコントローラ２ｘがモータ駆動信号Ｖｍｏｔ１を“Ｈ”レベルにし、モータ駆動回路２ｃ（ａ）が不図示のモータ１を駆動して１回目のステープル動作が実行され、Ｆ７で示す波形のようにステープラ電流Ｉｓが流れる。ステープラ電流Ｉｓが流れ続けているポイントＰ６３において、上記の期間Ｔ２に入り、コントローラからの禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルになり、ステープル処理の禁止状態となる。しかし、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓは“Ｈ”レベルのままで、すでにモータ駆動回路２ｂｃ（ａ）は動作しているので、ステープル動作を停止されない。また、ポイントＰ６４でステープラ以外の負荷電流Ｉｅが期間Ｔ１で増加し、最大電流値となっても、ステープル動作は継続される。ステープル動作が終了すると、禁止信号Ｖｃｏｎｔが“Ｌ”レベルなので、ポイントＰ６５でステープラコントローラ２ｘ内部の禁止信号Ｖｓｔｅｐ３を“Ｈ”レベルに設定してステープラ動作の禁止状態になる。この間は、用紙保持部９は用紙Ｓを保持したままの状態である。ポイントＰ６６において期間Ｔ１が終了すると、禁止信号Ｖｃｏｎｔは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルになり、マイコン２ｘは内部の禁止信号Ｖｓｔｅｐ３を“Ｌ”レベルとし、モータ駆動信号Ｖｍｏｔ２を“Ｈ”レベルにする。これにより、モータ駆動回路２ｃ（ｂ）が不図示のモータ２を駆動して２回目のステープル動作が開始され、ステープラ電流Ｉｓの電流は波形Ｆ７のように増加する。２回目のステープル動作が終了した後、ポイントＰ６７で用紙保持信号Ｖｈｏｌｄが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わり、用紙保持部９の駆動が停止されて用紙Ｓはフリーな状態となる。そして、ポイントＰ６８でユーザーが用紙Ｓをステープラ２から抜き取り、紙有無検知信号Ｖｐｓｎｓが“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わり、ステープル処理が完了する。以上が、本実施例における一回の用紙挿入に対して異なる位置に複数回連続でステープル処理する場合の、開始から終了までの一連の動作である。この一連のステープル処理においても、電流波形Ｆ８からわかるように電源出力電流Ｉｐはリミット電流１４Ａを超えることはない。

本実施例では、紙有無検知部２ｔに加えて用紙保持部９を設けた。この用紙保持部９により用紙を確実に固定した状態でステープル処理することができるので、複数個所にステープル処理する場合に位置がずれないように処理することができる。本実施例では用紙保持部９として、クラッチ及びクラッチを駆動する駆動回路によってガイド部材を駆動する機構を用いたが、用紙を挟み込むことができる機構であればガイド部材以外の構成（例えば、用紙を挟んで固定する部材やローラ等）でもよい。また、複数回のステープル処理は、ステープル２を１つとして、それをステープル位置に移動して複数回連続してステープル処理する構成でもよい。また、ステープル動作中であるため、ユーザーに対して用紙を動かさないように、ＬＥＤなどを点灯させて報知すれば、更にユーザビリティを向上することも可能である。

次に、実施例３に係る画像形成装置におけるステープラ及び電源の回路構成のブロック図を図１２に示す。図２、図３及び図８と共通する部分は同じ記号で示し、それらの説明は省略する。

本実施例では、本体コントローラ４からの信号を受けてステープラ２が上述の期間Ｔ２を切り換えることを特徴としている。ステープラ２は画像形成装置に対して着脱可能に接続される構成であり、例えば、画像形成速度等の仕様の異なる複数種類の画像形成装置に対して接続可能に構成することもある。このような場合、接続する対象の画像形成装置における最大負荷電流値が異なる場合もあり、最大負荷電流が異なれば、それに応じて設定する禁止期間を切り換えれば、画像形成装置に適した禁止期間を設定することができる。

本実施例では、ステープラが接続された画像形成装置の本体コントローラ４から送信される画像形成装置の種類に関する情報に応じて、期間Ｔ２を切り換えて設定する。これにより、ステープル処理を禁止する期間を画像形成装置の最大負荷電流の違い応じて適正化するものである。

図１２に基づいて、本実施例における期間Ｔ２の切り換え動作について説明する。図１２にでは、上述した図８に対して、本体コントローラ４からステープラコントローラ２ｘに画像形成装置の種類に関する情報を送信する信号線が追加されている。例えば、画像形成速度が１２ｐｐｍ（１分当たりの画像形成枚数）の装置Ａと１６ｐｐｍの装置Ｂに対してステープラ２が接続可能である例で説明する。この場合、ステープラ２を装置Ａに接続した場合、装置Ａの本体コントローラ４Ａから“機種ＩＤ１”という情報が送信され、装置Ｂ接続した場合は、“機種ＩＤ２”という情報が送信される。

ここで、ステープラ２のステープラコントローラ２ｘは、“機種ＩＤ１”の情報を受信した場合、画像形成装置Ａ（１２ｐｐｍ）に対応した期間Ｔ２ａを設定する。また、“機種ＩＤ２”の情報を受信した場合は、画像形成装置Ｂ（１６ｐｐｍ）に対応した期間Ｔ２ｂを設定する。なお、画像形成装置Ａと画像形成装置Ｂにおける最大負荷電流の値は、画像形成装置Ａのほうが画像形成装置Ｂよりも画像形成速度が遅い分、最大の負荷電流値が小さくなる。本実施例では、画像形成装置Ｂの最大負荷電流は１２Ａであり、画像形成装置Ａでは１１Ａになっている。この場合に設定される期間Ｔ２は、Ｔ２ａ＜Ｔ２ｂという関係となる。最大負荷電流が小さいほうが期間Ｔ２を短く設定することができる。これにより、ステープラが接続される対象の画像形成装置の最大負荷電流の違いに応じてステープル処理の禁止期間を最適に設定することができる。

１ 画像形成装置（プリンタ本体）
２ ステープラ
２ｘ ステープラコントローラ
３ 電源
４ 本体コントローラ
５ 電流検出回路
６ 出力切替え回路
７ 制御回路
Ｓ 用紙

Claims (12)

1. 記録材にステープル処理を実行するステープラが接続可能な画像形成装置において、
   前記ステープラが接続された状態で、前記画像形成装置と前記ステープラに電流を供給する電源と、
   前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値が最大となる第１の期間と、前記第１の期間の直前の第２の期間において、前記ステープラによるステープル処理の開始を禁止する制御手段と、を有し、
   前記第２の期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理が実行される期間と前記第１の期間が一部重なる期間において、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値と前記電源から前記ステープラに供給される電流値の和が、前記電源から供給されるリミット電流値以下となるように、前記制御手段は前記第２の期間を設定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理を実行中に前記第２期間になった場合、前記制御手段は前記ステープル処理を継続させ、前記ステープル処理が終了したら、前記制御手段は次の前記ステープル処理を禁止し、前記第１期間が経過したら次の前記ステープル処理を許可することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ステープラに流れる電流を検知する電流検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記電流検知手段より検知された電流に基づいて、前記ステープル処理が実行されているか否かを検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ステープラに記録材が挿入されているか否かを検知する記録材検知手段を有し、
   前記記録材検知手段によって記録材が有ることを検知したタイミングが前記第１期間と前記第２期間でない場合に、前記制御手段は前記ステープル処理を開始させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
5. 前記ステープル処理が実行される際に、前記ステープラに挿入された記録材を保持する保持手段を有し、
   前記保持手段は、記録材の複数個所に連続してステープル処理を実行する間、記録材を保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
6. 前記リミット電流値とは、前記電源が供給可能な最大の電流値であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 記録材に画像を形成する画像形成装置に接続可能であって、前記画像形成装置に接続された状態で、前記画像形成装置に設けられた電源から電流が供給されることにより、記録材にステープル処理を実行するステープラにおいて、
   前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値が最大となる第１の期間と、前記第１の期間の直前の第２の期間において、前記ステープラによるステープル処理の開始を禁止する制御手段を有し、
   前記第２の期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理が実行される期間と前記第１の期間が一部重なる期間において、前記電源から前記画像形成装置に供給される電流値と前記電源から前記ステープラに供給される電流値の和が、前記電源から供給されるリミット電流値以下となるように、前記制御手段は、前記第２の期間を設定することを特徴とするステープラ。
8. 前記第２期間よりも前に前記ステープル処理を開始して、前記ステープル処理を実行中に前記第２期間になった場合、前記制御手段は前記ステープル処理を継続させ、前記ステープル処理が終了したら、前記制御手段は次の前記ステープル処理を禁止し、前記第１期間が経過したら次の前記ステープル処理を許可することを特徴とする請求項７に記載のステープラ。
9. 前記ステープラに記録材が挿入されているか否かを検知する記録材検知手段を有し、
   前記記録材検知手段によって記録材が有ることを検知したタイミングが前記第１期間、及び、前記第２期間でない場合に、前記ステープル処理を実行することを特徴とする請求項７又は８に記載のステープラ。
10. 前記ステープル処理が実行される際に、前記ステープラに挿入された記録材を保持する保持手段を有し、
    前記保持手段は、記録材の複数個所に連続してステープル処理を実行する間、記録材を保持することを特徴とする請求項７又は８に記載のステープラ。
11. 前記ステープラは、最大負荷電流が異なる複数種類の画像形成装置に接続可能であって、
    前記制御手段は、接続された画像形成装置の前記最大負荷電流に応じて前記第２期間を設定することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかの項に記載のステープラ。
12. 前記リミット電流値とは、前記電源が供給可能な最大の電流値であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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