(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート束を押圧することにより綴じ処理を行う綴じ手段と、
シート束を押圧するために前記綴じ手段を駆動するモータと、
前記モータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出手段と、
前記モータの駆動中で且つ前記綴じ手段がシート束を押圧していない期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧とに基づいて前記モータの駆動電流の上限値を決定する制御手段と、
を有することを特徴とするシート処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧とに基づいて前記モータのトルク定数を決定し、決定したトルク定数に基づいて前記上限値を決定することを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記綴じ手段により前記シート束が押圧されている期間における前記駆動電流の上限値を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート処理装置。
【請求項４】
前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段を有し、
前記制御手段は、前記電流検出手段により検出される電流が前記上限値に達すると前記モータにブレーキをかけることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記モータにブレーキをかけた後、前記モータが逆回転するように前記モータを駆動することを特徴とする請求項４記載のシート処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記綴じ手段が綴じ処理を行うたびに前記駆動電流の上限値を設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシート処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記モータが逆回転しており且つ前記綴じ手段が前記シート束を押圧していない期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧とに基づいて、前記綴じ手段が次の綴じ処理を行う時の前記駆動電流の上限値を決定することを特徴とする請求項６記載のシート処理装置。
【請求項８】
前記綴じ手段は、前記シート束の一方の面を押圧する第一の押圧部と、前記第一の押圧部に対向して設けられ、前記シート束の他方の面を押圧する第二の押圧部とを有し、前記第一の押圧部と前記第二の押圧部により前記シート束を挟んで押圧することにより前記綴じ処理を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシート処理装置。
【請求項９】
前記綴じ手段は、前記シート束のシート同士の繊維を絡み合わせることにより前記シート束を綴じることを特徴とする請求項８記載のシート処理装置。
【請求項１０】
前記モータは、前記第一の押圧部を前記第二の押圧部に向けて移動させ、
前記制御手段は、前記第一の押圧部と前記第二の押圧部とにより前記シート束が押圧される前の期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧とに基づいて前記駆動電流の上限値を決定することを特徴とする請求項８記載のシート処理装置。
【請求項１１】
前記モータの駆動中で且つ前記綴じ手段がシート束を押圧していない期間では、前記モータがほぼ無負荷状態で駆動していることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のシート処理装置。
【請求項１２】
シートに像形成する像形成手段と、
前記像形成手段により像形成されたシートが積載される積載手段と、
請求項１乃至１１の何れか１項に記載のシート処理装置と、
を有し、前記シート処理装置は前記積載手段に積載された複数のシートからなるシート束に綴じ処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
シート束を押圧することにより綴じ処理を行う綴じ手段と、
シート束を押圧するために前記綴じ手段を駆動するモータと、
前記モータの回転速度を検出する速度検出手段と、
前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出手段と、
前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記モータの駆動中で且つ前記綴じ手段がシート束を押圧していない期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧と前記電流検出手段により検出される電流とに基づいて前記モータの駆動電流の上限値を決定する制御手段と、
を有することを特徴とするシート処理装置。
【請求項１４】
シートに像形成する像形成手段と、
前記像形成手段により像形成されたシートが積載される積載手段と、
請求項１３に記載のシート処理装置と、
を有し、前記シート処理装置は前記積載手段に積載された複数のシートからなるシート束に綴じ処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、綴じ処理機能を有するシート処理装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置により画像が形成されたシートを綴じ合わせる装置として、複数枚のシートからなるシート束を金属針等の綴じ部材を用いて綴じる綴じ処理を行うステイプル装置が広く用いられている。ステイプル装置によって針で綴じ処理されたシート束の各シートを読み取り原稿として使用する場合、シート束を綴じている針を取り除く必要がある。また、針で綴じ処理されたシート束をリサイクルする場合にも、環境保護の観点から、シート束を綴じている針を取り除き、シートと針を分別して回収しなければならない。綴じ処理に用いられた針は使用後に廃棄されるため、資源の再利用という観点からは課題があった。
【０００３】
そこで、針等の綴じ部材を使用せず、原稿としての再利用時やリサイクル時の手間を軽減するシート綴じ装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。このようなシート綴じ装置では、針が用いられないため、針を廃棄することもない。このシート綴じ装置では、画像形成装置から搬送されてきたシートを複数枚束ねて整合しシート束とした後に、シート束の一部に凹凸を形成する凸部と凹部を有する歯型を、シートに対して押圧する構成である。このシート綴じ装置は、このようにシート束を押圧することで、シート束の互いの繊維を絡み合わせて綴じ処理を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５５５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の針無し綴じ方式を画像形成装置に適用した場合、凸部及び凹部を有する歯型をシート束に対して押圧する駆動源にアクチュエータを用いて押圧動作を自動化する構成が想定される。針無し綴じ処理では、綴じ処理後のシート束の品質を維持する上で、綴じ部の保持力が維持され、綴じ部の破れ等が発生しないようにするために、シート束に一定の押圧力を安定して与えることが重要となる。しかし、アクチュエータの出力トルク特性は、一定の動作条件下（一定の駆動電圧、駆動電流）においても個体ばらつきを有しているため、シート束へ与えられる押圧力にばらつきが生じてしまう。また、アクチュエータの出力トルク特性は、個体ばらつきだけでなく、装置が動作している環境の温度や使用時間、使用頻度等によっても変化する。その結果、出力トルクが低い場合には、シート束が容易に剥がれてしまう現象（以下、綴じ不良という）が生じる可能性がある。一方、出力トルクが高い場合には、シート束に過剰な圧力がかかりシートが破れてしまうおそれがある。更に、出力トルクが高い場合には、綴じ処理に必要な圧力以上の圧力が生じるため、歯型だけでなく歯型に繋がる機構の強度が必要となり、材質の強度向上によるコストアップや、機構の大型化といった課題もある。
【０００６】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、針無し綴じ処理を行う際の品質を向上させ、装置の大型化やコストアップを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【０００８】
（１）シート束を押圧することにより綴じ処理を行う綴じ手段と、シート束を押圧するために前記綴じ手段を駆動するモータと、前記モータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの駆動中で且つ前記綴じ手段がシート束を押圧していない期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧とに基づいて前記モータの駆動電流の上限値を決定する制御手段と、を有することを特徴とするシート処理装置。
【０００９】
（２）シートに像形成する像形成手段と、前記像形成手段により像形成されたシートが積載される積載手段と、前記（１）に記載のシート処理装置と、を有し、前記シート処理装置は前記積載手段に積載された複数のシートからなるシート束に綴じ処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【００１０】
（３）シート束を押圧することにより綴じ処理を行う綴じ手段と、シート束を押圧するために前記綴じ手段を駆動するモータと、前記モータの回転速度を検出する速度検出手段と、前記モータの駆動電圧を検出する電圧検出手段と、前記モータの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記モータの駆動中で且つ前記綴じ手段がシート束を押圧していない期間で前記速度検出手段により検出される回転速度と前記電圧検出手段により検出される電圧と前記電流検出手段により検出される電流とに基づいて前記モータの駆動電流の上限値を決定する制御手段と、を有することを特徴とするシート処理装置。
【００１１】
（４）シートに像形成する像形成手段と、前記像形成手段により像形成されたシートが積載される積載手段と、前記（３）に記載のシート処理装置と、を有し、前記シート処理装置は前記積載手段に積載された複数のシートからなるシート束に綴じ処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、針無し綴じ処理を行う際の品質を向上させ、装置の大型化やコストアップを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施の形態の画像形成装置及びシート処理装置の構成を示す図
【図２】第一の実施の形態の針無し綴じ装置の構成を示す図
【図３】第一の実施の形態の画像形成装置及びシート処理装置のブロック図
【図４】第一の実施の形態の画像形成装置側及びシート処理装置側の処理を示すフローチャート
【図５】第一の実施の形態のシート処理装置の針無し綴じ処理を示すフローチャート
【図６】第一の実施の形態の針無し綴じ処理時の動作シーメンスを示すタイムチャート
【図７】第一の実施の形態の出力トルク特性を示す図
【図８】第二の実施の形態の画像形成装置及びシート処理装置のブロック図
【図９】第二の実施の形態のシート処理装置の針無し綴じ処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１５】
［第一の実施の形態］
（画像形成装置）
図１（ａ）は第一の実施の形態の画像形成システムとしての画像形成装置及びシート処理装置の概略断面図である。なお、図１（ａ）は、画像形成装置１の正面（前面）が手前になる場合の図である。画像形成装置１は、画像読取部２と画像形成部３、シート処理装置５０から構成されている。操作部４０から、又はパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとする）等の外部機器からネットワークを介して、ユーザによる画像形成装置１へのジョブの設定が行われる。設定されたジョブがコピー動作であれば画像読取部２からの画像データ、プリント動作であればＰＣからネットワーク経由で送信された画像データに基づき、画像形成処理及びシート後処理を行う。
【００１６】
画像読取部２について説明する。画像読取部２の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台４が設けられている。原稿Ｄは、原稿台４の所定の位置に画像面を下向きにして載置され、原稿台カバー５により押圧固定される。原稿台４の下側には原稿Ｄを照明するランプ６と、照明した原稿Ｄの光像を、撮像素子を有する画像処理ユニット７に導くための反射ミラー８、９、１０とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ６及び反射ミラー８、９、１０は所定の速度で移動して原稿Ｄを走査し画像データを画像形成部３へ送信する。
【００１７】
画像形成部３は、感光ドラム１１と、一次帯電ローラ１２と、ロータリ現像ユニット１３と、中間転写ベルト１４と、転写ローラ１５と、クリーナ１６等を備えている。感光ドラム１１は、画像データに基づいてレーザユニット１７からレーザ光が照射され、感光ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。一次帯電ローラ１２は、レーザ光照射前に感光ドラム１１の表面を均一に帯電する。ロータリ現像ユニット１３は、感光ドラム１１の表面に形成された静電潜像にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを付着させ、トナー像を形成する。以下、色を特定する場合には、符号にＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋの記号を添えて表記する。感光ドラム１１の表面に現像されたトナー像が中間転写ベルト１４に転写され、転写位置において中間転写ベルト１４のトナー像を転写ローラ１５によってシートＰに転写する。クリーナ１６は、トナー像を転写した後、感光ドラム１１に残留したトナーを除去する。
【００１８】
ロータリ現像ユニット１３によって感光ドラム１１に現像されたトナー像は、中間転写ベルト１４に転写される。中間転写ベルト１４上のトナー像は、転写ローラ１５によってシートＰに転写される。シートＰは、用紙カセット１８ａから供給されるようになっている。また、シートＰは手差しトレイ１８ｂから供給されることもある。シートＰの搬送方向における画像形成部３の下流側（以下、単に下流側という）には定着器１９が設けられており、定着器１９は、搬送されてきたシートＰ上のトナー像に定着処理を行う。定着器１９においてトナー像が定着されたシートＰは、排出ローラ対２１によって、画像形成装置１から下流側のシート処理装置５０に排出される。なお、シートＰが排出ローラ対２１によって排出される部分を排紙部という。
【００１９】
（シート処理装置）
次にシート処理装置５０について説明する。図１（ａ）に示すように、シート処理装置５０は、画像形成装置１の排紙部に設けられ、図示しない信号線を介して画像形成装置１と通信を行うことにより、画像形成装置１と協働して動作する。ここで、図１（ｂ）は画像読取部２を外してシート処理装置５０を上から見た図であり、図１（ａ）に記載されている部材の一部を省略して描画している。また、図１（ｂ）における下側が図１（ａ）で示した画像形成装置１の前面側（手前側）となる。また、図１（ｂ）の黒太矢印は、破線で示すシート束Ｓの綴じ処理後の搬送方向を示している。
【００２０】
シート処理装置５０は、画像形成装置１から排出された複数枚のシートＰを束ねてシート束Ｓとし、針等の綴じ部材を使用せずにシート束Ｓの互いの繊維を絡み合わせることで綴じ処理を行う、針無し綴じ装置５２を有している。針無し綴じ装置５２は、シート束Ｓの一部にエンボス状の凹凸を形成する、対向して設けられた凸部と凹部を有する歯型（上歯９７及び下歯９８、図２参照）を備えている。針無し綴じ装置５２は、画像形成装置１から搬送されてきたシートＰを複数枚束ねて整合してシート束Ｓとした後に、凸部と凹部の歯型の間に挿入されたシート束Ｓを挟む。そして、針無し綴じ装置５２は、凸部と凹部の歯型の間に挟まれたシート束Ｓに対して歯型を押圧し、シート束Ｓの互いの繊維を絡み合わせることで、綴じ処理を行う。以降、針等の綴じ部材を使用せずシート束Ｓの互いの繊維を絡み合わせることで綴じを行う綴じ処理を、「針無し綴じ」処理と記載する。
【００２１】
シート処理装置５０は、搬送部５８にて画像形成装置１から排出されたシートＰを受け取った後に、シートＰの搬送速度を画像形成装置１内における搬送速度よりも加速させる加速搬送を行う。そして、シート処理装置５０は、シートＰが搬送部５８から搬送されてきた後に、パドルローラ５９を回転駆動し処理トレイ５７へシートＰを積載させる。シート処理装置５０は、更に戻しローラ６０によってシートＰの後端を後端整合板６２へ突き当てることにより積載される複数のシートＰの後端を揃える後端整合処理を行う。
【００２２】
用紙センサ５６は、処理トレイ５７上のシートＰの有無を検出するセンサである。処理トレイ５７内で後端整合処理された複数のシートＰからなるシート束Ｓは、整合板６４、６５により用紙幅方向の位置整合が行われ、処理トレイ５７上にスタックされる。なお、用紙幅方向とは、シートＰの搬送方向に直交する方向である。シート処理装置５０はこれら一連の動作を繰り返す。針無し綴じ処理が指定されたジョブでは、指定された枚数分のシートＰが処理トレイ５７上にスタックされた後、針無し綴じ装置５２が図１（ｂ）に示す位置に綴じ処理を行う。即ち、針無し綴じ装置５２は、シート束Ｓの後端の角部の一方側に綴じ処理を行う。なお、針無し綴じ処理を行う位置は、図１（ｂ）に示す位置に限定されない。針無し綴じ装置５２による綴じ処理が完了した後、束押し出し部材６１によってシート束Ｓの後端側が押し出されるように、処理トレイ５７の底面に沿ってシート束Ｓが排紙トレイ６３へ排出される。
【００２３】
（針無し綴じ装置）
図２を用いて、針無し綴じ装置５２の詳細な構成について説明する。図２（ａ）は針無し綴じ装置５２が綴じ動作を行っていない待機状態を示しており、図２（ｂ）は綴じ動作状態を示している。針無し綴じ装置５２において、針無し綴じモータ７５（以下、単にモータという）（図中、Ｍと記す）の出力軸は、ギアからなる減速機構９１を介してカム回転軸９４へ接続されている。本実施の形態では、モータ７５はＤＣブラシ付きモータを使用している。モータ７５の出力軸には、単位時間当たりの回転数である回転速度を計測するための速度検出手段であるエンコーダセンサ９０が設けられている。エンコーダセンサ９０は光学式センサであり、モータ７５の出力軸上の円盤に設けられたスリットを検出して、モータ７５の回転速度に応じて周期が変動するパルス信号を出力する。即ち、後述するＣＰＵ１６２（図３参照）は、エンコーダセンサ９０から入力されたパルス信号に基づいて、モータ７５の回転速度を検出することができる。なお、本実施の形態では、モータ７５の出力軸上に設けられた円盤は、スリット数が１８スリット／周で構成される。
【００２４】
カム９２は、カム回転軸９４の回転によってコロ９３を介して上アーム９５を動作させる。上アーム９５には、シート束Ｓの一方の面を押圧する第一の押圧部である上歯９７が取り付けられており、上アーム９５はアーム軸９６を中心に揺動を行う。また、下アーム９９はシート処理装置５０の筐体フレームに固定されており、下アーム９９には、上歯９７に対向して設けられ、シート束Ｓの他方の面を押圧する第二の押圧部である下歯９８が取り付けられている。なお、上述した歯型の凸部、凹部は、上歯９７、下歯９８に対応するが、どちらが凸部であっても凹部であってもよい。また、本実施の形態では、下アーム９９がシート処理装置５０の筐体フレームに固定されている構成であるが、上アーム９５が筐体フレームに固定されている構成としてもよい。また、上アーム９５及び下アーム９９ともに、筐体フレームに固定されない構成としてもよい。
【００２５】
下アーム９９に取り付けられた下歯９８と上アーム９５に取り付けられた上歯９７とが、シート束Ｓを挟んで噛み合い、シート束Ｓを加圧する。加圧されたシート束Ｓの各シートＰの表面は、噛み合った上歯９７及び下歯９８により引き延ばされることによって繊維が露出する。そして、上歯９７及び下歯９８により更に加圧されることによって、シートＰ同士の繊維が互いに絡み合い、シート束Ｓの締結が行われる。このため、ステイプル針等の綴じ部材を使用しないでシート束Ｓを締結することができる。
【００２６】
処理トレイ５７へシート束Ｓをスタックしているときは、カム９２は図２（ａ）に示す位置にあり、この位置をカム９２の下死点とする。カム９２が下死点に位置するとき、基準センサ７６は、上アーム９５を検出している。なお、基準センサ７６は、上アーム９５を検出しているときに、ＣＰＵ１６２へオン信号を出力する。即ち、図２（ａ）に示すカム９２が下死点にある状態が、モータ７５による駆動開始前の状態（初期状態）である。図２（ａ）に示すように、カム９２が下死点に位置するときは上歯９７と下歯９８の間に空間が生じ、この空間へのシート束Ｓの進入が可能となる。カム９２は、例えば液滴形状であり、コロ９３が図２（ａ）に示すＺ部（太線部）と接している間は、モータ７５がカム９２を駆動させていても、モータ７５にかかる負荷は無視できる程度に小さい状態となっている。なお、コロ９３がＺ部と接している間、モータ７５に負荷がかからない状態となるように、カム９２の形状を構成してもよい。Ｚ部は、カム９２の下死点からカム９２の外周において所定稜線距離（図２（ａ）太線部）に沿った領域となっている。モータ７５がカム９２の駆動を開始すると、カム回転軸９４はＸ方向（反時計回り方向）に回転する。カム９２の回転に伴い上アーム９５が動き始め、基準センサ７６は上アーム９５を検出しなくなる。しかし、コロ９３がＺ部と接している間は、モータ７５にかかる負荷は無視できる程度の負荷となっている。コロ９３がＺ部と接している期間では、上歯９７がシート束Ｓを押圧していない。このように、カム９２のＺ部は、モータ７５への負荷が非常に小さくなる形状となっており、モータ７５のトルクは、減速機構９１を介して略無負荷に構成される。
【００２７】
針無し綴じ装置５２の綴じ動作が開始され、カム９２がモータ７５の駆動によりカム回転軸９４を中心にＸ方向へ更に回転する。このように、カム９２のカム回転軸９４がＸ方向に回転を継続すると、コロ９３とカム９２との接触部分がＺ部の領域から外れ、モータ７５にかかる負荷が増加する。そして、図２（ｂ）に示すような位置関係となったとき、上歯９７と下歯９８が噛み合う。なお、カム９２が図２（ｂ）の位置にあるとき、この位置を上死点とする。このとき、上歯９７と下歯９８との間に生じる圧力は、モータ７５の駆動電流を調整することによって所定の圧力で噛み合いを行うように制御される。その後、モータ７５がカム回転軸９４を中心にＹ方向（時計回り方向）へ逆回転して、カム９２が再び図２（ａ）に示す下死点に到達すると、基準センサ７６が上アーム９５を検出する。後述するＣＰＵ１６２は、基準センサ７６により上アーム９５を検出すると、モータ７５の駆動を停止し、カム９２は回転を停止する。
【００２８】
（画像形成装置及びシート処理装置の制御ブロック）
次に図１（ａ）で示したシート処理装置５０を有する画像形成装置１の制御ブロックを、図３を用いて説明する。画像形成装置１は、画像形成装置１を制御するＣＰＵ１６１、ＲＯＭ１６５、ＲＡＭ１６６及び操作部４０を有する。ＲＯＭ１６５は、画像形成装置１を制御するためのプログラムやデータ等が格納されている。ＲＡＭ１６６は、ＣＰＵ１６１が画像形成装置１を制御する際に、処理データの読み書きを行うために使用される。操作部４０はユーザからの画像形成装置１及びシート処理装置５０による後処理方法の設定を受け付ける。本実施の形態では、後処理方法として、針無し綴じ処理の実施を選択することが可能となっている。ＣＰＵ１６１は、操作部４０と通信を行うことによって、ユーザが操作部４０を操作することにより設定した情報（設定情報ともいう）を認識することが可能である。一方、シート処理装置５０は、シート処理装置５０を制御する制御手段であるＣＰＵ１６２、ＲＯＭ１６７、ＲＡＭ１６８を有している。ＣＰＵ１６２は、画像形成装置１のＣＰＵ１６１と通信を行うことにより、互いの状態を検知することができる。ＲＯＭ１６７は、シート処理装置５０を制御するためのプログラムやデータ等が格納されている。ＲＡＭ１６８は、ＣＰＵ１６２がシート処理装置５０を制御する際に、処理データの読み書きを行うために使用される。
【００２９】
モータ７５、エンコーダセンサ９０、基準センサ７６は、針無し綴じ装置５２に設けられている（図２参照）。基準センサ７６は、上アーム９５がシート束Ｓの受け入れ位置にいるとき（図２（ａ）の状態）を基準位置として検出し、上アーム９５を検出したことをＣＰＵ１６２へ通知する。ＣＰＵ１６２は、基準センサ７６によって上アーム９５が基準位置にあるか否かを検出する。ＣＰＵ１６２は、駆動回路８２にモータ駆動信号を出力することにより、駆動回路８２を介してモータ７５の駆動／停止を制御し、針無し綴じ装置５２による綴じ処理を実施する。また、ＣＰＵ１６２は、モータ７５の駆動を制御する際に、モータ７５の回転方向を指示することができる。駆動電圧Ｖは、駆動回路８２に入力され、モータ７５を駆動するための電源として使用される。駆動電圧Ｖは、変換回路１０２により電圧レベルを変換された後、ＣＰＵ１６２に電圧Ｖｍとして入力され、ＣＰＵ１６２は、入力された電圧Ｖｍによって駆動電圧Ｖの電圧レベルを検出している。即ち、ＣＰＵ１６２は、電圧検出手段としても機能する。シャント抵抗器Ｒ１は、駆動回路８２とグランド間に挿入され、モータ７５の駆動電流Ｉの検出に使用される。
【００３０】
電流制限回路１００は比較器を有しており、ＣＰＵ１６２から入力されたリミット電流信号と、シャント抵抗器Ｒ１に流れる電流に応じた電圧とを比較している。尚、シャント抵抗Ｒ１に流れる電流はモータ７５の駆動電流Ｉである。ＣＰＵ１６２から入力されるリミット電流信号は、アナログの可変電圧信号であり、モータ７５の駆動電流Ｉを、所定時間、所定値に維持するための信号である。ここで、所定時間とは、上歯９７及び下歯９８によって押圧されたシート束Ｓにおいて、シート同士の締結に要する時間に応じた時間である。電流制限回路１００は、シャント抵抗器Ｒ１からの電圧信号とリミット電流信号とを比較し、モータ７５の駆動電流Ｉがリミット電流信号に応じた所定値となるよう駆動回路８２を制御する。また、電流制限回路１００は、モータ７５の駆動電流Ｉがリミット電流信号（電圧信号）に応じた所定値（電流値）に達した時点で、ＣＰＵ１６２へリミット検知信号を出力する。即ち、電流制限回路１００は電流検出手段として機能する。
【００３１】
モータ７５が駆動されると、エンコーダセンサ９０によりモータ７５の回転速度に比例した周波数のパルス信号がＣＰＵ１６２へ入力される。ＣＰＵ１６２は、エンコーダセンサ９０から入力されたパルス信号のエッジ間隔を不図示のタイマにより計測することで、モータ７５の回転速度を算出する。
【００３２】
（画像形成装置側の処理）
画像形成装置１からのジョブの情報（以下、ジョブ情報とする）に応じたシート処理装置５０の針無し綴じ装置５２を使用した針無し綴じ制御シーケンスについて説明する。図４（ａ）は画像形成装置１のＣＰＵ１６１が実行する制御のフローチャート、図４（ｂ）はシート処理装置５０のＣＰＵ１６２が実行する制御のフローチャートである。
【００３３】
画像形成装置１に電力が投入される（電源オン）と、画像形成装置１のＣＰＵ１６１は、以下の制御を開始する。ステップ（以下、Ｓとする）５０１でＣＰＵ１６１は、初期化動作を実施した後に、画像形成装置１をスタンバイ状態として待機させる。ここで、スタンバイ状態とは、操作部４０や外部機器からジョブを受け付けるために待機している状態で、ジョブを受け付けたら画像形成動作をすぐに実行できる状態である。Ｓ５０２でＣＰＵ１６１は、操作部４０又はネットワークを介してジョブを受け付けたか否かを判断する。Ｓ５０２でＣＰＵ１６１は、ジョブを受け付けていないと判断した場合はＳ５０１の処理に戻る。即ち、ＣＰＵ１６１は、ジョブを受け付けるまではスタンバイ状態を継続する。なお、ジョブを受け付けない状態が一定時間継続した場合は、画像形成装置１及びシート処理装置５０がスタンバイ状態から省電力状態に移行する構成でもよい。
【００３４】
Ｓ５０２でＣＰＵ１６１は、ジョブを受け付けたと判断した場合、Ｓ５０３で、受け付けたジョブ情報をシート処理装置５０内のＣＰＵ１６２へ通知し、ＣＰＵ１６２からジョブ情報に応じた受付待機時間を受信する。ここで、受付待機時間とは、シート処理装置５０が画像形成装置１からシートＰを受け取ると後処理動作を開始することが可能な状態となるまでに必要とされる所定の時間である。なお、ＣＰＵ１６１は、不図示のタイマをリセットしてスタートさせておく。Ｓ５０４でＣＰＵ１６１は、Ｓ５０３でＣＰＵ１６２から受信した受付待機時間が経過したか否かを、不図示のタイマを参照することにより判断する。Ｓ５０４でＣＰＵ１６１は、受付待機時間が経過していないと判断した場合はＳ５０４の処理を繰り返す。Ｓ５０４でＣＰＵ１６１は、受付待機時間が経過したと判断した場合は、Ｓ５０５の処理に進む。Ｓ５０５でＣＰＵ１６１は、用紙カセット１８ａからシートＰを給送し、搬送路上を搬送させて、シートＰへ画像が転写されるタイミングをとるための待機位置であるレジストレーション位置にてシートＰを待機させる。Ｓ５０６でＣＰＵ１６１は、画像形成動作を行い、画像形成タイミングに同期してレジストレーション位置からシートＰの搬送を再開させる。即ち、転写位置においてシートＰ上にトナー画像が転写され、定着器１９により未定着のトナー画像がシートＰに定着された後に、シートＰがシート処理装置５０へ排出される。
【００３５】
Ｓ５０７でＣＰＵ１６１は、ジョブ情報に従い所定枚数が完了（ジョブ完了）したか否かを判断し、ジョブが完了していないと判断した場合Ｓ５０５の処理に戻る。Ｓ５０７でＣＰＵ１６１は、ジョブが完了したと判断した場合、Ｓ５０８で次のジョブがあるか否か、即ち、次のジョブを受け付けて、次のジョブが待機されている状態か否かを判断する。Ｓ５０８でＣＰＵ１６１は、次のジョブがあると判断した場合は、Ｓ５０３の処理に戻り、次のジョブがないと判断した場合は、Ｓ５０１の処理に戻る。
【００３６】
（シート処理装置側の処理）
次に図４（ｂ）を用いてシート処理装置５０のＣＰＵ１６２の制御フローチャートを説明する。画像形成装置１へ電源が投入されると、シート処理装置５０へも画像形成装置１から電力が供給される（電源オン）。電力が供給されるとＣＰＵ１６２が起動され、ＣＰＵ１６２はＳ６０１以降の処理を開始する。Ｓ６０１でＣＰＵ１６２は、シート処理装置５０の初期化動作を実施した後にスタンバイ状態で待機する。Ｓ６０２でＣＰＵ１６２は、画像形成装置１のＣＰＵ１６１からジョブ情報が通知された（ジョブ情報を受け付けた）か否かを判断する。Ｓ６０２でＣＰＵ１６２は、ジョブ情報を受け付けていないと判断した場合はＳ６０１の処理に戻る。Ｓ６０２でＣＰＵ１６２は、ジョブ情報を受け付けたと判断した場合、Ｓ６０３の処理に進む。Ｓ６０３でＣＰＵ１６２は、ＣＰＵ１６１から受け付けたジョブ情報に応じて、シート処理装置５０が画像形成装置１からシートＰを受け取り可能となるまでの所定の受付待機時間を、画像形成装置１のＣＰＵ１６１へ通知する。なお、画像形成装置１のＣＰＵ１６１側の処理は、上述した図４（ａ）のＳ５０３の処理に対応している。
【００３７】
Ｓ６０４でＣＰＵ１６２は、画像形成装置１において画像形成が完了したシートＰが排紙されることにより、シートＰをシート処理装置５０が受け取り、シート処理装置５０により後処理動作を行う。ここで、シート処理装置５０により行われる後処理動作は、次のような動作である。ＣＰＵ１６２は、搬送部５８にてシートＰの搬送速度を加速させて搬送した後に、パドルローラ５９を駆動して回転させ、シートＰを処理トレイ５７へ掻き込む。そして、ＣＰＵ１６２は、処理トレイ５７上の複数のシートＰを、戻しローラ６０によって後端整合板６２へ突き当てるように搬送し、複数のシートＰの後端を揃える後端整合動作を行う。また、ＣＰＵ１６２は、後端整合動作を行った後に、整合板６４、６５により複数のシートＰの用紙幅方向の位置を整合させ、処理トレイ５７にスタックする。
【００３８】
Ｓ６０５でＣＰＵ１６２は、処理トレイ５７にジョブで指定された枚数のシートＰがスタックされたか否かを判断し、スタックされていないと判断した場合はＳ６０４の処理に戻る。なお、ＣＰＵ１６２は、搬送路上に設けられた不図示のセンサにより、処理トレイ５７に排出されるシートの枚数をカウントし、カウント値に基づいて指定された枚数のシートＰがスタックされたか否かを判断する。このセンサは、画像形成装置１、シート処理装置５０のどちらの搬送路上に設けられていてもよい。Ｓ６０５でＣＰＵ１６２は、処理トレイ５７にジョブで指定された枚数のシートＰがスタックされたと判断した場合、Ｓ６０６の処理に進む。Ｓ６０６でＣＰＵ１６２は、受け付けたジョブ情報に基づいて、針無し綴じ処理が指定されているか否かを判断し、針無し綴じ処理が指定されていないと判断した場合はＳ６０８の処理に進む。Ｓ６０６でＣＰＵ１６２は、針無し綴じ処理が指定されていると判断した場合、Ｓ６０７で針無し綴じ処理を実施する。Ｓ６０７で実施される針無し綴じ処理については、図５を用いて後述する。Ｓ６０８でＣＰＵ１６２は、束だし部材６１によって処理トレイ５７にスタックされたシート束Ｓの後端側を押し出して、排紙トレイ６３へ排出する。Ｓ６０９でＣＰＵ１６２は、ジョブ情報に基づいて、指定された所定部数の後処理動作が完了（以下、ジョブ完了とする）したか否かを判断し、ジョブが完了していないと判断した場合はＳ６０４の処理に戻る。Ｓ６０９でＣＰＵ１６２は、ジョブが完了したと判断した場合Ｓ６０１の処理に戻る。
【００３９】
（針無し綴じ処理）
次に、シート処理装置５０のＣＰＵ１６２による針無し綴じ処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。また、図６は針無し綴じ処理時におけるシート処理装置５０の各部の信号を示すタイムチャートである。図６の（ａ）は、「下死点」、「綴じ動作点（上死点）」等、図２で説明したカム９２の状態を示している。図６の（ｂ）は、モータ７５のモータ駆動信号を示している。図６の（ｂ）において、ＣＷ（ｃｌｏｃｋ  ｗｉｓｅ；時計回り方向）は正回転を、ＢＲＡＫＥは回転の停止を、ＣＣＷ（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｃｌｏｃｋ  ｗｉｓｅ；反時計回り）は逆回転を、ＳＴＯＰは駆動の停止を、それぞれ示している。このように、本実施の形態では、ＣＷを正回転、ＣＣＷを逆回転として説明する。図６の（ｃ）は、モータ７５の駆動電流Ｉ［Ａ］の波形を示しており、ＲＡＭ１６８に記憶されているリミット電流値をＩＬとして破線で示している。図６の（ｄ）は、モータ７５を駆動するための駆動電圧Ｖ［Ｖ］の波形を示している。図６の（ｅ）は、エンコーダセンサ９０により検出したモータ７５の単位時間（秒）当たりの回転数［ｒｐｓ］を示している。図６の（ｆ）は、ＣＰＵ１６２が電流制限回路１００に出力するリミット電流信号［Ｖ］を示している。図６の（ｇ）は、基準センサ７６からＣＰＵ１６２に出力される検出信号［Ｖ］を示している。図６の（ｈ）は、電流制限回路１００からＣＰＵ１６２に出力されるリミット検知信号［Ｖ］を示している。図６の横軸はいずれも時間である。
【００４０】
ＣＰＵ１６２は図４（ｂ）のＳ６０７で針無し綴じ処理を実行する。図５のＳ７０１でＣＰＵ１６２は、針無し綴じ処理を行うために、モータ駆動信号を駆動回路８２に出力し、駆動回路８２によりモータ７５を正回転（ＣＷ）方向に駆動する。ＣＰＵ１６２は、モータ７５を正回転方向に駆動することで、図２（ａ）に示すようにカム９２を下死点からＸ方向（反時計回り方向）へ回転させる。また、ＣＰＵ１６２は、不図示のタイマをリセットしスタートさせておく。Ｓ７０２でＣＰＵ１６２は、不図示のタイマを参照することで、計測マスク時間Ｔ１の間、待機する。Ｓ７０２の処理は、駆動開始直後の減速機構９１が有する慣性負荷によって、モータ７５の駆動電圧、回転速度が変動する期間を、計測対象から除外するために実行される。図６の波形（ｃ）、（ｅ）に示すように、計測マスク時間Ｔ１の期間、駆動電流Ｉ及びエンコーダセンサ９０からの出力は安定していない。なお、計測マスク時間Ｔ１は、固定値又は針無し綴じ装置ごとに決定される計測を行わない時間を示す値であり、ＲＯＭ１６７に、予め記憶されているものとする。
【００４１】
Ｓ７０３でＣＰＵ１６２は、モータ７５を駆動するための駆動電圧Ｖを変換回路１０２によって変換した電圧Ｖｍを、複数回計測する。駆動電圧Ｖは少なからず変動しているため、本実施の形態では、複数回計測した電圧Ｖｍを平均化することで、測定精度を向上させている。また、ＣＰＵ１６２は、エンコーダセンサ９０から入力されるパルス信号のエッジ間隔（即ち、周期に相当する）も複数回計測し、平均化することにより、モータ７５の回転速度を算出する。ＣＰＵ１６２がこれらの計測を行うための時間は計測時間Ｔ２である。計測時間Ｔ２は、コロ９３とカム９２の接触部が図２（ａ）に示すカム９２のＺ部を移動していく時間と計測マスク時間Ｔ１との差よりも長くならないように設定されている。以降、コロ９３がカム９２のＺ部を移動する時間を、移動期間という。計測時間Ｔ２は、移動期間から計測マスク時間Ｔ１を引いた時間内となるように設定されている。言い換えれば、モータ７５に負荷がほとんどかからない無負荷状態の期間（以下、無負荷期間）内に電流の計測が行われるように計測時間Ｔ２が設定されている。即ち、モータ７５が駆動中で且つ上歯９７がシート束Ｓを押圧していない期間で電流測定が行われる。計測時間Ｔ２はＲＯＭ１６７に記憶されている。なお、無負荷期間を規定する所定稜線距離（Ｚ部）は、固定値又はカム９２の形状に応じて設定される値となっている。このように、ＣＰＵ１６２は、計測時間Ｔ２内に、モータの駆動電圧Ｖと、エンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期を計測する。なお、ＣＰＵ１６２は、不図示のタイマをリセットしてスタートさせておき、タイマを参照することで計測時間Ｔ２を計測するものとする。図６の波形（ｃ）、（ｅ）に示すように、計測時間Ｔ２の期間、駆動電流Ｉ及びエンコーダセンサ９０からの出力は安定している。
【００４２】
（トルク定数Ｋｔの決定）
Ｓ７０４でＣＰＵ１６２は、Ｓ７０３で計測したエンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期と、モータ７５の駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍとに基づいて、トルク定数Ｋｔを決定する。即ち、ＣＰＵ１６２は、トルクを決定する決定手段としても機能する。以下に、ＣＰＵ１６２によるトルク定数Ｋｔの決定を、詳細に説明する。ＣＰＵ１６２は、複数回計測した駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍの平均値を求める。ＣＰＵ１６２は、予めＲＯＭ１６７に記憶された、電圧Ｖｍとモータ駆動電圧Ｖとの関係を示すデータ（表１）を用いて、電圧Ｖｍの平均値からモータ７５の駆動電圧Ｖに変換する。表１は、左列に電圧Ｖｍ［Ｖ］の平均値を、右列に電圧Ｖｍの平均値から変換したモータ７５の駆動電圧Ｖ［Ｖ］を、それぞれ記載している。例えば、電圧Ｖｍの平均値が１．３５Ｖであった場合、ＣＰＵ１６２は、モータ７５の駆動電圧Ｖを、２２．８９Ｖに変換する。
【００４３】
【表１】
0005911611.tif 000002
【００４４】
更にＣＰＵ１６２は、エンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期を複数回計測した結果も平均し、平均値Ｔｅを算出する。そして、ＣＰＵ１６２は、予め用意された以下の式（１）を用いて、エンコーダセンサ９０のパルス信号の周期の平均値Ｔｅからモータ７５の回転角速度ωｍを算出する。
ωｍ＝２×π×（１÷Ｔｅ［ｓｅｃ］）÷１８・・・（１）
各単位系は、ωｍ［ｒａｄ／ｓ］、Ｔｅ［ｓｅｃ］である。また、式（１）の数値１８は、モータ７５の出力軸上の円盤に設けられたスリット数である。
【００４５】
ここで、モータ７５のトルク定数Ｋｔを決定する。図７は、横軸をモータ７５の駆動電流Ｉ［Ａ］、縦軸を出力トルクＴｒｑ［Ｎｍ］としたグラフであり、
Ｔｒｑ＝Ｋｔ×Ｉ
という関係が成り立つ。トルク定数Ｋｔは、図７に示す直線の傾きに相当し、モータ７５の出力トルク特性を表す。また、モータ７５のトルク定数Ｋｔは、一般的に逆起電力定数Ｋｅと等しい値となることが知られている。よって、
Ｋｔ＝Ｋｅ・・・（２）
【００４６】
更に、逆起電力定数Ｋｅは、モータ７５の電圧Ｖｍから変換された駆動電圧Ｖ、モータ７５の回転角速度ωｍを用いて、以下の式（３）から算出することができる。
Ｋｅ＝Ｖ÷ωｍ・・・（３）
よって、ＣＰＵ１６２は、式（２）、式（３）から求められる式（４）を用いて、モータ７５のトルク定数Ｋｔを決定することができる。
Ｋｔ＝Ｋｅ＝Ｖ÷ωｍ・・・（４）
【００４７】
ここで、各単位系は、Ｋｔ［Ｎｍ／Ａ］、Ｖ［Ｖ］、ωｍ［ｒａｄ／ｓ］である。このようにして、ＣＰＵ１６２は、Ｓ７０３でのモータ７５の駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍ、エンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期（回転速度に相当する）の計測結果に基づき、トルク定数Ｋｔを決定する。本実施の形態では、モータ７５の回転速度及び駆動電圧Ｖの検出結果に基づき、モータ７５の出力トルク特性、即ちトルク定数Ｋｔを決定する。そして、決定したモータ７５のトルク定数Ｋｔに基づいて、上歯９７及び下歯９８によるシート束Ｓへの押圧力が一定となるよう、モータ７５の駆動電流Ｉを制御する。
【００４８】
Ｓ７０５でＣＰＵ１６２は、Ｓ７０４で決定したトルク定数Ｋｔに基づき、リミット電流信号を電流制限回路１００に出力する。図７に示すように、針無し綴じ処理時に必要な出力トルクをＴｍ［Ｎｍ］とすると、出力トルクＴｍを得るためには、駆動電流ＩＬ［Ａ］が必要となる。なお、針無し綴じ処理時に必要な出力トルクＴｍは、個々の針無し綴じ装置について実験等によって予め求められた値であり、ＲＯＭ１６７に記憶されているものとする。この駆動電流ＩＬがリミット電流値である。ＣＰＵ１６２は、Ｓ７０４で決定したトルク定数Ｋｔから、式（５）を用いてリミット電流値ＩＬを決定する。
ＩＬ＝Ｔｍ÷Ｋｔ・・・（５）
各単位系は、ＩＬ［Ａ］、Ｋｔ［Ｎｍ／Ａ］、Ｔｍ［Ｎｍ］である。
ＣＰＵ１６２は、決定したリミット電流値ＩＬをＲＡＭ１６８に記憶し、リミット電流値ＩＬに応じたリミット電流信号（電圧信号）を電流制限回路１００へ出力する。
【００４９】
Ｓ７０６でＣＰＵ１６２は、電流制限回路１００から出力されたリミット検知信号を検知したか否かによってリミット電流を検知したか否かを判断する。ここで、電流制限回路１００は、モータ７５の駆動電流Ｉがリミット電流信号に対応するリミット電流値ＩＬを超えないように、駆動回路８２を制御する。即ち、リミット電流値ＩＬは、モータ７５の駆動電流の上限値ともいえる。モータ７５は、正回転を継続することにより、カム９２は図２（ａ）に示す矢印Ｘ方向に回転を続け、カム９２が上死点に近づくにつれ、モータの駆動電流Ｉが増加する。電流制限回路１００は、シャント抵抗器Ｒ１により駆動電流Ｉを検出しており、モータ７５に流れる駆動電流Ｉがリミット電流値ＩＬに達したことを検出したときに、ＣＰＵ１６２へリミット検知信号を出力する（図６の波形（ｈ）参照）。Ｓ７０６でＣＰＵ１６２は、リミット検知信号を検知したと判断した場合、Ｓ７０９の処理に進む。なお、ＣＰＵ１６２がリミット検知信号を検知したとき、図２（ｂ）に示すようにカム９２は上死点の位置にあり、上歯９７及び下歯９８によりシート束Ｓに所定の押圧力がかかっている状態となる。
【００５０】
一方、Ｓ７０６でＣＰＵ１６２は、リミット検知信号を検知していないと判断した場合、Ｓ７０７の処理に進む。Ｓ７０７でＣＰＵ１６２は、Ｓ７０１でスタートさせたタイマを参照することにより所定時間が経過したか否かを判断する。ここで、所定時間は、綴じ処理に必要とされる時間を超える時間に設定されている。Ｓ７０７でＣＰＵ１６２は、所定時間が経過していないと判断した場合、Ｓ７０６の処理に戻る。Ｓ７０７でＣＰＵ１６２は、所定時間が経過したと判断した場合、モータ７５が正常に駆動していない可能性が高いため、Ｓ７０８でタイムアウトエラーとして画像形成装置１のＣＰＵ１６１へ通知し、Ｓ７１２の処理に進む。
【００５１】
Ｓ７０９でＣＰＵ１６２は、一定時間駆動電流Ｉをリミット電流値ＩＬに維持し、その後モータ７５にブレーキをかけるように、駆動回路８２にモータ駆動信号を出力する。その結果、モータの正回転が停止し、シート束Ｓに対して上歯９７と下歯９８が綴じに必要な所定の圧力で噛み合いを行い、シート束Ｓへの針無し綴じ処理が実施される。シート束Ｓに対して所定の圧力を必要以上の時間かけないように、速やかにモータ７５の正回転駆動が停止される。
【００５２】
Ｓ７１０でＣＰＵ１６２は、駆動回路８２にモータ駆動信号を出力し駆動回路８２によりモータ７５を逆回転（ＣＣＷ）方向に駆動させ、カム９２を図２（ｂ）の矢印Ｙ方向（時計回り方向）に回転させる。これにより、ＣＰＵ１６２は、上歯９７と下歯９８をシート束Ｓから離間させる。Ｓ７１１でＣＰＵ１６２は、基準センサ７６からオン信号が入力されたか否かを判断し、基準センサ７６からオン信号が入力されていないと判断した場合、Ｓ７１１の処理に戻る。Ｓ７１１でＣＰＵ１６２は、基準センサ７６からオン信号が入力されたと判断した場合、Ｓ７１２で駆動回路８２を介してモータ７５の駆動を停止させ、針無し綴じ処理を終了する。
【００５３】
なお、図６の波形（ｆ）に示すリミット電流信号のレベルが、計測時間Ｔ２経過後に少し下がっているが、これは、リミット電流信号が、Ｓ７０５で求めたリミット電流値ＩＬに応じて更新されたことを示している。なお、リミット電流信号が更新されるまでは、ＲＡＭ１６８に記憶されている前回の綴じ処理において求められたリミット電流値ＩＬに応じたリミット電流信号が用いられる。
【００５４】
なお、モータ７５を逆回転方向に駆動させカム９２が下死点に戻るまでの間、再びコロ９３がＺ部（無負荷期間）と接触する。図６の波形（ｃ）、（ｅ）に示すように、逆回転期間中の無負荷期間において、Ｓ７０３の処理、即ち、計測時間Ｔ２内に、エンコーダセンサ９０によるパルス信号の周期の計測及び駆動電圧Ｖの計測を複数回行ってもよい。そして、それらの検出結果を用いて、次回の綴じ処理のためにトルク定数Ｋｔを決定してもよい。
【００５５】
本実施の形態のような構成とすることで、綴じ処理動作中のモータにほとんど負荷がかからない期間において、モータの回転数及びモータの駆動電圧を安価な構成で検出できる。そして、検出結果であるモータの回転数及びモータの駆動電圧に基づいて、モータの出力トルク特性であるトルク定数Ｋｔを綴じ動作を行う前に決定することが可能となる。これにより、針無し綴じ装置５２は、モータ７５の個体ばらつきだけでなく、装置が設置された周囲の温度変動や、使用時間、使用頻度等に伴う出力トルクの変動があっても、押圧力を一定に制御することが可能になる。そして、押圧力を一定に制御することで、綴じ処理後のシート束Ｓの品質を向上させることが可能となる。以上、本実施の形態によれば、針無し綴じ処理を行う際の品質を向上させ、装置の大型化やコストアップを低減することができる。
【００５６】
［第二の実施の形態］
第一の実施の形態では、モータ７５のトルク定数Ｋｔを、駆動電圧（駆動電圧に応じた電圧Ｖｍ）、回転速度（エンコーダセンサ９０から出力されるパルス信号の周期）の計測結果に基づき決定した。第二の実施の形態では、更に駆動電流Ｉの計測結果を加えることで、トルク定数Ｋｔの算出精度を向上させる構成について説明する。なお、画像形成装置１の構成（図１（ａ））、シート処理装置５０の構成（図１（ｂ））、針無し綴じ装置５２の構成（図２）は、第一の実施の形態と同様であり、説明は省略する。
【００５７】
（画像形成装置及びシート処理装置の制御ブロック）
図８は、本実施の形態のシート処理装置５０を有する画像形成装置１の制御ブロックである。なお、第一の実施の形態と同じ構成には同じ符号を付し、説明は省略する。本実施の形態では、シャント抵抗器Ｒ１に生じるモータ７５の駆動電流Ｉに応じた電圧信号を、変換回路１０１に入力している。変換回路１０１は、入力された電圧信号をＣＰＵ１６２が検出することが可能な電圧レベル範囲に増幅する増幅回路である。変換回路１０１により変換された電圧Ｉｍは、ＣＰＵ１６２に入力される。
【００５８】
（針無し綴じ処理）
次にシート処理装置５０のＣＰＵ１６２による針無し綴じ処理の制御を、図９のフローチャートを用いて説明する。Ｓ１２０１〜Ｓ１２０２の処理は、図５のＳ７０１〜Ｓ７０２の処理と同じであり、説明を省略する。Ｓ１２０３でＣＰＵ１６２は、変換回路１０２を介してモータ７５の駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍを、変換回路１０１を介して駆動電流Ｉに応じた電圧Ｉｍを、それぞれ複数回計測する。駆動電圧Ｖ及び駆動電流Ｉは少なからず変動しているため、ＣＰＵ１６２は、電圧Ｖｍ及び電圧Ｉｍを複数回計測し平均値を求めることで、測定精度を向上させている。また、ＣＰＵ１６２は、エンコーダセンサ９０からのパルス信号のエッジ間隔（周期）も複数回計測する。ＣＰＵ１６２は、これらの計測を計測時間Ｔ２中に行う。なお、計測時間Ｔ２については、第一の実施の形態で説明したとおりである。
【００５９】
（トルク定数Ｋｔの決定）
Ｓ１２０４でＣＰＵ１６２は、Ｓ１２０３で計測したエンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期、モータ７５の駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍ及び駆動電流Ｉに応じた電圧Ｉｍに基づいて、トルク定数Ｋｔを決定する。以下に、ＣＰＵ１６２によるトルク定数Ｋｔの決定を、詳細に説明する。ＣＰＵ１６２は、計測時間Ｔ２中に複数回計測した駆動電圧Ｖに応じた電圧Ｖｍ、駆動電流Ｉに応じた電圧Ｉｍを平均する。ＣＰＵ１６２は、表１に示すデータを用いて、電圧Ｖｍの平均値からモータ７５の駆動電圧Ｖに変換し、予めＲＯＭ１６７に記憶された、電圧Ｉｍとモータ駆動電流Ｉとの関係を示すデータ（表２）を用いて、電圧Ｉｍの平均値に基づいて駆動電流Ｉを決定する。表２は、左列に電圧Ｉｍ［Ｖ］の平均値を、右列に電圧Ｉｍの平均値から変換されるモータ７５の駆動電流Ｉ［ｍＡ］を記載している。例えば、電圧Ｉｍの平均値が０．５５Ｖであった場合、ＣＰＵ１６２は、モータ７５の駆動電流を、５５ｍＡに決定する。
【００６０】
【表２】
0005911611.tif 000003
【００６１】
なお、エンコーダセンサ９０からのパルス信号の周期も、第一の実施の形態と同様に、複数回の計測に基づいて平均値Ｔｅが算出される。平均値Ｔｅからモータ７５の回転角速度ωｍを算出するための式は、第一の実施の形態と同様に式（１）を用いる。
【００６２】
ここで、モータ７５のトルク定数Ｋｔを決定する。トルク定数Ｋｔについては、第一の実施の形態の図７で説明したとおりであり、説明は省略する。本実施の形態でも、トルク定数Ｋｔと逆起電力定数Ｋｅとの間に、式（２）が成り立つ。更に、本実施の形態では、モータ７５の駆動電流Ｉは、計測時間Ｔ２中に、即ち、モータ７５の無負荷時に測定している。このため、本実施の形態では、モータ７５の駆動電流Ｉを考慮すると、逆起電力定数Ｋｅは、式（６）から導出することができる。
Ｋｅ＝（Ｖ−Ｒ×Ｉ）÷ωｍ・・・（６）
ここで、Ｒはモータ７５の直流抵抗成分である。よって、ＣＰＵ１６２は、式（２）、式（６）から求められる式（７）を用いて、モータ７５のトルク定数Ｋｔを決定することができる。
Ｋｔ＝Ｋｅ＝（Ｖ−Ｒ×Ｉ）÷ωｍ・・・（７）
各単位系は、Ｋｔ［Ｎｍ／Ａ］、Ｖ［Ｖ］、Ｒ［Ω］、Ｉ［Ａ］である。また、本実施の形態では、モータ７５の直流抵抗成分Ｒは、予めＲＯＭ１６７に記憶された固定値を使用し、駆動電流Ｉは、ＣＰＵ１６２による計測値を使用する。なお、Ｒ×Ｉを固定値として扱っても決定されるＫｔ値へ与える影響は非常に少ないため、Ｒ×ＩをＲＯＭ１６７に記憶された固定値として扱ってもよい。
【００６３】
このようにして、ＣＰＵ１６２は、モータ７５の駆動電圧Ｖ、駆動電流Ｉ、回転速度に基づき、式（７）からトルク定数Ｋｔを決定する。ＣＰＵ１６２は、決定したトルク定数Ｋｔを用いて、第一の実施の形態と同様に、針無し綴じ処理時に必要な出力トルクＴｍに応じたリミット電流値ＩＬを決定する。リミット電流値ＩＬは、決定したトルク定数Ｋｔを用いて、第一の実施の形態で説明した式（５）から決定する。Ｓ１２０５〜Ｓ１２１２までの処理は、第一の実施の形態で説明した図５のＳ７０５〜Ｓ７１２の処理と同様であり、説明を省略する。
【００６４】
このように、綴じ処理動作中のモータ軸上の略無負荷の動作期間において、回転速度、駆動電圧及び駆動電流の検出結果に基づいてモータ７５のトルク定数Ｋｔを決定し、モータ７５に流れる駆動電流Ｉを制御することができる。そして、本実施の形態では、モータ７５の駆動電流Ｉも考慮してトルク定数Ｋｔを決定することで、更に精度よくトルク定数Ｋｔを決定することができる。これにより、針無し綴じ装置５２は、モータ７５の個体ばらつきだけでなく、装置が設置された周囲の温度変動や、使用時間、使用頻度等に伴う出力トルクの変動があっても、押圧力を一定になるように制御することが可能になる。そして、押圧力を一定に制御することで、綴じ処理後のシート束Ｓの品質を向上することが可能となる。
【００６５】
［その他の実施の形態］
なお、上述した実施の形態は、シート束Ｓの針無し綴じ処理を実施するたびに、モータ７５の出力トルク特性であるトルク定数Ｋｔを毎回決定する構成である。しかし、以下のいずれかのタイミングで、回転速度、駆動電圧及び駆動電流の測定、並びにトルク定数Ｋｔの決定を実施しても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。例えば、次のような各構成が考えられる。
・所定部数の綴じ処理毎にトルク定数Ｋｔを決定する構成。
・シート処理装置５０又は画像形成装置１への電源投入直後で、シート処理装置５０内にシート束Ｓがない状態で、モータ７５を駆動させ、トルク定数Ｋｔを決定する構成。
・電源投入直後の所定部数目の綴じ処理時、例えば１部目のシート束Ｓへの針無し綴じ処理時のみ、トルク定数Ｋｔを決定する構成。
・画像形成装置１及びシート処理装置５０の針無し綴じ処理以外の動作中に、シート束Ｓがない状態で、モータ７５を駆動させ、トルク定数Ｋｔを決定する構成。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、画像形成装置１の内部に設置するシート処理装置５０を例として説明を行ったが、このような構成のシート処理装置に限定されるものではない。例えば、本実施の形態の構成を、針無し綴じ装置５２単体や、画像形成装置に併設して画像形成装置とは独立して使用するシート処理装置に適用しても良い。また、シート処理装置を例として説明を行ったが、シート処理装置に限定されるものではなく、画像形成装置自体に綴じ手段が搭載される装置に適用しても良い。更に、針無し綴じ装置を例として説明を行ったが、針無し綴じ装置に限定されるものではなく、他の用紙綴じ装置又は一定圧力若しくは一定トルクを加える機構に適用しても良い。
【００６７】
更に、本実施の形態の針無し綴じ装置は、凸部と凹部を有する歯型を、シート束Ｓに対してＤＣブラシ付きモータを駆動源として押圧する構成である。一連の綴じ処理動作中にモータにほとんど負荷がかからない動作期間を設けることにより、モータの出力トルク特性であるトルク定数Ｋｔを毎回検出することが可能となっている。これにより、綴じ動作の直前にモータの特性が把握できるため、モータの個体ばらつきだけでなく、装置が設置された周囲の温度変動や、使用時間、使用頻度等に伴う出力トルクの変動があっても、押圧力を一定に制御することが可能になる。
【００６８】
また、モータのトルク定数Ｋｔを求めるための本発明の制御は、例えば、シート束Ｓの複数のシートＰに切り込みを入れるような、半抜き綴じ方法の場合でも適用可能である。更には、通常の針等の綴じ部材を用いる綴じ方法にも適用可能である。即ち、綴じ処理にモータを用いるものであれば、適用可能である。更に、シート束Ｓにパンチ穴等の穴あけ処理を行う際のモータの制御に対しても適用可能である。
【００６９】
以上、本実施の形態によれば、針無し綴じ処理を行う際の品質を向上させ、装置の大型化やコストアップを低減することができる。
【符号の説明】
【００７０】
５２      針無し綴じ装置
７５      針無し綴じモータ
９０      エンコーダセンサ
１００    電流制限回路
１６２    ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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