JPH1080906A

JPH1080906A - ステープル留め用の複数衝撃モータ駆動装置

Info

Publication number: JPH1080906A
Application number: JP9084775A
Authority: JP
Inventors: Francisco Javier Camino; フランシスコ・ジャビエール・カミノ
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: DE69625998D1; JP4194671B2; EP0799678A3; EP0799678B1; US5818186A; EP0799678A2; DE69625998T2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、厚い紙のスタック(47)を貫通させ
るために、複数のパルスで電流が提供される電気ステー
プラ(11)を提供することを目的とする。【解決手段】ステープラには、薄い紙のスタックをス
テープル留めするのに十分な電流が提供される。ステー
プラがそのステープル留めの機能を完成できなかった場
合、予想される完了のサイクルに対応する時間の後で、
電流が中断される。電流は次に、ステープラ上の負荷が
減衰された後で、再印加される。電流の再印加によっ
て、ハンマを打つ動作が取られる。このことによって、
より厚い紙のスタックが、薄いスタックに関して最適化
されたステープラでステープル留めされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気モータ制御器に
関する。より詳しくは、本発明はステープル及び類似の
ものを打ち込むためにモータで複数の衝撃を発生するの
に複数の電力パルスを使用することに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、複数の紙シートの自動的なス
テープル留めを改善する要望の結果として開発されたも
のである。複数の紙シートは、電子写真式プリンタのよ
うな紙を扱う機械の動作結果として提供される。紙を扱
う機械は通常紙を、印刷のような第１の処理を通過さ
せ、その後紙を出力ステーションに排出する。多くの場
合、プリンタまたは他の紙を扱う機械が複数のシートを
一緒にステープル留めすることが便利である。

【０００３】本発明は、更に大きい紙を扱う機械には関
連しないステープラを含む、広範な用途で使用すること
ができるが、本発明を電子写真式プリンタに関連して説
明することにする。プリンタは「メールボックス管理(m
ail boxing)出力装置」を備えており、これでプリンタ
の出力をカテゴリ別に分類できる。メールボックス管理
は印刷ジョブを分離するのに充分な場合がある。他の場
合には、ステープル留め印刷ジョブがプリンタの出力オ
プションの１つになるように、ステープル留め印刷ジョ
ブのオプションを提供することが有利である。

【０００４】ステープル留め動作は、最初に紙を押して
スタックを圧縮することから構成されることがわかって
いる。次に紙に穴が開けられるが、これはステープルが
スタック内の紙の連続するシートにわたって打ち込まれ
ることから構成されている。穴開け動作の後、ステープ
ルで留められ(clinch)、この場合ステープルの両端がコ
レットとして機能する端止めに対して折り畳まれる。押
圧、穴開け、及び留める動作は、力の同じ適用が圧縮、
穴開け、及び留める（ステープルの折り畳み）動作を生
ずるという点で、実質的に連続している。その他、固定
コレットが使用されているため、ステープルは留める動
作中に、紙を通って打ち込まれ続ける。紙は、たとえ実
際の穴開け動作が留める動作中に完了しても、ステープ
ルに対して摩擦を与え続ける。従って、１つの機構が典
型的に圧縮、穴開け、及び留める動作を発生させる。

【０００５】圧縮動作を、更に３つの機能に分離するこ
とができる。ステープラ・モータは最初に、駆動装置を
ホームポジションから加速してステープラ・ヘッドを紙
スタックと係合させなければならない。次に紙は軽く押
し下げられる。これは通常、ステープルが案内されるス
リーブによって達成される。ステープルは次にステープ
ルが紙と係合するよう紙を圧縮し続けるが、これはステ
ープルを貫通させようとする位置で紙が更に圧縮される
ことを意味する。押圧動作の段階の間の主な相違点は、
最初に押圧が、圧力を紙のスタックに加えるステープル
案内によって行なわれ、次に紙をステープルに係合させ
るステープル駆動機構の結果継続されるということであ
る。

【０００６】ある形式のステープラは、ギヤを駆動する
電気モータ及びステープル・ハンマを駆動する空動き機
構を使用している。電気モータは原動機であり、ステー
プル・ハンマはステープラを打ち込む駆動装置として機
能する。モータが電気的に作動すると、ステープル案内
によってハンマがステープル供給の先導ステープルの上
に落下する。ステープル案内は、ハンマを紙のスタック
に向けて落下させ、ステープルを紙のスタックに対して
案内し続ける。ハンマは、ステープル位置から遠く離れ
るようばねでバイアスされる。

【０００７】リニアモータ電気ステープラのステープラ
・サイクルは、ハンマの移動がリニアモータの移動に比
例していること以外は、同様である。

【０００８】電気ステープラの動作の際に、ステープラ
の使用に対して予想される紙の最大厚さにわたってステ
ープラを打ち込むのに充分な電力を与える必要がある。
今の場合、75g/m²(20lb.）のコピー用紙または105g/m
²(28lb.）のタイプ用紙のような厚さ0.13mm（5.1ミル）
の紙20枚を貫通することを意図している。シートの最大
量は用途により変わることがあるが、今までは、大量の
シートを貫通する能力はステープラの最大消費電力、従
ってステープラの力に大きく依存していた。更に大量の
貫通を行いたければ、更に大きいモータ及び更に大きい
電源が必要であった。

【０００９】特定のある装置では、電源を出力分類機構
に使用しているが、電源は特定の紙を扱う機械によって
変わることが予想される。ステープラが厚い紙を貫通す
るように設計されている場合、２ないし４枚の標準重量
の紙のような、小さいスタックに実質的痕跡または「足
跡」を残す傾向もあった。紙の上の痕跡を減らすことが
要望されることは多い。

【００１０】最大消費電力を増大させるには、電気制御
装置の場合、電源が大きな電流を処理できる必要があ
る。ステープラへの配線は大きな負荷を処理するように
サイズ調整されなければならない。ステープラが電子写
真式プリンタの他の主要エネルギー消費要素と同時に動
作する場合、その線の電力はステープラの追加電流消費
を供給するのに充分なものでなければならない。最大容
量未満で使用するときステープラが軽い痕跡を残すもの
であれば、電源がステープラの衝撃を適切に調整できな
ければならない。これは、ステープラが厚い紙のスタッ
クに対して充分な衝撃を与えるように設計されていれ
ば、一層困難なものになる。

【００１１】容量の大きいステープラを提供するには、
より重い装置と関連する費用が必要になる。

【００１２】電気機械の衝撃を増大させるために、種々
な機械装置が使用されてきた。これらはその機構を一層
複雑にする傾向があり、多くの場合雑音を増大させる。
理想的には、プリンタ出力でシートの実質的厚さを貫通
できるステープラは、ステープラ留めが頻繁に使用され
る機能であっても、オフィス環境で受け入れ得るほど充
分に静かなものであるべきである。換言すれば、大工の
鋲打ちハンマのような音を出すことはプリンタのステー
プラとして受け入れられない。

【００１３】ステープル留めが紙のスタックにわたって
完全に打ち込まれた後でのみ開始される、留める動作を
提供可能である。このことは、ステープルが下方に打ち
込まれている間に金属ステープルを機能させることによ
って消費電力を減らすが、留める動作が別々に行なわれ
るという点でステープラの複雑さを増す。留める動作を
ステープル留めの終わりから開始すれば、より強く且つ
同時にステープル取外し工具で握りやすいステープルの
連続加工硬化留め部分が提供される。

【００１４】ステープル留めサイクルを完了するのに必
要な時間を大きく増大させずに、ステープラの最大容量
を増大させることが望ましい。ステープル留めサイクル
を完了する時間は、電子写真式プリンタでの印刷時間サ
イクル全体と比較して重大ではないが、ステープル留め
の付加時間は、しばしばユーザがプリンタの傍で待って
いる間、ユーザによって注目される。従って、この時間
を延長すべきではない。

【００１５】プリンタに使用するための特定のステープ
ラ機構を選定するにあたり、我々はステープラに適応す
るようプリンタの出力を設計する便利さ及び消費電力を
考慮する。ステープラがその電力を現存の電源から受け
るのが有利である。ステープラを更に高い電流で駆動す
ることが可能であるが、これには更に大きい電源または
コンデンサのようなエネルギー貯蔵装置を設けなければ
ならなくなる。上述のように、より大きい電源の提供に
よって、必要な電力処理容量を提供する結果、費用が増
大する。その他に、電源が大きくなればプリンタの、及
び恐らくはプリンタ全体のプリンタ出力機構の全消費電
力が著しく増大する可能性がある。エネルギー貯蔵装置
の場合には、コンデンサまたはバッテリの必要なサイズ
の結果として費用が増大する他、適切なスイッチング回
路が必要である。

【００１６】ステープラの容量は、ステープラの「ギヤ
を下げる」ことによって更に大きな力を加えるようステ
ープラを設計し直すことによって増大させることが可能
である。これによってステープラの動作はより遅くな
る。この、より遅い動作は、特定のステープル留めのジ
ョブが追加の力を必要とするかどうかに拘らず、全ての
ステープル留めのジョブに影響する。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
ステープラで貫通できるスタック化された紙の最大厚さ
を増大させることである。本発明の更に他の目的は、比
較的小容量の電気モータを使用し、スタック化された紙
の大きな厚さを貫いてステープルを打ち込むようモータ
の能力を増大させることである。これをステープラのピ
ーク電流または消費電力を増大させずに行なうことが望
ましい。比較的小さな紙のスタックをステープル留めす
るよう最適化されて設計され、かなり厚いスタックを貫
通させることができるステープラを提供することが更に
望ましい。これによって装置の費用が比較的小さいスタ
ックをステープル留めするのに必要な程度にまで概ね低
減され、小さいスタックに対するステープル留めの処理
を最適にし、しかもかなり厚いスタックに関してステー
プル留めの動作を行なうことができる。

【００１８】小さい紙のスタックばかりでなく大きい紙
のスタックを、適切な力を各々に加え、選択的にステー
プル留めする能力を備えたステープラを提供することが
更に望ましい。ステープラの複雑さを著しく増大させる
ことなく、制御回路の複雑さを著しく増大させることな
く選択的にステープル留めすることが望ましい。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ステー
プラは、比較的厚い紙のスタックを貫通するために複数
回パルスが加えられる電気モータによって駆動される。
パルスはそれぞれが、所定の薄い紙のスタックに関する
ステープル留めサイクルを完了し、結果的に薄いスタッ
クに関するサイクルを完了するステープラを生ずるに充
分な持続時間であることが好ましい。モータには所定の
EMF及び所定の最大電流で電力を加えることによってパ
ルスが与えられる。

【００２０】小さな紙のスタック用に最適にサイズ調整
されたステープラを選定することによって、より厚い紙
のスタック用の容量を増大させる能力を提供するのに必
要な大きな費用は、容量の更に大きいステープラまたは
電源を設けることに関連する費用を回避することによっ
て相殺される。

【００２１】１つの特定のステープラでは、モータは、
0.13mm（5.1ミル）、75g/m²(20lb.）の紙２ないし10枚
をステープル留めする通常動作に関して、24ボルトで1.
3A(アンペア）の電流が必要であった。パルスの持続時
間は370-400msである。0.13mm（5.1ミル）、75g/m²(20l
b.）または105g/m²(28lb.）の紙20枚を貫通するため
に、第２の電流パルスが加えられる。これによって、ス
テープラが貫通できる紙の厚さが増大する。パルス間の
タイミングを選択することによって、紙が圧縮されたま
まになり、続くパルスが紙を更に貫通させる。このよう
にして、より厚い紙のスタックを貫通するために、２つ
以上のパルスが加えられる。

【００２２】第２のパルスは時間をより多く消費する
が、それは１つのパルスがステープル留めのジョブを完
了するのに適さない場合に、第２のパルスを加えること
が必要なだけである。従って、ステープル留めに必要な
時間は、紙の比較的厚いスタックをステープル留めする
ときに限って増大する。

【００２３】貫通しようとするスタックの厚さは、貫通
動作中真直ぐのままになっているステープルの物理能力
によって、及びモータの連続パルスにより加え得る力に
近づくかまたは超過する可能性がある紙の大きな摩擦に
よって制限される。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明は図１ないし図３に示すス
テープラ機構11に関する。好適実施例では、ステープラ
機構11は図１に示すようにプリンタの出力分類機13で使
用されている。出力分類機13は複数の出力トレイ17を有
している。シート媒体は通常、プリンタによって処理さ
れる紙であるが、異なる出力トレイ17の中に選択的に排
出される。この構成によってプリンタは、「メールボッ
クス」出力を備えることができ、それによって、印刷シ
ートを異なるスロットに選択的に配置できる。

【００２５】本発明のステープラは、出力分類機13の一
部を形成しているが、本発明をプリンタまたは出力分類
機13から分離して実施することも可能である。ステープ
ラは、ステープラ支持体25に取付けられた本体23を備え
ている。ステープラ支持体25は、出力分類機13の第１の
出力トレイ19に取付けられることが好ましい。これは、
ばらばらのシート群であるものとは反対に、ステープル
留め印刷ジョブが定義によって予め束ねてあるため有利
である。

【００２６】代替案として、ステープル留め印刷ジョブ
が出力トレイ17のいずれかに排出されるようステープル
留め機能を提供することが可能である。また、ステープ
ラ支持体25を、出力分類機13がシート媒体をプリンタか
ら受取るように出力トレイ17と整列する場合に、ステー
プラ支持体25がその特定のトレイ17と整列するように、
整列させて設置することができる。その場合、トレイ17
が印刷されたシート媒体を受け取ると、スタック化され
た印刷媒体はステープラ機構11の下に整列される。

【００２７】図２は本発明の好適実施例で使用される典
型的な電気ステープラ機構11を示す。好適実施例では、
ステープラ本体23は、ステープル留めの動作が排出トレ
イ17から同じ角度での移動によって行なわれるように、
排出トレイの上方にある角度で設置される。従来通り、
トレイに向かうモータの移動方向を「下向き」、トレイ
から遠ざかる方向のモータ移動を「上向き」であるとす
る。しかし、「上向き」及び「下向き」のこれら基準
は、排出トレイの角度だけ、垂直とは異なっている。本
発明は、排出トレイの位置に直接依存していないので、
その角度は最大360゜まで変化することができる。

【００２８】ステープラ本体23は、モータ31及びギヤ3
3、34、35を収容し支持している。空動きレバー37がス
ロット39を通るピン38によって駆動され、レバー37は次
にハンマ41を駆動する。ハンマ41は下向きの移動でグリ
ップばね43と係合し、これは次にグリップ45を紙のスタ
ックに対し下方にバイアスする。紙のスタックはスタッ
ク47として表してある。

【００２９】ハンマ41は、戻しばね49によって上方にバ
イアスされている。戻しばね49は、ハンマ41をそのハン
マが図２に示す静止位置に戻った位置に支持する。失敗
サイクルまたはサイクルの完了に関して予想された期間
を超えるサイクルの場合のように、モータ31への電力を
中断することが可能である。戻しばね49がなければ、ハ
ンマ41は静止位置以外の或る位置に留まることになる。
戻しばね49はハンマ41を静止位置に戻す。戻しばね49は
また、空動きレバー37及びギヤ35を対応する静止位置に
動かす。ギヤ33、34は必らずしも静止位置に固定される
必要はなく、ギヤ35がその静止位置に到達するまで回転
する。ばね43及び49を明瞭にするため、紙のスタックの
上方に示してある。好適実施例では、ばね43、49は紙の
スタック47から離れて設置されている。

【００３０】ハンマ41がその下向き移動で、ステープル
の供給源からの個別ステープルにも係合し、そのステー
プルをスタック47を通って下方に打ち込むことは重要な
ことである。コレット51がハンマ・ヘッド41とは反対側
の排出トレイ上に取付けられている。これはステープル
が紙を貫通してからステープルを受取るステープラの一
部である。コレット51のグローブは、ハンマ41がステー
プルを下方に押し続ける場合にステープルを折り畳み、
それによってステープラ11が「留め」動作を完了できる
ようにする。

【００３１】ステープラ11はその目的を、ハンマ41を駆
動するモータ31の力の結果達成する。好適実施例では、
モータ31はDCモータであるが、ACモータを提供すること
も可能である。モータの挙動は次式に従う。Ｔ_ind=KΦI_A （１）Ｅ_A =KΦω （２）Ｉ_A =(V_T-E_A)/R_A （３）ここで、Ｔ_indは誘導されたトルクであり、Ｉ_Aは磁気コ
イルの電流であり、Ｅ_Aは誘導されるEMF(電圧）であ
り、ωは角速度であり、Ｖ_Tは印加EMF(電圧）であり、
Ｒ_Aは磁気コイルの抵抗である。

【００３２】ωを、所定負荷(Ｔ_load)に関する、Ｖ_Tに
おけるモータ31の速度とする。Ｔ_loadが増大すれば、ω
が減少し、これによってＥ_Aが減少する。このことは式
（２）に示されている。安定状態では、Ｔ_ind=Ｔ_loadで
ある。これは式（１）に示してある。Ｉ_Aが状態Ｔ_ind=
Ｔ_loadを達成するほど十分に増大されない場合、失速状
態が生ずる。その場合には、Ｔ_ind<Ｔ_loadの状況であ
り、モータ31は、ステープラが失速し、それ故もはやス
テープル留めの機能が進行しない状態にある。

【００３３】従って、負荷が時間の経過と共に離散的に
増大すれば、電流はこの挙動に追随し、モータはＴ_ind
がステープルを動かすのに必要なトルクより小さくなる
までステープルをハンマで打つことができるようにな
る。ステープル留め動作の各ステップが行なわれている
時、電流の需要は、前のステップが既に終わっていても
増大し続ける。これは、たとえ前のステップがモータを
減速しても、モータは電気的誘導反作用(inductive rea
ction)を発生するからである。（インダクタは急激な電
流変化を排除する）。

【００３４】好適実施例でステープラ機構11に供給され
る望ましい最大電流は1.34アンペアであることが確認さ
れた。この電流レベルは、既存の電源がステープラ機構
11を動作させることができるようにするため選択され
た。この電流はパルス持続時間370-400msの間加えられ
る。

【００３５】モータ31へのこの電力の供給は、0.13mm
で、75g/m²(20lb.）のコピー紙または105g/m²(28lb.）
のタイプ用紙20枚をステープル留めするには充分でない
ことが分かった。留めの動作を完了するためにパルスの
持続時間を延長することができるが、スタックが充分厚
ければ、モータは失速し、ωは０になるであろう。その
結果、370-400msの時間を延長してもステープル留めの
動作は完了しない。20枚のシートをステープル留めする
ためには、モータ31への電流を中断した後、第２のパル
スを加える。

【００３６】図４はモータに供給される電流を、電流の
中断を含め、時系列に示している。370-400msの時間の
終わりにモータ31（図２及び図３）への電流を中断する
ことによって、モータ31は再び始動することができ、そ
れによってハンマ41が再びステープルを打ち、モータ31
は０より大きいωの値で再び動作することが分かった。
電流の中断によってモータ31は２回付勢される。これに
よってハンマ41が複数の打撃を効果的に行なう。

【００３７】このパルスは、図３に示すように、ギヤ35
が通常のサイクル時間で完了したステープル留めの動作
に対応する目標または「ホーム」ポジションに到達しな
い場合に加えられることが好ましい。ギヤ35が「ホー
ム」ポジションに到達しない場合、この機構はモータを
遮断(deenergize)してから、最終的にギヤ35を図２に示
す始動または静止位置に戻すことができる。

【００３８】0.13mmで、75g/m²(20lb.）のコピー紙また
は105g/m²(28lb.）のタイプ用紙20枚をステープル留め
するために、第２の電流パルスをステープラ機構11に加
える。このパルスは、電機子32が正常サイクル時間で、
図３に示すような、ステープル留め動作の完了に対応す
る目標位置に到達しない場合に加えられることが望まし
い。好適実施例では、このサイクル時間は370-400msの
パルス持続時間である。

【００３９】我々の実験では、誤差に対する余裕を与え
るために21枚のシートを使用し、22ボルトを供給した。
これは、24ボルトで最大1.3アンペアの供給電流を与え
る時に、ステープラが20枚のシートを貫通できるという
ことを保証する。

【００４０】ハンマ41が正常サイクル時間に目標または
「ホーム」ポジションに到達しない場合、モータ31への
電流を中断し、ハンマ41を、図２に示すように、静止位
置に戻すことができる。好適実施例では、これはハンマ
41に空動きレバー37及びギヤ33、34、35の後方への駆動
を許可することによって行なわれるが、ハンマ41がその
目標位置に到達できたかどうかに拘らず、モータ31にそ
のサイクルを完了させるようステープラ機構を設計する
ことが可能である。

【００４１】図３に示す「ホーム」ポジションは、カム
57によって制御されるカム動作スイッチ55によって検知
される。カム57はギヤ35上に設置されているので、スイ
ッチ55はギヤ35が完全に回転しているのを検知する。ギ
ヤ35の完全な回転は、完全なステープル留めサイクルが
成功裡に行なわれたことを示す。

【００４２】ハンマが図２の静止位置に完全に戻る必要
はなく、単にハンマ41がステープルとの係合から充分後
退してモータ31を再始動させ、ステープルとの再係合の
前に相当な速度にする必要がある。

【００４３】好適実施例では、電流の中断の時間は予想
サイクル時間と合致するように決められており、これは
好適実施例では400ms最大パルス持続時間である。カム5
7がこの予想サイクル時間後に「ホーム」ポジションに
到達してい場合、モータ31への電流を中断してハンマ41
を紙のスタック47との係合から引き離す。電流をモータ
に（ハンマ41を下方に打ち込む正しい位相で）再び供給
してから、ハンマ41がスタック47と再び係合する。

【００４４】ハンマ41またはステープラ機構11またはス
テープルの他の構成要素の実際の戻り位置を検知できる
代替案がある。ハンマ41を静止位置に戻すことによっ
て、始動時にステープルによって加えられたモータ31の
負荷は取り除かれる。

【００４５】モータ31はインダクタとして作用する。従
って、電流が中断されると、モータ31は無電力状態と一
致する速さで直ちに戻ることはない。モータ31の誘導特
性の結果であるわずかな「逆EMF」が存在し、モータ31
が付勢された時に形成された電磁界が結果として崩壊す
る。その結果、モータ31に供給される電力が中断される
と、電磁力がモータ31に存在し続ける。（電流は、使用
する特定のスイッチング回路によるが、流れ続けること
ができる）。これはモータがばねによって動かされるこ
とから生ずる誘導及び誘導EMFの結果である。図４を参
照すると、連続する打撃の間の時間には、付勢されたま
まになっているモータ31により生ずる時間遅延が含まれ
ている。

【００４６】図４及び図５はステープラ・モータ31に加
わえられるEMFを時系列に示している。図４において
は、電流の最初の印加によってグラフの71の位置に電圧
スパイクが生ずる。EMFが下がってから、EMFはステープ
ラ11が紙のスタック47（図2、図3)に係合する時に増大
する。このEMFの増大は73で見られる。モータ31は、Ｔ
_indがステープルに紙のスタック47を貫通させるのに充
分である場合、失速する。これは75の位置に示してある
平らなスポットである。（その時間中モータ31にいくつ
かのわずかな動きがあり得るが、これはスタック47の貫
通を保証するのに充分ではない）。

【００４７】75で示すような、ある期間の後で、モータ
への電流が76で示すように中断され、次に77で示すよう
に再び加えられる。モータ31は、78で示すように再び失
速し、79で示す第３の打撃を必要とする。この例では、
モータ31は失速せず、第３の打撃79の時点でより低いEM
Fが測定される。

【００４８】図５において、電流がモータ31に加えられ
ると、グラフ位置83に示す失速状態が生ずる。次にモー
タに加えられる電流の位相を反転すると、85に示す０ボ
ルト状態が生ずる。86（モータ31が再始動する）及び87
（ハンマ41がステープルを打つ）で示す第２の打撃は、
紙のスタック47を貫通する。

【００４９】図５のグラフ位置85で示すように、この逆
EMFによって生ずる時間遅延を減らすために、モータに
加えられるEMFの位相が反転される。これによってモー
タ31の静止位置への戻りが速くなる。EMFを反転された
位相で加えると、反転された位相EMFの結果電流が反対
方向に流れるので、モータ31への電流の中断が促進され
る。従って、本発明の意味において、位相の反転はモー
タへの電流の中断と一貫性があり、モータへの電流の中
断の一部をなしている。好適実施例では、電流の中断は
４個のトランジスタから成る「Ｈ」ブリッジによって行
なわれるので、印加されたEMFの位相は中断中に反転さ
れる。

【００５０】電流の中断の結果、前記中断後の後続時間
にエネルギーを加えると、モータ31上の負荷が軽減され
る。電流の中断によってモータ31が反転し、それによっ
てモータ31上の負荷が軽減される。負荷が軽減されると
モータ31は、電流がモータ31に(EMFが反転されずに）再
び供給された場合に、前記軽減された負荷のもとで再始
動することができる。

【００５１】ハンマ41が静止位置に戻った後、後続のサ
イクルを完了するために、電流パルスが再び供給され
る。所定数の試行の後、ステープル留めの動作が完了し
なければ、モータへのパルス供給が中止される。好適実
施例では、モータには最大２回パルスが供給されるが、
３回の試行を行ないうることも考えられる。試行の数
は、折り畳み不良のステープルを回避する必要性を考慮
して、経験的に決定される。

【００５２】モータ31は、モータ31への電流が中断され
てから再始動される。この後続の始動時でのモータ上の
負荷は、主としてばね43、49及び機構の運動量及び摩擦
から構成されている。ハンマ41がステープルと再び係合
すると、モータ31は軽負荷のステープラ機構の動作に対
応する動作速度ωにある。

【００５３】その結果、ハンマ41が中断後ステープルと
係合すると、ハンマは無負荷状態と一致する下向き速度
を有する。モータ31は、力をハンマ41に提供するための
最適速度で動作している。ハンマ41も、ハンマ41の運動
量の結果ステープルに追加の力を提供する。

【００５４】モータ31に２つの順方向パルスを加える
と、20枚の105g/m²(28IB.）のタイプ用紙を1.3Ａの有能
電流(available current)でステープル留めできること
が分かった。追加パルスは時間ペナルティを課すが、こ
れは1.3Ａの最大電流の単一パルスを使用して20枚を貫
通することができるステープラの時間ペナルティのもの
とほとんど同じであると考えられる。その上、時間の増
加は、第２の打撃が必要な場合にのみ見られる。

【００５５】有利にも、ステープラによって加えられる
力が小さいと、ステープル留めされた紙のスタックに
は、必要な打撃が１つだけである場合の小さな痕跡が残
る。これは常に重要なものとは限らないが、それほどし
っかりとステープル留めされていないステープル留めシ
ートを得ることが望ましい場合がある。小さい力を加え
られたステープルは特に、「留め」動作に関して除去し
やすくなり且つシートに与える損傷が低減される傾向に
ある。比較的厚いスタックに関するステープル留めの動
作を完了するのに必要な追加の力を、比較的厚いスタッ
クのみに加えることによって、しっかりしたステープル
留めは比較的薄いスタックに関してもより最適なものに
なる。

【００５６】以上の説明は特に、プリンタの出力機構に
使用されるステープラを駆動する回転モータの好適実施
例に関している。本発明の原理を他の用途に使用するこ
とも可能である。一例として、本発明の技法をリニア電
気モータまたは空気モータ(pneumatic motor)でステー
プルを打ち込むのに使用することが可能である。この技
法をインパクトレンチのような他のタイプの出力に使用
することができる。従って、本発明は特許請求の範囲に
よって限定されるものである。

【００５７】以下に本発明の実施態様を列挙する。

【００５８】1. ステープルを媒体の中に打ち込む動
力ステープラを動作させる方法であって、前記方法が、 a.ステープル駆動装置にステープル留めを開始させる原
動機にエネルギーを加えるステップ、 b.原動機に加えられるエネルギーを中断させるステッ
プ、及び c.ステープル駆動装置がステープル留め動作を完了しな
い場合、前記中断後の後続する時間に原動機にエネルギ
ーを加え、それによてステープル駆動装置に更にステー
プル留め動作をさせるステップを含むことを特徴とす
る、前記方法。

【００５９】２．失速状態に応答して原動機への電流
を中断し、前記中断が原動機上の機械的負荷を減衰させ
るステップを更に含むことを特徴とする、請求項１に記
載の方法。

【００６０】３． a.ステープラに供給される前記エネ
ルギーが、ステープル留めに対して所定の抵抗を有する
ステープル媒体に、充分な力を提供するステップ、 b.後続の時間の前記エネルギーの印加が、ステープル留
めに対して前記所定の抵抗より大きい抵抗を有するステ
ープル媒体に、充分な力を提供するステップ、及び c.ステープル駆動装置がステープル留めの動作を完了す
る場合に、後続の時間に前記エネルギーを加えず、それ
によって、媒体がステープル留めに対して前記所定の抵
抗を超えない時に媒体に生じる痕跡を低減させ、一方ス
テープル留めに対して前記所定の抵抗より大きい抵抗を
有するシート媒体に関して追加のエネルギーを消費可能
なステップを更に含むことを特徴とする、請求項１に記
載の方法。４． a.ステープラが原動機として機能する
電気モータを含むステップ、 b.前記エネルギーを加えるために前記モータに電流を供
給するステップ、及び c.前記モータに供給される電流を中断することによって
前記エネルギーの中断を達成するステップを更に含むこ
とを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【００６１】５． a.電流を前記電気モータに供給する
ステップ、 b.前記電気モータへの電流を中断するステップ、 c.前記電流の中断に応答して電気モータ上の機械的負荷
を低減させるステップ、及び d.前記電気モータの動作を継続する場合に、前記中断後
の後続の時間に電気モータに電流を供給するステップを
含む、電気モータを動作させる方法であって、低減され
た負荷によってモータが、前記電気モータへの電流が中
断された場合よりかなり小さい機械的抵抗で、後続時間
での動作を開始できるようにし、それによってモータを
連続動作により到達するであろう位置を越えて前進させ
ることを特徴とする、前記方法。

【００６２】６．前記移動の開始後、電気モータの失
速状態を検知し、前記失速状態の検知に対して前記電気
モータへの電流の前記中断で応答するステップを更に有
することを特徴とする、請求項４または５に記載の方
法。

【００６３】７．前記電流の中断中、電流を反対方向
に流すステップを更に含むことを特徴とする、請求項
４、５、または６に記載の方法。

【００６４】８． a.電気モータ、 b.前記電気モータの付勢に応答するステープル留め機
構、 c.ステープル留め機構によって、ステープル留めの動作
が成功裡に完了したことと一致する状態を検出するセン
サ、及び d.前記電気モータに電流を供給する制御器であって、前
記モータへの前記電流の中断によって、検知状態がない
ことに応答して、前記ステープル留め機構の負荷を低減
された後、前記電流を再び供給する制御器を含むことを
特徴とする、電気ステープラ。

【００６５】９．前記電流の前記中断中に、モータに
電流を逆位相で加える制御器を更に含むことを特徴とす
る、請求項８に記載のステープラ。

【００６６】

【発明の効果】本発明によって、より厚い紙のスタック
が、薄いスタックに関して最適化されたステープラで好
適にステープル留めされる方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステープラが本発明の好適実施例の場合のよう
に設けられている、プリンタの出力部を示す図である。

【図２】本発明の好適実施例に使用するステープラ機構
の構成を示す図であり、この図では、ステープラの駆動
装置は静止位置にある。

【図３】ステープラの駆動装置がステープル留めの動作
の完了に一致する「ホーム」ポジションにある、図２の
ステープラ機構を示す図である。

【図４】複数の打撃能力を達成するために、ステープラ
に供給される電流をグラフで示した図である。

【図５】複数の打撃処理を促進するために位相の反転を
行なっている、ステープラに提供される電流をグラフで
示す図である。

【符号の説明】

11 ステープラ 13 出力分類機 17 出力トレイ 31 原動機 33ないし45 ステープル留め機構 41 ステープル駆動装置 47 ステープル留め媒体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステープルを媒体の中に打ち込む動力ステ
ープラを動作させる方法であって、前記方法が、 a.ステープル駆動装置にステープル留めを開始させる原
動機にエネルギーを加えるステップ、 b.原動機に加えられるエネルギーを中断させるステッ
プ、及び c.ステープル駆動装置がステープル留め動作を完了しな
い場合、前記中断後の後続する時間に原動機にエネルギ
ーを加え、それによってステープル駆動装置に更にステ
ープル留めの動作をさせるステップを含むことを特徴と
する、前記方法。