(57)【要約】【課題】パンチ部材が往復動してシートを穿孔する１回の穿孔動作に要する時間を短縮して、穿孔効率及び生産性を向上させる。【解決手段】穿孔システム１００は、パンチ部材２１を軸線方向に往復動させて、その一端の穿孔刃２２でシートを穿孔させるように穿孔駆動モーター４８を制御する制御部８０が、シートの穿孔動作後のパンチ部材をホームポジションで停止させるように、電気ブレーキを掛けて穿孔駆動モーターを制動し、該制動により穿孔駆動モーターが回転停止した状態になったことを、その制動後の回転量に基づいて擬制的に判定し、パンチ部材によるシートの次の穿孔動作の開始を決定する。穿孔駆動モーターの回転量は、エンコーダー５５から出力されるパルス信号のパルス数、バルス幅、パルス周期として検出する。【選択図】図３１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向の一端に穿孔刃を有し、前記軸線方向に往復動可能なパンチ部材と、
前記パンチ部材をホームポジションから前記軸線方向に往復動させて、前記穿孔刃によりシートを穿孔させるための駆動モーターと、
前記パンチ部材を前記軸線方向に往復動させて前記シートの穿孔動作をさせるように、前記駆動モーターを制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記パンチ部材を前記シートの穿孔動作後に前記ホームポジションで停止させるように前記駆動モーターを制動し、前記駆動モーターが前記制動により回転停止した状態になったことを、前記駆動モーターの前記制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定し、前記パンチ部材による前記シートの次の穿孔動作の開始を決定する、穿孔システム。
【請求項２】
前記駆動モーターを電気ブレーキにより制動する、請求項１に記載の穿孔システム。
【請求項３】
前記駆動モーターの回転量をパルス信号として検出するためのエンコーダーを更に備え、前記制御部が、前記エンコーダーから出力される前記パルス信号を用いて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項１又は２に記載の穿孔システム。
【請求項４】
前記制御部が、前記パルス信号のパルス数に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項３に記載の穿孔システム。
【請求項５】
前記制御部が、前記パルス信号のパルス幅に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項３に記載の穿孔システム。
【請求項６】
前記制御部が、前記パルス信号のパルス周期に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項３に記載の穿孔システム。
【請求項７】
前記パンチ部材が、所定の搬送方向に搬送されているシートを穿孔するように、穿孔中の前記シートのパンチ穴と係合して、前記所定の搬送方向に前記シートと共に移動可能である、請求項１乃至６のいずれかに記載の穿孔システム。
【請求項８】
前記制御部が、前記駆動モーターを交互に正逆転させることにより、前記パンチ部材による前記シートの穿孔動作を連続して実行する、請求項１乃至７のいずれかに記載の穿孔システム。
【請求項９】
軸線方向の一端に穿孔刃を有し、前記軸線方向に往復動可能なパンチ部材と、前記パンチ部材をホームポジションから前記軸線方向に往復動させて、前記穿孔刃によりシートを穿孔させるための駆動モーターとを備える穿孔システムの制御方法であって、
前記駆動モーターを起動して、前記シートを穿孔させるように前記パンチ部材を前記軸線方向に往復動させた後、前記ホームポジションに停止させるように、前記駆動モーターを制動し、前記駆動モーターが前記制動により回転停止した状態になったことを、前記駆動モーターの前記制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定し、前記パンチ部材による前記シートの次の穿孔動作の開始を決定する、穿孔システム制御方法。
【請求項１０】
前記駆動モーターを電気ブレーキにより制動する、請求項９に記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１１】
前記電気ブレーキにより前記駆動モーターに発生する逆起電力に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項１０に記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１２】
前記駆動モーターの回転量をパルス信号として検出し、検出した前記パルス信号を用いて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項９乃至１２のいずれかに記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１３】
前記パルス信号のパルス数に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項１２に記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１４】
前記パルス信号のパルス幅に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項１２に記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１５】
前記パルス信号のパルス周期に基づいて、前記駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する、請求項１２に記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１６】
前記駆動モーターを交互に正逆転させることにより、前記パンチ部材による前記シートの穿孔動作を連続して実行する、請求項９乃至１５のいずれかに記載の穿孔システム制御方法。
【請求項１７】
請求項１乃至８のいずれかに記載の穿孔システムを備える、シート処理装置。
【請求項１８】
請求項１乃至８のいずれかに記載の穿孔システム又は請求項１７に記載のシート処理装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に紙シート、プラスチックシートのようなシート状の被加工物にパンチ穴を自動的に穿設するための穿孔システム及びその制御方法に関する。更に本発明は、かかる穿孔システムを備えたシート処理装置及び画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、印刷機、ファクシミリ機等の画像形成装置、製本装置等から搬出される紙シート等のシートに、例えばファイル用の綴じ穴を穿設するための穿孔装置が広く使用されている。かかる穿孔装置には、他の機器から独立したスタンドアローンのもの（例えば、特許文献１を参照）や、画像形成装置やその後処理装置としてのシート処理装置に組み込まれたり付設されるタイプ（例えば、特許文献２、３を参照）がある。
【０００３】
これら従来の穿孔装置の多くは、ＤＣ（直流）モーターの回転運動を往復運動に変換してパンチを所定のホームポジションから上下に往復運動させ、１回の往復行程で１つのパンチ穴をシートに穿設する。このとき、搬送される紙を１枚ずつ穿孔位置で停止させて生産性を低下させることがないように、特許文献３に記載の穿孔装置では、往復動するパンチ及びダイをシート搬送方向にシートの搬送速度と同じ速度で移動させながら、穿孔動作を行う。
【０００４】
一般にパンチは、１つのパンチ穴を穿設する毎にホームポジションに戻って停止し、その停止位置から次の穿孔動作を開始する。１回の穿孔動作を短時間で行うためには、パンチを高速で往復動させ、復行程のパンチを所望のホームポジションに素早くかつ精度良く停止させることが必要である。そこで、パンチ刃がホームポジションに突入した時点から所定時間、パンチ刃駆動用のＤＣモーターを逆転ブレーキ制御し、所定時間の経過後は、時限監視に基づいて当該モータの逆転制動を延長して、パンチ刃を素早く停止させるようにした用紙穿孔装置及び制御方法が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。
【０００５】
また、パンチ部材の穿孔動作を駆動モーターの回転量により制御する場合、シートの厚さや材質等によってモーター回転量が異なるので、パンチ部材の停止位置がばらつく虞があり、連続して穿孔動作を実行したとき、パンチ部材の作動位置が徐々にずれて、シートのジャム（紙詰まり）等の問題を発生させる。そこで、駆動モーターを制動するタイミングを、シートの厚さ等に対応して異ならせるように制御することが提案されている（例えば、特許文献５を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２８９５１２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４５７６号公報
【特許文献３】特開２０１３−４３２２４号公報
【特許文献４】特開２００８−１００７８５号公報
【特許文献５】特開２０１２−１３９８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように往復動してシートを穿孔するパンチ部材を用いて、１枚のシートに複数のパンチ穴、特に３２穴等の多穴を挟ピッチで連続して穿設する場合、１回の穿孔動作に要する時間をより短くして穿孔効率を高めることによって、生産性が向上する。特に、駆動モーターを穿孔動作毎に逆転させてパンチ部材を連続的に往復動させる穿孔システムでは、穿孔を終えてホームポジションに戻ったパンチ部材を、オーバーランさせることなく、次の穿孔動作のために、より短時間で停止させる必要がある。駆動モーターを同一方向に回転させてパンチ部材を連続的に往復動させる穿孔システムにおいても、同様にパンチ部材をより短時間でホームポジションに停止させることは、次の穿孔動作のために停止精度を向上させる上で重要である。
【０００８】
一般に、ＤＣモーターの回転を停止させるために、電源を遮断すると同時に、該ＤＣモーターの両端を短絡してショートブレーキ回路を形成し、その逆起電力により制動する所謂ショートブレーキが多く使用されている。ショートブレーキを掛けた場合、その後暫くの間、ＤＣモーターは惰性で回転し続けるので、完全停止までに或る程度の時間を要するのが通例である。他方、完全停止する前にＤＣモーターを逆転させると、そのコイルや接点に大きな負担を生じ、逆転方向の電流に逆起電力が加わって、電流負荷が高くなるという問題が発生する。
【０００９】
上述した穿孔システムにおいて、駆動モーターが回転停止したタイミングを判断する方法として、駆動モーターの回転をパルス信号で検出して、ショートブレーキ後のパルス数をカウントしたり、ショートブレーキ後の経過時間を計測することが考えられる。駆動モーターの回転停止までのパルス数や経過時間は、事前に試験を行って、駆動モーターのパルス信号から確実に回転停止した状態を確認することによって、容易に求められる。
【００１０】
しかしながら、駆動モーターが完全に回転停止していない状態でも、ショートブレーキによる逆起電力が実質的に発生していなければ、逆転方向に電流を印加しても、駆動モーターに上述した電流負荷の問題は生じない。別言すれば、事前の試験等で確実な回転停止状態を確認したときのパルス数や経過時間よりも少ないパルス数又は経過時間で、駆動モーターの逆転を開始することは、実用上可能と考えられる。本願発明者らは、かかる知見に基づいて、ショートブレーキ後に駆動モーターが回転停止するまでの状態を様々に検討した結果、本発明を想到するに至ったものである。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、駆動モーターによって往復動するパンチ部材を用いてシートを穿孔する穿孔システムにおいて、１回の穿孔動作に要する時間を最小限に短縮することができ、それにより穿孔効率を高めることができ、特に多穴の穿孔において生産性を向上させ得ること、及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の穿孔システムは、
軸線方向の一端に穿孔刃を有し、軸線方向に往復動可能なパンチ部材と、
パンチ部材をホームポジションから軸線方向に往復動させて、穿孔刃によりシートを穿孔させるための駆動モーターと、
パンチ部材を軸線方向に往復動させてシートの穿孔動作をさせるように、駆動モーターを制御する制御部とを備え、
制御部が、パンチ部材をシートの穿孔動作後にホームポジションで停止させるように駆動モーターを制動し、駆動モーターが制動により回転停止した状態になったことを、駆動モーターの制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定し、パンチ部材によるシートの次の穿孔動作の開始を決定する、ことを特徴とする。
【００１３】
このように駆動モーターの回転停止状態を、その制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定することによって、駆動モーターが完全に回転停止した状態まで待たなくても、次の穿孔動作を開始することができる。これにより、１回の穿孔動作に要する時間を最小限に短縮することができ、それにより穿孔効率を高めて、生産性を向上させることができる。しかも、駆動モーターの回転停止状態の判定のために、追加の機構や複雑な制御を必要としないので、コストの増加及び装置の大型化を回避することができる。
【００１４】
或る実施形態では、駆動モーターを電気ブレーキにより制動することにより、駆動モーターを制動開始からより短い時間で停止させることができ、穿孔効率をより高めることができる。
【００１５】
別の実施形態では、駆動モーターの回転量をパルス信号として検出するためのエンコーダーを更に備え、制御部がエンコーダーから出力されるパルス信号を用いて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。これにより、１回の穿孔動作に要する時間及び次の穿孔動作の開始を、より簡単かつ高精度に制御することができる。
【００１６】
或る実施形態では、制御部が、パルス信号のパルス数に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。制御部は、パルス数をカウントするだけでよいので、制御が簡単である。
【００１７】
別の実施形態では、制御部が、パルス信号のパルス幅に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。また、別の実施形態では、制御部が、パルス信号のパルス周期に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。これにより、シートの厚さや材質等の相異に拘わらず、予め設定した１つの閾値で駆動モーターの回転停止状態を判定することができる。
【００１８】
或る実施形態では、パンチ部材が、所定の搬送方向に搬送されているシートを穿孔するように、穿孔中のシートのパンチ穴と係合して、所定の搬送方向にシートと共に移動可能である。このようにシートを搬送しながら穿孔することによって、穿孔効率及び生産性をより一層向上させることができる。
【００１９】
別の実施形態では、制御部が、駆動モーターを交互に正逆転させることにより、パンチ部材によるシートの穿孔動作を連続して実行する。これにより、前の穿孔動作後にパンチ部材及び駆動モーターが停止した位置から、次の穿孔動作をより短時間で、より効率良く高度に制御して開始することができる。
【００２０】
本発明の穿孔システム制御方法は、
軸線方向の一端に穿孔刃を有し、軸線方向に往復動可能なパンチ部材と、パンチ部材をホームポジションから軸線方向に往復動させて、穿孔刃によりシートを穿孔させるための駆動モーターとを備える穿孔システムの制御方法であって、
駆動モーターを起動して、シートを穿孔させるようにパンチ部材を軸線方向に往復動させた後、ホームポジションに停止させるように、駆動モーターを制動し、この制動により駆動モーターが回転停止した状態になったことを、駆動モーターの制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定し、パンチ部材によるシートの次の穿孔動作の開始を決定する、ことを特徴とする。
【００２１】
このように駆動モーターの回転停止状態を、その制動開始後の回転量に基づいて擬制的に判定することによって、駆動モーターが完全に回転停止した状態を確認しなくても、次の穿孔動作が開始されるように制御することができる。これにより、１回の穿孔動作に要する時間を最小限に短縮でき、穿孔効率及び生産性を向上させることができる。しかも、駆動モーターの回転停止状態の判定のために、追加の機構や複雑な制御を必要としないので、穿孔システムを安価に提供することができる。
【００２２】
或る実施形態では、駆動モーターを電気ブレーキにより制動することにより、駆動モーターを制動開始からより短い時間で停止するように制御することができ、より高い穿孔効率が得られる。
【００２３】
別の実施形態では、電気ブレーキにより駆動モーターに発生する逆起電力に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。駆動モーターの逆起電力は、駆動モーターの駆動電圧を測定することによって検出できるから、駆動モーターの回転停止状態を簡単かつ確実に判定することができる。
【００２４】
また、別の実施形態では、駆動モーターの回転量をパルス信号として検出し、検出したパルス信号を用いて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。これにより、１回の穿孔動作に要する時間及び次の穿孔動作の開始を、より簡単かつ高精度に制御することができる。
【００２５】
或る実施形態では、パルス信号のパルス数に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定することにより、制御を簡単に行うことができる。
【００２６】
別の実施形態では、パルス信号のパルス幅に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。更に別の実施形態では、パルス信号のパルス周期に基づいて、駆動モーターの回転停止状態を擬制的に判定する。これにより、シートの厚さや材質等の相異に拘わらず、１つの閾値を予め設定しておくだけで、駆動モーターの回転停止状態を判定することができる。
【００２７】
また、或る実施形態では、駆動モーターを交互に正逆転させることにより、パンチ部材による前記シートの穿孔動作を連続して実行する。これにより、前の穿孔動作後にパンチ部材及び駆動モーターが停止した位置から、次の穿孔動作をより短時間で開始でき、より効率良く高度に制御することができる。
【００２８】
本発明の別の側面によれば、上述した本発明の穿孔システムを備え、それにより、１回の穿孔動作に要する時間が短く、高い穿孔効率及び生産性を発揮し得る穿孔機能を備えたシート処理装置が提供される。
【００２９】
また、本発明の別の側面によれば、上述した本発明の穿孔システム又はシート処理装置を備え、それにより、１回の穿孔動作に要する時間が短く、高い穿孔効率及び生産性を発揮し得る穿孔機能を備えた画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による穿孔システムの実施形態を示す平面図。
【図２】図１の穿孔システムの正面図。
【図３】図１の穿孔システムの背面図。
【図４】図１のIV-IV線における断面図。
【図５】本発明による穿孔ユニットの実施形態を示す斜視図。
【図６】図５の穿孔ユニットの分解斜視図。
【図７】穿孔ユニットの穿孔本体部の正面図。
【図８】穿孔本体部の上面図。
【図９】穿孔本体部の側部プレートを省略して示す側面図。
【図１０】図のＸ-Ｘ線における穿孔本体部の縦断面図。
【図１１】穿孔ユニットのベースユニット部の分解斜視図。
【図１２】ベースユニット部のスライドベース部の分解斜視図。
【図１３】図６のXIII-XIII線におけるベースユニット部の縦断面図。
【図１４】穿孔ユニットのハウジングへの組付を示す説明図。
【図１５】図１の穿孔システムの制御構成を示すブロック図。
【図１６】穿孔システムの給紙トレイにシートを載置した状態のシート供給部を示す部分拡大断面図。
【図１７】給紙トレイからシートを繰り出した状態のシート供給部を示す部分拡大断面図。
【図１８】穿孔ユニットのレジストローラーにシート先端を突き当てた状態を示す部分拡大断面図。
【図１９】シート先端が穿孔ユニットの穿孔位置に到達した状態を示す部分拡大断面図。
【図２０】シート先端が穿孔ユニットのシート排出部に到達した状態を示す部分拡大断面図。
【図２１】（ａ）図及び（ｂ）図は、シートの穿孔過程においてパンチ部材が上死点位置にある穿孔ユニットの部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２２】（ａ）図及び（ｂ）図は、シート押圧部がシート通路内のシートの押圧を開始した穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２３】（ａ）図及び（ｂ）図は、パンチ部材の刃先がシート上面位置まで下降した穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２４】（ａ）図及び（ｂ）図は、パンチ部材が下死点位置に到達した穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２５】（ａ）図及び（ｂ）図は、パンチ穴からの戻り過程においてパンチ部材の刃先がシート上面位置に上昇した穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２６】（ａ）図及び（ｂ）図は、シート押圧部がシート通路内のシートの押圧を解除した穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２７】（ａ）図及び（ｂ）図は、パンチ部材が上死点位置に戻った穿孔ユニットの動作状態を示す部分断面側面図及びパンチ部材の上面図。
【図２８】パンチ部材がシートのパンチ穴から離脱するスライダの最大移動位置におけるベースユニット部の縦断面図。
【図２９】スライダがストッパー部材に衝止された状態におけるベースユニット部の縦断面図。
【図３０】図２９の緩衝機構を示す部分拡大図。
【図３１】本発明の穿孔システムにおける穿孔動作の制御及びその第１の実施形態を説明するタイミングチャート。
【図３２】本発明による穿孔動作の制御の第２の実施形態を示す説明図。
【図３３】本発明による穿孔システムの別の実施形態を示す概略断面図。
【図３４】図３３の穿孔システムにおける穿孔ユニットの組込みを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明の好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の穿孔システムは、複数の紙シート等のシートを１枚ずつ搬送しながら、例えばファイル用の綴じ穴を穿設する、独立したスタンドアローンの装置である。
【００３２】
図１〜図４は、本発明による穿孔システム１００の構成全体を示している。穿孔システム１００は、穿孔装置本体部１と、該穿孔装置本体部に取り付けられた穿孔ユニット２とから構成される。穿孔装置本体部１は、概ね箱型のハウジング１０１と、該ハウジング内に設けられたシート搬送部１０２とを備える。穿孔ユニット２は、後述するようにハウジング１０１に着脱可能に装着されている。
【００３３】
シート搬送部１０２は、シートをシート供給口１０３からシート排出口１０４まで搬送するためにシート搬送経路１０５を備える。シート供給口１０３は、ハウジング１０１の一方（図１、図４における右側）の側部の上部に設けられ、穿孔しようとするシートを載置するためのシート供給トレイ１０６が取り付けられている。シート排出口１０４は、前記一方の側部の下部に設けられ、穿孔したシートを積載するためのシート排出トレイ１０７が取り付けられている。シート供給トレイ１０６とシート排出トレイ１０７とは、上下に互いに重なるように配置される。
【００３４】
シート搬送経路１０５は、シート供給口１０３からハウジング１０１の他方の側部側へ概ね直線状に延長する上流側経路と、前記他方の側部側からシート排出口１０４に概ね直線状に延長する下流側経路と、前記他方の側部側で前記上流側経路と下流側経路と接続する湾曲した中間経路とからなるＵ字状に設けられる。シート搬送経路１０５は、Ｕ字状の内側を構成する内側ガイド部材と、外側を構成する外側ガイド部材とから形成される。前記上流側経路には、穿孔ユニット２が前記中間経路の少し手前に配設される。
【００３５】
シート搬送部１０２は、シート搬送経路１０５に沿ってシートを搬送するために、イカに説明する複数の搬送ローラーを有する。シート搬送経路１０５の前記上流側経路には、シートをシート供給トレイ１０６からシート搬送経路１０５に繰り出すための繰出ローラー１１０が設けられている。更に前記上流側経路には、繰り出されたシートを下流側に搬送するための送給ローラー１１１と、繰り出された前記シートを１枚に分離する分離ローラー１１２とが設けられている。
【００３６】
穿孔ユニット２の直ぐ上流側には、上下１対のレジストローラー１１３，１１４が左右対称に３対、下流側には、上下１対の搬出ローラー１１５，１１６が左右対称に３対設けられている。レジストローラー１１３，１１４は、その圧接部に、送給ローラー１１１及び分離ローラー１１２から搬送されるシートの先端を突き当てて整合させた後に、下流側の穿孔ユニット２に送給する。搬出ローラー１１５，１１６は、穿孔ユニット２により穿孔されたシートを前記中間経路に搬出する。
【００３７】
前記下流側経路には、前記中間経路の出口側に中間搬送ローラー１１７，１１８が、シート排出口１０４の直ぐ手前に排出ローラー１１９，１２０が配設されている。前記中間経路に搬出されたシートは、中間搬送ローラー１１７，１１８及び排出ローラー１１９，１２０によりシート排出トレイ１０７に排出される。シート供給トレイ１０６に載置した複数のシートは、該シート排出トレイに載置したページ順でシート排出トレイ１０７に積載される。
【００３８】
シート供給口１０３の直ぐ内側には、シート搬送経路１０５の上側にシート搬送方向の直交方向に、繰出ローラー１１０を一体に回動するように軸支する駆動軸１２２が配置されている。シート搬送経路１０５の下側には、送給ローラー１１１に下側から圧接する分離ローラー１１２が回動自在に軸支されている。
【００３９】
駆動軸１２２には、該駆動軸からシート搬送方向と逆向きに延長し、シート搬送方向の直交方向に離隔された１対の揺動アーム１２３が軸支されている。揺動アーム１２３は、基端部においてトルクリミッターを介して駆動軸１２２と一体に回動可能に連結されている。揺動アーム１２３の先端には、シート搬送方向の直交方向に支持軸１２４が回動自在に架設され、該支持軸に繰出ローラー１１０が、一体に回動可能に軸支されている。支持軸１２４は駆動軸１２２と、それらの一端に固定したプーリーとこれらプーリーに掛け回したベルトとからなるベルト伝動機構１２５を介して、連結されている。
【００４０】
シート供給トレイ１０６と分離ローラー１１２との間には、シート搬送経路１０５の前記内側ガイド部材の一部を形成するシートガイド１２６と、シート整合部材１２７とが設けられている。シート整合部材１２７は、図１６及び図１７に示すように、シート搬送方向の先端部が上向き概ね直角に折曲されたＬ字型をなし、シート供給トレイ１０６側の基端部が揺動可能に枢支されている。シート整合部材１２７は、先端の上向き折曲部分が、後述するように、シート供給トレイ１０６に載置されたシートの先端を当接させて揃えるためのシート整合面１２８を形成する。
【００４１】
シート整合部材１２７の先端側は、その下側に配置された偏心カム１３１に支持されている。偏心カム１３１は、その外周に概ね円形のカム面１３２を有し、シート搬送方向の直交方向に延長するカム軸１３３に一体回動するように取り付けられている。偏心カム１３１は、図４に示すように、シートの穿孔を開始する前の待機状態において、シート整合部材１２７が最も高い位置に配置され、上向き折曲面１２８がシート搬送経路１０５を遮断して、分離ローラー１１２側へのシートの進入を阻止する回転位置に配置される。
【００４２】
図３に示すように、ハウジング１０１の背面には、シート繰出モーター１３４が取り付けられている。シート繰出モーター１３４の回転軸１３４ａ先端部と、ハウジング１０１背面から突出する駆動軸１２２の外端部とは、それらに取り付けられたプーリー１３５，１３６と該プーリーに巻回されたベルト１３７とからなるベルト伝動機構によって連結されている。更に、駆動軸１２２とカム軸１３２とが、歯車機構を介して駆動力伝達可能に連結されている。前記歯車機構は、駆動軸１２２の前記外端部及びカム軸１３２のハウジング１０１背面から突出する外端部にそれぞれ取り付けられた歯車１３８，１３９とそれらに噛合する中間歯車１４０とから構成される。
【００４３】
これにより、前記シート繰出モーターを図３の反時計方向に回転させると、駆動軸１２２がシート搬送方向に回転駆動され、送給ローラー１１１が、同様にシート搬送方向に回転する。これに対し、カム軸１３２は図４の時計方向に回転し、偏心カム１３１を該カム軸からカム面１３２までの距離が小さくなる向きに回転させる。更に、駆動軸１２２の前記回転によって、揺動アーム１２３が繰出ローラー１１０をシートガイド１２６上面に向けて下降させる向きに回転する。
【００４４】
下側のレジストローラー１１３は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断するレジストローラー駆動軸１４３に回転駆動可能に軸支されている。これに対し、上側のレジストローラー１１４は、ハウジング１０１の背面と正面とをシート搬送方向の直交方向に横断するレジストローラー支持軸１４４に回転自在に軸支されている。
【００４５】
同様に、下側の搬出ローラー１１５は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する搬出ローラー駆動軸１４５に回転駆動可能に軸支されている。これに対し、上側の搬出ローラー１１６は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する搬出ローラー支持軸１４６に回転自在に軸支されている。
【００４６】
上側のレジストローラー支持軸１４４及び搬出ローラー支持軸１４６は、それぞれハウジング１０１の上部に設けられたコイルばね１４７，１４８によって、下側のレジストローラー駆動軸１４３及び搬出ローラー駆動軸１４５に向けて所定の圧力で付勢されている。これにより、上側のレジストローラー１１４及び搬出ローラー１１５の外周面は、それぞれ対応する下側のレジストローラー１１３及び搬出ローラー１１５の外周面を前記所定の圧力で押圧する。この押圧力によって、前記各レジスト及び搬出ローラーは、シート搬送経路１０５内のシートを上下から挟み、前記レジストローラー駆動軸及び搬出ローラー駆動軸の回転によってシート搬送方向に搬送する。
【００４７】
下側の中間搬送ローラー１１７は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する中間搬送ローラー駆動軸１５１に回転駆動可能に軸支されている。これに対し、上側の中間搬送ローラー１１８は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する中間搬送ローラー支持軸１５２に回転自在に軸支されている。
【００４８】
同様に下側の排出ローラー１１９は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する排出ローラー駆動軸１５３に回転駆動可能に軸支されている。これに対し、上側の排出ローラー１２０は、ハウジング１０１をシート搬送方向の直交方向に横断する排出ローラー支持軸１５４に回転自在に軸支されている。
【００４９】
図２に示すように、ハウジング１０１の正面には、シート搬送モーター１５５が取り付けられている。シート搬送モーター１５５の回転軸１５５ａ先端部と、ハウジング１０１正面から突出するレジストローラー駆動軸１４３の端部とは、それらに取り付けられたプーリー１５６，１５７と該プーリー間に巻回されたベルト１５８とからなるベルト伝動機構によって連結されている。
【００５０】
同様に、ハウジング１０１正面から突出するレジストローラー駆動軸１４３、搬出ローラー駆動軸１４５、中間搬送ローラー駆動軸１５１及び排出ローラー駆動軸１５３の端部同士は、それぞれに取り付けられたプーリー１５７，１６０，１６１，１６２と、シート搬送方向に隣接する前記プーリー間に巻回されたベルト１６３，１６４，１６５とからなるベルト伝動機構によって連結されている。これにより、シート搬送モーター１５５を図２の反時計方向に回転させると、前記レジストローラー駆動軸、搬出ローラー駆動軸、中間搬送ローラー駆動軸及び排出ローラー駆動軸がシート搬送方向に回転駆動され、レジストローラー１１３，１１４、搬出ローラー１１５，１１６、中間搬送ローラー１１７，１１８及び排出ローラー１１９，１２０が、同様にシート搬送方向に回転する。
【００５１】
また、穿孔システム１００には、シートの位置を検出するために複数のシートセンサーが設けられている。図４に示すように、シート供給トレイ１０６には、シートが載置されたことを検出するためのエンプティセンサー１６６が取り付けられている。シート搬送経路１０５には、搬送されるシートの先端及び後端を検出するために４つのシート端センサー１６７〜１７０が設けられている。これらシートセンサーの動作については後述する。
【００５２】
図５は、本発明による穿孔ユニット２の好適な実施形態を示している。穿孔ユニット２は、図６に示すように、シートの穿孔動作を行う穿孔本体部３と、該穿孔本体部をシート搬送方向に往復動可能に支持するベースユニット部４とから構成される。穿孔本体部３とベースユニット部４は、該ベースユニット部の取付面４ａを裏側から貫通した固定ねじ６を穿孔本体部３底部の取付孔３ａに螺合させることによって一体化される。一体化した穿孔ユニット２は、１つの独立したモジュール装置として、ベースユニット部４によってハウジング１０１に着脱可能に取り付けられる。
【００５３】
図７〜１０は、穿孔本体部３の構成全体を示している。穿孔本体部３は、シート穿孔部１１と、穿孔駆動部１２と、フレーム１３とを有する。フレーム１３は、穿孔されるシートを案内するため、及び穿孔本体部３をベースユニット部４に取り付けるための下側フレーム１４と、シート穿孔部１１及び穿孔駆動部１２を組み付けるための上側フレーム１５とから構成される。
【００５４】
図７及び図９に示すように、下側フレーム１４は概ね矩形の平板状部材からなり、その上面は、穿孔される被加工物のシートを支持するための水平かつ平坦なシート支持面１４ａを画定する。上側フレーム１５は、シート支持面１４ａと一定の僅かな隙間をもって対向するように配置された下部プレート１６を有する。シート支持面１４ａと下部プレート１６間の僅かな隙間によって、穿孔位置にシートを通過させるためのシート通路１７が画定される。
【００５５】
下側フレーム１４と上側フレーム１５の下部プレート１６とは、シート通路１７とは反対側の端部でスペーサープレート１７ａを挟んで一体に結合している。シート通路１７の高さ寸法は、実質的にスペーサープレート１７ａの厚さによって決定される。本実施形態において、シート通路１７の高さ寸法は、シート搬送方向に穿孔ユニット２の前後におけるシート搬送経路１０５の高さより小さく設定される。
【００５６】
図７及び図８に示すように、上側フレーム１５には、シート通路１７側にシート穿孔部１１が配置され、それとは反対側に穿孔駆動部１２が配置される。上側フレーム１５は、下部プレート１６の穿孔駆動部１２とは反対側の端部から垂直上向きに折曲された側部プレート１８と、下部プレート１６の上流側の端部から上向きに垂設された側部プレート１９と、下部プレート１６の下流側の端部から上向きに垂設され、その上端で内側へ下部プレート１６と平行に、即ち図９の側面から見てコ字型を形成するように水平に折曲された上部プレート２０とを更に有する。
【００５７】
シート穿孔部１１は、図９及び図１０に示すように、上下方向に延長し、全長に亘って略直径一定の円形ロッド状のパンチ部材２１を備える。パンチ部材２１は、その下端に形成された円筒状の穿孔刃２２を有する。穿孔刃２２は、パンチ部材２１の円筒状周縁を側面方向から見てＶ字状に切り欠くように、即ち前記円筒状周縁の或る対向する側面位置にそれぞれＶ字状切欠きを画定するように形成されている。パンチ部材２１には、２つの直径方向の貫通孔２３，２４が上部と下部とに形成され、かつ軸線方向中央付近に比較的狭幅の周方向溝２５が全周に亘って凹設されている。
【００５８】
上側フレーム１５の下部プレート１６及び上部プレート２０には、垂直方向に対応する位置に円形の貫通孔２６，２７がそれぞれ形成されている。上側の貫通孔２７にはパンチ部材２１の上端部が、下側の貫通孔２６にはその下端部が、それぞれ回動自在にかつ軸線方向に摺動自在に挿通される。下側フレーム１４には、垂直方向に下部プレート１６の貫通孔２６に対応する位置に、穿孔刃２２によりシートを穿孔するための円形ダイ孔２８が貫設されている。
【００５９】
パンチ部材２１には、それと同心に円筒カムからなるカム部材３１が外装される。カム部材３１は、それぞれ略円筒形状の上部カム半体３１ａと下部カム半体３１ｂとから構成することができる。上部カム半体３１ａと下部カム半体３１ｂとは、互いに上下に嵌め合わせて、周方向に一体的に回動可能に組み立てられる。
【００６０】
上部カム半体３１ａの下面には、その外周縁に沿って全周に亘って連続する上側カム面３２ａが形成されている。下部カム半体３１ｂの上面には、その外周縁に沿って全周に亘って連続する下側カム面３２ｂが形成されている。両カム半体３１ａ、３１ｂを上述したように一体化することによって、カム部材３１の外周面には、周方向に無端のカム溝３３が形設される。
【００６１】
上流側の側部プレート１９には、カムピン３４が、カム部材３１の外周面に向けて水平に突設されている。カムピン３４は、カム溝３３に嵌入して上側カム面３２ａ及び／又は下側カム面３２ｂに係合するように配置されている。
【００６２】
カム部材３１（下部カム半体３１ｂ）の下面には、パンチ部材２１を挿通する軸孔の周縁から直径方向に延びる所定深さの細溝３５が形成されている。カム部材３１（上部カム半体３１ａ）の上面には、前記パンチ部材を挿通する軸孔の周縁に沿って所定幅及び深さの段差３６が設けられている。
【００６３】
カム部材３１下面の細溝３５には、パンチ部材２１の下側貫通孔２４に挿通した連結ピン３７の、該貫通孔の両端から突出する両端部を嵌合させる。カム部材３１上面の段差３６には、例えばゴム製のリング３８を嵌合させ、その直ぐ上でＥリング３９をパンチ部材２１の周方向溝２５に嵌着する。これによって、カム部材３１は、パンチ部材２１に軸線方向及び周方向に一体に装着される。
【００６４】
パンチ部材２１には、後述するポジションセンサーのための位置検出用部材としてセンサーフラグ部材４１が、カム部材３１の上面に一体に固定されている。センサーフラグ部材４１は、パンチ部材２１の軸線を中心に半径方向外向きに水平に延出する一定幅の翼状をなす扇形の遮光板で形成される。
【００６５】
パンチ部材２１には、上部プレート２０の貫通孔２７から上方に突出する上端部に、被動歯車４２が同心に外装されている。被動歯車４２は、後述するように駆動側のウォーム即ちねじ歯車に噛合するウォームホイール即ちはす歯歯車である。被動歯車４２には、パンチ部材２１を挿通する軸孔の全長に亘ってその周縁から直径方向に延びる細溝４３が形成されている。
【００６６】
被動歯車４２の細溝４３には、パンチ部材２１の上側貫通孔２３に挿通した連結ピン４４の、該貫通孔の両端から突出する両端部を嵌合させる。連結ピン４４の前記両端部は細溝４３内に、カム部材３１の回転方向には移動不能にかつ該カム部材の軸線方向には摺動可能に配置される。また、被動歯車４２は、その下面を上部プレート１９の上面に摺接させて支持されている。これにより、被動歯車４２は、パンチ部材２１に関して周方向には一体に回動可能に、かつ軸線方向には相対的に移動可能に保持される。
【００６７】
図１０に示すように、上側フレーム１５には、シート通路１７内のシートＳをシート支持面１４ａに押圧するためのシート押圧部７０が、シート穿孔部１１のシート搬送方向上流側に設けられている。シート押圧部７０は、ばね鋼等のばね材料からなる金属薄板をＶ字状に屈曲した板ばね部材７１を有する。板ばね部材７１は、上側ばね板部分７２の上面をカム部材３１の下面に対面する向きに、下側ばね板部分７３の下面をシート支持面１４ａに対面する向きにして、屈曲部７４をシート搬送方向の上流側に向けて配置される。
【００６８】
シート押圧部７０は更に、板ばね部材７１を支持するための揺動アーム７５と、上側フレーム１５の側部プレート１９に固定された取付具７６とを有する。揺動アーム７５は、上側ばね板部分７２の両側縁から下向き直角に折曲した板部分により形成され、その屈曲部７４側の端部付近で前記取付具に上下に揺動可能に軸支されている。これにより、板ばね部材７１は、上側フレーム１５の側部プレート１９に、カム部材３１とシート支持面１４ａとの間で上下に揺動可能に支持される。
【００６９】
図９に示すように、上側ばね板部分７２は、先端部が少し下向きに屈曲されて、カム部材３１の下面に当接するためのカム受け部７７を形成している。下側ばね板部分７３は、その中間部付近から先端側が少し上向きに屈曲されて、シート通路１７内のシートＳをシート支持面１４ａに押圧するためのシート押さえ７８を形成している。
【００７０】
シート押さえ７８は、先端が下流側に向けてＹ字形状に開口し、その内側をパンチ部材２１が、上下にシート押さえ７８に接触することなく貫通し得るように設けられている。シート押さえ７８は、パンチ部材２１により形成される又は形成されたパンチ孔の周囲のシート部分に当接する。シート押さえ７８の先端は、シート上面に引っ掛かることなく当接するように、少し上向きに屈曲されている。
【００７１】
カム受け部７７がカム部材３１下面に押し下げられて、上側ばね板部分７２と下側ばね板部分７３との間隔が狭まると、板ばね部材７１が付勢力を発揮して、シート押さえ７８が、シートＳをシート支持面１４ａに押圧する。シート押さえ７８からシートＳ上面に印加される押圧力は、カム受け部７７がカム部材３１下面に押し下げられることによる板ばね部材７１の変位量、即ち前記カム部材下面の軸線方向の変位量によって増減する。
【００７２】
穿孔駆動部１２は、パンチ部材２１を回転駆動するために穿孔駆動モーター４８を備える。上側フレーム１５には、穿孔駆動モーター４８とシート穿孔部１１との間に垂直プレート４６が、側部プレート１８に対向配置されている。穿孔駆動モーター４８は、その出力軸４９をシート穿孔部１１に向けて水平に突出させて、垂直プレート４６に横置きに取り付けられている。
【００７３】
出力軸４９の先端には、駆動歯車５０が装着されている。駆動歯車５０は、垂直プレート４６と側部プレート１８間に回動自在に支持された水平な回転ロッド５１上に一体回転可能に装着された中間歯車５２が噛合している。回転ロッド５１には、ウォーム５３が形成され、被動歯車４２と噛合している。これにより、穿孔駆動モーター４８の回転をパンチ部材２１に伝達し、該パンチ部材を減速して回転させることができる。
【００７４】
穿孔駆動モーター４８には、その回転量を検出するために、例えば光学透過型のエンコーダー５５が、シート穿孔部１１とは反対側に設けられている。これにより、穿孔駆動モーター４８の回転を、例えば穿孔本体部３に対するシートの位置と関連させて、より高精度に制御することができる。
【００７５】
上側フレーム１５には、パンチ部材２１の回転位置を検出するためのポジションセンサー６０が、垂直プレート４６の回転ロッド５１とは反対側の延設部４７に取り付けられている。ポジションセンサー６０は、透過型のフォトセンサーであり、パンチ部材２１に向けてそれぞれ突出する矩形箱状の投光部６２と受光部６３とを有する。投光部６２と受光部６３とは、上下に所定の間隙をおいて対向させ、該間隙内を水平に回転するセンサーフラグ部材４１が通過し得るように配置されている。ポジションセンサー６０は、投光部６２から受光部６３へ光が通過するとオフ状態に、センサーフラグ部材４１により遮光されるとオン状態になる。
【００７６】
ポジションセンサー６０は、上述した本実施形態の透過型フォトセンサーに限定されない。センサーフラグ部材４１のようにパンチ部材２１と一体に回転する検出子を使用するものであれば、例えば、反射型のフォトセンサーや磁気センサー、超音波センサー等の様々な公知のセンサーを用いることができる。
【００７７】
ベースユニット部４は、図１１に示すように、穿孔本体部３を一体に固定するスライダー７と、該スライダーをシート搬送方向に所定の可動範囲で往復動可能に支持するベース部８と、穿孔ユニット２をハウジング１０１に取り付けるための取付ステー９とから構成される。スライダー７は、比較的厚い板状ブロックからなり、上述した穿孔本体部３のための取付面４ａである概ね矩形の平坦な上面を有する。
【００７８】
スライダー７のシート搬送方向即ち該スライダーの移動方向に沿う一方の側部には、該側部に沿ってその下面から下向きにスライドガイド１７１が突設されている。スライドガイド１７１には、その内部をスライダー移動方向に貫通するガイド孔１７２が形成されている。スライダー７の他方の側部には、その側面から水平外向きに１つのスライド部１７３が突設されている。更に前記他方の側部には、その側面から水平外向きに突出する２つの抜け止め突起１７４が、垂直方向にスライド部１７３の下端との間に少しの隙間を設けて、かつ水平方向に該スライド部の両側に位置するように設けられている。
【００７９】
ベース部８は、図１２に示すように、上部を開放した概ね矩形の浅い箱形をなす支持部材１７６を有する。支持部材１７６のシート搬送方向に対向する端壁１７６ａ，１７６ｂ間には、ガイドロッド１７７とばね保持ロッド１７８とがシート搬送方向に架設されている。ガイドロッド１７７は、スライダー７の前記一方の側部に対応する側部に沿って配置される。図６に示すように、ガイドロッド１７７は、スライダー７のガイド孔１７２に摺動可能に挿通され、その軸線方向に該スライダーを移動可能に支持する。
【００８０】
ばね保持ロッド１７８は、ガイドロッド１７７より内側にかつ平行に配置される。支持部材１７６の底面には、その中央より幾分シート搬送方向上流側に、概ねＵ字形の位置決めプレート１８０が垂設されている。位置決めプレート１８０は、その各面を前記支持部材の端壁１７６ａ，１７６ｂに対向させ、そのＵ字形の溝内にばね保持ロッド１７８を遊挿するように配置される。
【００８１】
ばね保持ロッド１７８には、位置決めプレート１８０と支持部材１７６の下流側の端壁１７６ｂとの間に、シート搬送方向に沿って戻しばね１８１とばね受けリング１８２とが嵌装される。戻しばね１８１の付勢力によって、スライダー７をシート搬送方向上流側に移動させることができる。本実施形態の戻しばね１８１は、図示するようにコイルばねである。
【００８２】
更にばね保持ロッド１７８には、戻しばね１８１の付勢力により移動するスライダー７を停止させる際の衝撃を緩和、軽減するための緩衝機構が設けられている。この緩衝機構は、位置決めプレート１８０と支持部材１７６の上流側の端壁１７６ａとの間で、シート搬送方向に沿ってばね保持ロッド１７８に嵌装された緩衝ばね１８３と弾性ストッパー１８４とからなる。緩衝ばね１８３は、図示するようにコイルばねである。弾性ストッパー１８４は、上流側の端部にフランジを有する短円筒状をなし、例えばゴム材料で、軸線方向に高弾性を発揮するように形成される。
【００８３】
支持部材１７６のガイドロッド１７７とは反対側の側部には、その側壁を内側に略直角に折曲して、シート搬送方向に沿って直線状に延長する水平なガイドレール１８５が形成されている。スライダー７は、図６に示すように、ガイドレール１８５上に配置した上側のスライド部１７３と、その下側に配置した２つの抜け止め突起１７４とで上下に挟むように装着される。これにより、スライダー７は、ガイドロッド１７７を挿通したスライドガイド１７１に加えて、ガイドレール１８５上を摺動するスライド部１７３によって、シート搬送方向の直交方向の左右両側で安定して移動可能に支持される。
【００８４】
図１３に示すように、スライダー７の下面には、その略中央に下向きに突出する戻しタブ１８７が一体に設けられている。戻しタブ１８７には、ばね保持ロッド１７８を緩挿するための貫通孔１８８が形成されている。戻しタブ１８７は、貫通孔１８８にばね保持ロッド１７８を挿通して、位置決めプレート１８０と戻しばね１８１との間に配置される。戻しタブ１８７を押圧する戻しばね１８１の作用によって、スライダー７は、常時シート搬送方向上流側に付勢されている。
【００８５】
他方、弾性ストッパー１８４は、緩衝ばね１８３の作用によって、常時シート搬送方向下流側に付勢されている。それにより、弾性ストッパー１８４は、図１３に示す初期状態において、その短円筒部分１８４ａを位置決めプレート１８０のＵ字溝内に緩やかに突入させつつ、フランジ１８４ｂを該位置決めプレートの前記Ｕ字溝の周縁部に当接係止させた状態に保持される。このとき、短円筒部分１８４ａがそのシート搬送方向下流側の端面を位置決めプレート１８０より下流側に突出させるように、弾性ストッパー１８４の寸法は決定される。従って、戻しタブ１８７は常に、位置決めプレート１８０の少し手前で、前記弾性ストッパーの短円筒部分１８４ａのシート搬送方向下流側端面に当接して係止される。
【００８６】
戻しばね１８１、弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３の弾性率は、上述した図１３の初期状態を保持し得るように設定される。そのため、少なくとも、弾性ストッパー１８４と緩衝ばね１８３との合成弾性率を戻しばね１８１の弾性率より大きくすることが好ましい。
【００８７】
取付ステー９は、図１１に示すように、例えば比較的高い剛性の金属プレートを加工して、平坦な水平プレート部１９０と、該水平プレート部から下向き直角に折曲した２つの垂直プレート部１９１とを有するように形成される。水平プレート部１９０には、ベース部８の下面に取り付けるための複数（本実施形態では３つ）の取付孔１９２と、ハウジング１０１に取り付けるための１つの取付孔１９３とが貫設されている。各垂直プレート部１９１には、ハウジング１０１に取り付けるためにそれぞれ１つの取付孔１９４が貫設されている。取付ステー９は、水平プレート部１９０の裏側から取付孔１９２に固定ビス１９５を貫通させ、ベース部８底面の対応するねじ孔（図示せず）に螺合させることによって、該ベース部に一体に固定される。
【００８８】
図１４に示すように、ハウジング１０１には、背面パネル１０１ａの一部を切り欠いて穿孔ユニット２の取付部２００が設けられている。取付部２００は、背面パネル１０１ａの垂直部分に、取付ステー９の取付孔１９４に対応して形成した２つのねじ孔１９６を有する。更に取付部２００は、その切欠き部分の内側に前記垂直部分から略直角に折曲した水平部分に、取付ステー９の取付孔１９３に対応して形成した１つのねじ孔１９７を有する。
【００８９】
穿孔ユニット２は、ハウジング１０１に装着する際、取付部２００の前記切欠き部分内に前記水平部分上に配置する。取付ビス１９８を取付ステー９の垂直プレート部１９１の取付孔１９４に水平方向外側から挿通して、背面パネル１０１ａの前記垂直部分のねじ孔１９６に螺合させる。更に、取付ビス１９９を取付ステー９の水平プレート部１９０の取付孔１９３に上方から挿通して、背面パネル１０１ａの前記水平部分のねじ孔１９７に螺合させる。これによって、穿孔ユニット２は、独立した穿孔機能を有する１つのモジュール装置として、穿孔システム１００のハウジング１０１に一体にかつ着脱可能に組み付けられる。
【００９０】
図１５は、本実施形態の穿孔システム１００の制御構成を概略的に示している。穿孔システム１００は、穿孔ユニット２によるシートの穿孔動作及びシート搬送部１０２によるシート搬送を制御するための制御部８０を更に備える。制御部８０は、穿孔駆動モーター４８、シート搬送モーター１５５及びシート繰出モーター１３４に印加される駆動電圧を制御するＣＰＵ８１と、穿孔処理、シート搬送及びそれらの制御に必要な情報及びデータを記憶するメモリー８２と、タイマー８３とを備える。
【００９１】
穿孔駆動モーター４８、シート搬送モーター１５５及びシート繰出モーター１３４は、共通の電源（図示せず）に接続されている。制御部８０は、これらモーターと前記共通の電源との間にそれぞれ接続された、駆動モーター駆動回路８４、搬送モーター駆動回路８５及び繰出モーター駆動回路８６に接続されている。駆動モーター駆動回路８４には、穿孔駆動モーター４８の端子間に適当な大きさの抵抗を有する短絡回路（所謂ショートブレーキ回路）が設けられている。制御部８０は、前記短絡回路を接続することによって、穿孔駆動モーター４８の回転を速やかに停止させることができる。
【００９２】
制御部８０には、穿孔ユニット２の穿孔駆動モーターエンコーダー５５及びパンチ部材ポジションセンサー６０が接続されている。更に制御部８０には、シート搬送部１０２の前記シート搬送モーター及びシート繰出モーターに設けられたエンコーダー８７，８８、及び４つのシートセンサー１６６〜１６９が接続されている。制御部８０は、前記各エンコーダーの出力に基づいて前記各モーターの回転位置を、前記ポジションセンサーの出力に基づいて穿孔ユニット２の前記パンチ部材の動作位置を、前記各シートセンサーの出力に基づいてシートの有無又は位置を検出することができる。
【００９３】
更に制御部８０には、穿孔システム１００に設けられた入力部９０が接続されている。ユーザーは、穿孔システム１００による穿孔処理を行うために必要な情報及び／又はデータを、入力部９０を介して制御部８０に予め入力することができる。制御部８０は、ユーザーが入力部９０から直接入力したり外部から送られた情報及びデータを必要に応じてメモリー８２に記憶させ、該メモリーから取り出して穿孔処理及びシート搬送を制御する。
【００９４】
また、ハウジング１０１内には、穿孔ユニット２の下方に、穿孔されたシートから発生するパンチ屑を収容回収するためのパンチ屑回収箱９１が配置されている。パンチ屑回収箱９１は、例えば上部を開放した矩形箱状をなし、ハウジング１０１に着脱容易に装着される。更にハウジング１０１内には、パンチ屑回収箱９１装着の有無を検知するセンサー（図示せず）、及び該パンチ屑回収箱がパンチ屑で満杯（それに近い状態を含む）になったことを検知するセンサー（図示せず）を設けることができる。これらセンサーは制御部８０に接続され、前記制御部は、パンチ屑回収箱９１が無いこと、及び／又はパンチ屑回収箱の満杯状態を検知すると、穿孔システム１００の使用者に警告を発生する。
【００９５】
以下に、穿孔システム１００において、シート供給トレイ１０６からシートを搬送して穿孔処理し、シート排出トレイ１０７に排出する一連の動作を説明する。先ず、図１６〜図２０を用いて、シート供給トレイ１０６からシート排出トレイ１０７までシートを搬送する過程を説明する。
【００９６】
図１６は、複数枚のシートＳをシート供給トレイ１０６に載置した初期状態を示している。シート供給口１０３は、シート整合部材１２７が最上位置にあって、シート整合面１２８がシート搬送経路１０５へのシートの進入を阻止している。シートＳは、先端をシート整合面１２８に当接させることによって、その位置及び向きが揃えられる。繰出ローラー１１０を備えた揺動アーム１２３は、上方の待機位置に保持されている。このとき、制御部８０には、シート供給トレイ１０６のエンプティセンサー１６６からオン信号が出力されている。
【００９７】
シート供給口１０３には、第１のシート端センサー１６７が設けられている。第１のシート端センサー１６７は、センサー本体２０３と感知レバー２０４とを有する。センサー本体２０３は、シート整合部材１２７の上方に固定されている。感知レバー２０４は、その上部がセンサー本体２０３に、シート搬送方向に沿って揺動可能に枢支され、該上部からシート搬送方向下流側に下向き斜めに延出し、先端が上向き鎌状に曲がっている。
【００９８】
第１のシート端センサー１６７は、感知レバー２０４が予め設定された角度位置まで回転すると、これをセンサー本体２０３が検知して、オン信号を発生する。感知レバー２０４は、図４に示すようにシート供給トレイ１０６にシートが無い状態の自然位置で、シート整合面１２８よりもシート搬送方向上流側に位置している。この自然位置で、第１のシート端センサー１６７の出力信号はオフである。
【００９９】
図１６では、感知レバー２０４が、シート整合面１２８に当接するシートＳの先端によって、前記自然位置から該シート整合面を越えてシート搬送方向下流側に、該シートＳの厚さに対応した位置まで回転している。このように穿孔システム１００の穿孔動作の開始スイッチがオンされていない状態で、感知レバー２０４がシート整合面１２８を越えて回転すると、センサー本体２０３が検知して制御部８０にオン信号を出力することができる。これによって、制御部８０は、シートの穿孔動作を開始可能な状態にあると、判断することができる。
【０１００】
図１６の状態で穿孔システム１００の前記開始スイッチをオンすると、制御部８０は、繰出モーター駆動回路８６を制御して、シート繰出モーター１３４を反時計方向に回転させる。これにより、駆動軸１２２が回転して送給ローラー１１１をシート搬送方向に回転させる。これと同時に、駆動軸１２２の回転によって、揺動アーム１２３が前記待機位置から下方に揺動し、ベルト伝動機構１２５を介して繰出ローラー１１０がシート搬送方向に回転する。
【０１０１】
更に、駆動軸１２２の回転によって、カム軸１３３が前記歯車機構を介して回転し、偏心カム１３１を図１６における時計方向に回転させる。これにより、シート整合部材１２７は、シート整合面１２８がシートＳの分離ローラー１１２側への進入を妨げない下方位置まで揺動する。
【０１０２】
図１７は、シート整合部材１２７が前記下方位置に移動した後、シート供給トレイ１０６上のシートＳが、その最上面に当接した繰出ローラー１１０によって、送給ローラー１１１側に繰り出された状態を示している。繰り出されたシートＳは、送給ローラー１１１を押圧する分離ローラー１１２の圧力によって、最上位の１枚だけが分離されて、送給ローラー１１１よりシート搬送経路１０５内に送り込まれる。
【０１０３】
他方、揺動アーム１２３は、繰出ローラー１１０を介してシートＳから受ける反力に応じて前記トルクリッターの作用により、下方への揺動を停止する。同様に、繰出ローラー１１０も回転を停止する。このとき、第１のシート端センサー１６７は、感知レバー２０４が、繰り出された前記シートＳによって、送給ローラー１１１と分離ローラー１１２の圧接位置と略同じ高さ位置まで回転している。これをセンサー本体２０３が検知してオン信号を出力することによって、制御部８０は、シートＳが送給ローラー１１１に繰り出されたと判断する。
【０１０４】
図１８は、シートＳの先端がレジストローラー１１３，１１４まで搬送された状態を示している。シートＳは、その先端が前記レジストローラー同士の圧接部に当接して衝止されたまま、送給ローラー１１１により上流側から押し出されることによって、先端の位置及びシートの向きが調整される。その後、レジストローラー１１３，１１４が回転して、シートＳは、穿孔ユニット２を通過するように搬送される。
【０１０５】
レジストローラー１１３，１１４の直ぐ手前には、第２のシート端センサー１６８が設けられている。第２のシート端センサー１６８は、センサー本体２０５と感知レバー２０６とを有する。センサー本体２０５は、前記レジストローラーより上流側の上方位置に固定されている。感知レバー２０６は、その上部がセンサー本体２０５に、シート搬送方向に沿って揺動可能に枢支され、該上部からシート搬送方向下流側に下向き斜めに延出している。
【０１０６】
第２のシート端センサー１６８は、図１８に想像線で示すように、感知レバー２０６が前記レジストローラーの上流側でシート搬送経路１０５を遮断する自然状態の初期位置にあるとき、その出力信号はオフである。同図に実線で示すように、少なくとも先端が前記レジストローラーに到達しているシートＳによって、感知レバー２０６が、前記レジストローラー同士の圧接位置と略同じ高さの上方位置まで回転すると、これをセンサー本体２０５が検知して制御部８０にオン信号を出力する。これによって、制御部８０は、シートＳの先端が前記レジストローラーに到達したと、判断することができる。
【０１０７】
シートＳが更にシート搬送経路１０５を下流側に搬送されて、その後端がレジストローラー１１３，１１４を通過すると、感知レバー２０６は、前記上方位置から下方に前記初期位置まで揺動する。これにより、第２のシート端センサー１６８の出力信号が、オンからオフに切り換わるので、制御部８０は、シートＳの後端が前記レジストローラーを通過したと、判断することができる。
【０１０８】
図１９は、シートＳの先端が、穿孔ユニット２による穿孔位置まで搬送された状態を示している。図１に示すように、シート搬送方向に穿孔ユニット２と略同じ位置で、シート搬送方向の直角方向の中央付近に、第３のシート端センサー１６９が設けられている。第３のシート端センサー１６９は、シート搬送方向に前記レジストローラーの直ぐ下流側の上方位置に固定されたセンサー本体２０７と、感知レバー２０８とを有する。感知レバー２０８は、前記第１のシート端センサーの感知レバー２０３と同様に、その上部がセンサー本体２０７に、シート搬送方向に沿って揺動可能に枢支され、該上部からシート搬送方向下流側に下向き斜めに延出し、先端が上向き鎌状に曲がっている。
【０１０９】
第３のシート端センサー１６９は、図１９に想像線で示すように、感知レバー２０８が前記レジストローラーの下流側でシート搬送経路１０５を遮断する自然状態の初期位置にあるとき、その出力信号はオフである。同図に実線で示すように、少なくとも先端が前記穿孔位置に到達しているシートＳによって、感知レバー２０８が、シートＳと略同じ高さの上方位置まで回転すると、これをセンサー本体２０７が検知して制御部８０にオン信号を出力する。これによって、制御部８０は、シートＳの先端が穿孔ユニット２の前記穿孔位置に到達したと、判断することができる。
【０１１０】
シートＳが、穿孔ユニット２により穿孔されつつ、更にシート搬送経路１０５を下流側に搬送されて、その後端が該穿孔ユニットの前記穿孔位置を通過すると、感知レバー２０８は、前記上方位置から下方に前記初期位置まで揺動する。これにより、第３のシート端センサー１６９の出力信号が、オンからオフに切り換わるので、制御部８０は、シートＳの穿孔が終了して、その後端が前記穿孔位置を通過したと、判断することができる。
【０１１１】
図２０は、穿孔されたシートＳの先端が、中間搬送ローラー１１７，１１８を越えて排出ローラー１１８，１１９の直ぐ上流側まで搬送された状態を示している。前記中間搬送ローラーと排出ローラーとの間には、第４のシート端センサー１７０が設けられている。第４のシート端センサー１７０は、シート搬送方向に前記中間搬送ローラーの直ぐ下流側の上方位置に固定されたセンサー本体２０９と、感知レバー２１０とを有する。感知レバー２１０は、前記第１、第３のシート端センサーの感知レバー２０３、２０８と同様に、その上部がセンサー本体２０９に、シート搬送方向に沿って揺動可能に枢支され、該上部からシート搬送方向下流側に下向き斜めに延出し、先端が上向き鎌状に曲がっている。
【０１１２】
第４のシート端センサー１７０は、図２０に想像線で示すように、感知レバー２１０が前記中間搬送ローラーの下流側でシート搬送経路１０５を遮断する自然状態の初期位置にあるとき、その出力信号はオフである。同図に実線で示すように、感知レバー２１０が、シート搬送経路１０５内を搬送されたシートＳによってそれと略同じ高さの上方位置まで回転すると、これをセンサー本体２０９が検知して制御部８０にオン信号を出力する。これによって、制御部８０は、シートＳの先端が排出ローラー１１８，１１９の直前位置まで搬送されたと、判断することができる。
【０１１３】
シートＳが、前記排出ローラーによりシート排出トレイ１０７に排出される際、該シートの後端が第４のシート端センサー１７０を通過すると、感知レバー２１０は、前記上方位置から下方に前記初期位置まで揺動する。これにより、第４のシート端センサー１７０の出力信号が、オンからオフに切り換わるので、制御部８０は、穿孔されたシートＳが、実質的にシート排出口１０４からシート排出トレイ１０７に排出されたと、判断することができる。更に制御部８０は、シート排出トレイ１０７に積載した穿孔済みシートＳの枚数をカウントすることができる。
【０１１４】
次に、穿孔ユニット２が、シート搬送経路１０５を所定の搬送速度で移動しているシートＳにパンチ穴を穿設する一連の動作及びその制御部８０による制御を、図２１〜図２７の動作状態図及び図３１のタイミングチャートを用いて説明する。図３１の横軸は時間、縦軸は、穿孔駆動モーター４８に印加される駆動電圧、パンチ部材２１のポジションセンサー６０から出力されるフラグ信号、穿孔駆動モーター４８のエンコーダー５５から出力されるパルス信号である。
【０１１５】
図２１（ａ）（ｂ）において、穿孔ユニット２の穿孔本体部３は、ベースユニット部４のスライダー７がガイドロッド１７７上を移動可能な範囲で、戻しタブ１８７が弾性ストッパー１８４に衝止された最も上流側のホームポジションに位置している。パンチ部材２１及びカム部材３１は、軸線方向の最上位置である上死点位置にあって、穿孔刃２２が下部プレート１６の貫通孔２６内で待機している。
【０１１６】
この待機状態において、制御部８０は、シート搬送経路１０５を搬送されるシートＳの先端が、第２又は第３のシート端センサー１６８，１６９により検出されると、タイマー８３を用いて、それ以降の経過時間を計測することができる。制御部８０は、計測した経過時間とレジストローラー１１３のシート搬送速度との積を算出することによって、第２又は第３のシート端センサー１６８，１６９の位置からのシートＳの搬送量、即ちシート搬送方向におけるシートＳの位置を正確に検知することができる。
【０１１７】
前記待機状態において、シートＳがシート搬送経路１０５を搬送されて、予め設定された穿孔動作開始位置に達すると、制御部８０は、穿孔駆動モーター４８を作動させて穿孔動作を開始する。これにより、パンチ部材２１はカム溝３３のプロフィルに従って、図２１（ｂ）において時計周りに回転しながら、カム部材３１と共に前記上死点位置から軸線方向に沿って下降する。パンチ部材２１の下降開始は、ポジションセンサー６０がセンサーフラグ部材４１の端部４１ａを検出することによって、制御部８０が検知する。
【０１１８】
また、前記待機状態で、シート押圧部７０のシート押さえ７８は、穿孔本体部３のシート通路１７を搬送されているシートＳの上面又はシート支持面１４ａに接している。このとき、カム受け部７７とカム３１下面との間には、少しの隙間が設けられている。そのため、シート押さえ７８から下向きに、板ばね部材７１の重量の一部が作用しているだけで、板ばね部材７１の付勢力は全く作用していない。シート通路１７内のシートは、実質的にシート押さえ７７との接触に何ら妨げられることなく、所定の速度で搬送され、上流側から搬送されるシートは、該シート通路内にスムーズに進入する。
【０１１９】
図２２（ａ）、（ｂ）は、パンチ部材２１及びカム部材３１が下降して、その下面がカム受け部７７に接触し、下方に押圧し始めた状態を示している。このとき、シート押さえ７８からシートＳに作用する押圧力は、板ばね部材７１の変位量が小さく、シートの移動を実質的に遅らせたり妨げたりしない程度の大きさである。穿孔本体部３は、依然として前記ホームポジションに保持されており、シートＳはシート搬送方向に所定の搬送速度でシート通路１７内を移動し続ける。
【０１２０】
図２３（ａ）（ｂ）は、更にパンチ部材２１及びカム部材３１が下降して、穿孔刃２２の先端がシート通路１７の下端位置に即ちシートＳの上面に達した状態を示している。この状態から、パンチ部材２１が更に下降することによって、実質的にシートＳの穿孔が開始する。
【０１２１】
図２３（ａ）の状態において、シートＳは、カム受け部７７がカム部材３１により図２２（ａ）の位置から押し下げられたことによって、シート押さえ７８から比較的大きい押圧力でシート支持面１４ａに押し付けられる。これにより、穿孔直前のシートＳは、シート通路１７内で上下に変位しないので、パンチ部材２１の軸線方向即ち穿孔方向に関するシートの高さ位置が常に一定に固定されかつ維持される。従って、シートの所望のパンチ穴穿孔予定位置で、常に同じタイミングで穿孔を開始することができる。
【０１２２】
また、シート押さえ７８及びシート支持面１４ａとシートＳの上下各面との間には、シート押さえ７８からの前記押圧力による摩擦力が発生する。他方、穿孔刃２２がシートＳを穿孔し始めると、パンチ部材２１の上流側の周面には、穿孔されたばかりのパンチ穴の周縁が係合して、該パンチ穴周縁から前記パンチ部材を下流側に押す向きに作用力が発生する。これと略同時に、シートＳの上下各面とシート押さえ７８及びシート支持面１４ａとの間に発生した前記摩擦力が、穿孔装置１をシート搬送方向Ａに引っ張るように作用する。
【０１２３】
これらシートＳから作用する力によって、穿孔本体部３は、スライダー７に作用する戻しばね１８１の付勢力に抗して、該シートと一体に同じ速度で下流側に移動しながら、パンチ穴を穿設する。このとき、穿孔本体部３をシートと一体に移動させるのに必要な力は、シート押さえ７８が当接してシート支持面２４ａとの間で挟持されるシートＳのパンチ穴付近の領域と、パンチ穴周縁とが分担する。これにより、パンチ穴周縁がパンチ部材２１外周面から受ける反力が軽減されるので、パンチ穴周縁を損傷する虞が解消され又は大幅に低減する。また、穿孔本体部３は、シートＳと一体に移動させるために別個の駆動手段や制御手段を必要としないので、装置全体の小型化を図ることが容易である。
【０１２４】
図２４（ａ）、（ｂ）は、パンチ部材２１及びカム部材３１が下死点位置まで下降し、穿孔刃２２がダイ孔２８内に最下位置まで突入して、シートＳにパンチ穴が形成された状態を示している。この後も、穿孔駆動モーター４８が継続して回転することによって、パンチ部材２１は、回転しながら前記下死点位置から軸線方向に上昇し、前記パンチ穴から上方に離脱して下部プレート１６の貫通孔２４内の待機位置に復帰する戻り過程を開始する。
【０１２５】
図３１のタイミングチャートにおいて、時刻ｔ1に前記待機状態から穿孔駆動モーター４８を起動させた後、パンチ部材２１が下降して穿孔刃２２の先端がシート上面に接触し、時刻ｔ2に穿孔を開始するまでの時間即ちタイムラグΔＴ1は、予め試験結果等から得ることができる。このタイムラグΔＴ1にレジストローラー１１３のシート搬送速度を乗算したシート搬送距離を、シート上のパンチ穴を穿孔する予定位置から逆算すると、穿孔動作を開始すべきシートＳの位置即ち前記穿孔動作開始位置が得られる。
【０１２６】
一般に、ファイル用のシートに形成される綴じ穴の数と位置は、シート寸法毎に規格化されている。従って、規格寸法のシートに規格の綴じ穴を形成する場合、事前にシート寸法毎に各綴じ穴即ちパンチ穴の穿孔動作開始位置を算出し、テーブル値としてデータ化することが可能である。このようなテーブル値は、予め制御装置のメモリー８２に記憶させておくことができる。
【０１２７】
制御部８０は、入力部９０及び前記本体装置側から送られた情報及びデータから、シート寸法及びパンチ穴の数及び位置が規格通りか規格外かを判定する。規格通りの場合、制御部８０は、メモリー８２に格納されている前記テーブル値から、シート搬送方向のシート寸法及び穿孔すべき全パンチ穴の穿孔動作開始位置を選択する。シート寸法、又はパンチ穴の数及び／又は位置が規格外の場合、制御部８０は穿孔動作開始前に、前記タイムラグとシート搬送速度とから、各パンチ穴の穿孔動作開始位置を算出することができる。シートＳが前記穿孔動作開始位置に到達するタイミングは、第２又は第３のシート端センサー１６８，１６９によるシート先端の検出を起点としてカウントされる経過時間に基づいて、制御部８０が決定する。
【０１２８】
パンチ部材２１が前記下死点位置に達したとき、板ばね部材７１からシートＳへの押圧力、従ってシートＳとシート押さえ７８及びシート支持面１４ａ間の前記摩擦力は、最大となる。パンチ部材２１が前記パンチ穴から完全に離脱するまでの間、穿孔本体部３は、パンチ穴周縁からパンチ部材外周面への前記作用力と、前記シート押さえ及びシート支持面とシートＳ各面間の前記摩擦力とによって、シートＳと一体に移動し続ける。
【０１２９】
図２５（ａ）、（ｂ）は、シートＳが、穿孔刃２２の先端が下死点位置からシート通路１７の下端位置に即ちシートＳの上面に到達した状態を示している。この直後、穿孔本体部３は、パンチ部材２１が前記パンチ穴から完全に離脱し、該パンチ穴との係合から解放される。
【０１３０】
戻り過程においても、シートＳは、穿孔刃２２の先端が下死点位置からシート上面に達する（図２５（ａ））までの間、板ばね部材７１によりシート支持面１４ａに押し付けられている。これによって、パンチ部材２１は、より短時間で前記パンチ穴から離脱させることができる。従って、シートＳを高速で搬送する場合でも、穿孔刃２２の刃先が、パンチ穴から抜け出る際に、その周縁に触れて損傷したり、パンチ穴の品質を低下させる虞が解消又は大幅に低減される。
【０１３１】
パンチ部材２１が前記パンチ穴から完全に離脱することにより、穿孔本体部３は、戻しばね１８１の付勢力によって速やかに水平に移動し、前記ホームポジションに戻される。パンチ部材２１がパンチ穴から離脱する時間が非常に短いので、前記穿孔本体部をより迅速に前記ホームポジションに自動復帰させることができる。
【０１３２】
また、シートＳには、少なくとも穿孔刃２２の先端が下死点位置からシート上面に達するまで、板ばね部材７１から穿孔過程と同様の十分な押圧力が作用している。従って、前記シート押さえ及びシート支持面との間には、穿孔本体部３を移動させるのに必要な前記摩擦力を発生させることができる。
【０１３３】
図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、カム部材３１の下面がカム受け部７７から離れる高さ位置までパンチ部材２１が上昇すると、板ばね部材７１の下向き付勢力は完全に開放される。従って、シート通路１７内のシートは、実質的にシート押さえ７７との接触に何ら妨げられることなく、所定の速度で搬送される。また、上流側から搬送される次のシートは、シート通路１７内にスムーズに進入することができる。
【０１３４】
パンチ部材２１は、図２７（ａ）、（ｂ）に示すように上死点位置に到達すると、上昇を停止し、この上死点高さで回転し続ける。制御部８０は、図３１のタイミングチャートにおいて、パンチ部材２１が上死点位置に到達した後の時刻ｔ3に、駆動モーター駆動回路８４において前記電源から穿孔駆動モーター４８への給電を遮断し、かつ前記短絡回路を接続して前記穿孔駆動モーターの回転を制動する。
【０１３５】
穿孔駆動モーター４８の制動を開始する時刻ｔ3は、事前に試験結果等に基づいて設定し、メモリー８２にテーブル値として記憶させておくことができる。制御部８０は、上述した穿孔動作開始位置と同様に、第２又は第３のシート端センサー１６８，１６９によるシート先端の検出を起点としてカウントされる経過時間に基づいて、前記穿孔駆動モーターの制動開始を決定する。
【０１３６】
図３１のタイミングチャートにおいて、エンコーダー５５のバルス信号が或る一定時間以上継続してオン又はオフ状態にある場合、穿孔駆動モーター４８は完全に回転を停止していると判断することができる。同図において、穿孔駆動モーター４８が時刻ｔ3の制動開始から時刻ｔ4に完全に停止するまでの間、該穿孔駆動モーターの惰性回転によって、パンチ部材２１は、穿孔駆動モーター４８と共に、速度を落として回転し続け、所定の回転位置で停止する。このパンチ部材２１の回転停止位置が、ホームポジション即ち次の穿孔動作に備えた待機位置となる。
【０１３７】
図２１（ａ）〜図２７（ａ）から分かるように、本実施形態のカム溝３３は、パンチ部材２１が上死点位置と下死点位置との間を往復して穿孔動作を行うためのカム山が１つしか設けられていない。従って、パンチ部材２１が上死点位置に到達した後に穿孔駆動モーター４８の制動を開始しても、パンチ部材２１をオーバーランさせて次の穿孔過程に入らせることなく、十分な余裕をもってホームポジションに停止させることができる。
【０１３８】
穿孔駆動モーター４８が時刻ｔ3の制動開始から時刻ｔ4に完全に停止するまでのタイムラグΔＴ2は、同様に予め試験結果等から得ることができ、従って時刻ｔ4も、事前に容易に算出することができる。これらの時刻ｔ2，ｔ3，ｔ4、タイムラグΔＴ1，ΔＴ2及び時間Ｔ0に基づいて、制御部８０は、穿孔駆動モーター４８の駆動を簡単にかつ正確に制御することができる。
【０１３９】
別の実施形態では、カム部材３１のカム溝３３に、パンチ部材２１が上死点位置と下死点位置との間を往復して穿孔動作を行うためのカム山を、周方向に連続して２つ又はそれ以上形成することができる。このような場合、パンチ部材２１が１つのカム山を越えて上死点位置に到達した後、オーバーランして次のカム山に入らないように停止させる必要がある。
【０１４０】
かかる実施形態において、制御部８０は、パンチ部材２１がパンチ穴から離脱すると同時に、即ち上死点位置に到達する前に、駆動モーター駆動回路８４において前記電源から穿孔駆動モーター４８への給電を遮断し、かつ前記短絡回路を接続して前記穿孔駆動モーターの回転を制動することができる。このように穿孔駆動モーター４８の駆動を制御することによって、パンチ部材２１を確実にホームポジションに停止させることができる。更に、シートＳのパンチ穴にパンチ部材２１が係合している時間を最小にできるので、穿孔刃２２の刃先によるパンチ穴の損傷や品質低下の虞がより確実に解消され又はより一層低減される。
【０１４１】
別の実施形態では、制御部８０が前記短絡回路を接続して穿孔駆動モーター４８の回転を制動する時刻ｔ3のタイミングを、穿孔駆動モーター４８の回転量によって決定することができる。穿孔駆動モーター４８の回転量は、上述したようにエンコーダー５５によって検出され、制御部８０に送られる。制御部８０は、第２又は第３のシート端センサー１６８，１６９によるシート先端の検出と同時に、エンコーダー５５から送られるパルス信号のカウントをタイマー８３に開始させる。
【０１４２】
時刻ｔ3に対応するカウントパルス数は、予め試験結果等から得ることができる。他の時刻、タイムラグ及び時間に対応するカウントパルス数も、同様に予め試験結果等から得ることができる。これらのカウントパルス数をテーブル値として予めメモリー８２に格納し、これを適宜読み出すことによって、制御部８０は、穿孔駆動モーター４８の駆動制御を簡単にかつ正確に行うことができる。
【０１４３】
また、別の実施形態では、穿孔駆動モーター４８の制動を開始するタイミングを、シート先端の検出ではなく、ポジションセンサー６０から出力されるフラグ信号のオンオフを起点として決定することができる。この場合、フラグ信号の立ち上がり及び立ち下がりをパンチ部材２１の軸線方向位置と、例えば穿孔開始及びパンチ穴離脱のタイミング、又は上死点位置からの下降開始及び上死点位置への到達のタイミングとが一致するように、センサーフラグ部材４１を設けることができる。これにより、穿孔駆動モーター４８の制動開始を、図３１に示すようにフラグ信号がオフからオンに変わるタイミングで、パンチ部材２１の軸線方向の往復動作から直接決定することができる。
【０１４４】
本実施形態において、次の穿孔動作は、直前の穿孔動作とは穿孔駆動モーター４８を逆転させて、パンチ部材２１をホームポジションから逆方向に回転させることによって開始される。即ち、１つの穿孔動作が終了する毎に穿孔駆動モーター４８の回転方向を正逆反転させて、パンチ部材２１を上死点位置と下死点位置との間で往復動させることにより、穿孔動作を連続して行う。
【０１４５】
このとき、パンチ部材２１も、穿孔駆動モーター４８の回転方向に対応して、時計方向及び反時計方向に交互に回転する。従って、穿孔駆動モーター４８の回転量に基づいて、パンチ部材２１の軸線方向位置及び回転位置を決定し、駆動モーター４８の駆動制御を行うことが好ましい。
【０１４６】
本発明の課題に関連して上述したように、穿孔駆動モーター４８を完全停止する前に逆転させると、そのコイルや接点に大きな負担を生じ、逆転方向の電流に逆起電力が加わって、電流負荷が高くなる等の問題が発生する。一方、ショートブレーキによる逆起電力が実質的に発生していなければ、穿孔駆動モーター４８に逆転方向の電流を印加しても、上述した問題は生じないか、無視し得る程度に軽微である。この逆起電力は、図３１のタイミングチャートにおいて、モーター駆動電圧に負の電圧値として表されている。
【０１４７】
本実施形態では、ショートブレーキを掛けた後の穿孔駆動モーター４８に上記逆起電力が実質的に発生している状態か否かに基づいて、穿孔駆動モーター４８及びパンチ部材２１が実質的な停止状態か、即ち逆転方向の電流を印加して次の穿孔動作を開始できる状態か否かを判定する。この判定は、予め停止判定条件を設定してメモリー８２に格納しておき、制御部８０が、前記停止判定条件と実際の穿孔駆動モーター４８の状態を比較することによって、擬制的に行う。制御部８０は、この比較結果に基づいて、次の穿孔動作の開始を決定する。
【０１４８】
本発明の第１の実施形態では、穿孔駆動モーター４８の回転量として、エンコーダー５５から出力されるパルス信号をカウントし、そのカウントしたパルス数に基づいて、穿孔駆動モーター４８の停止状態を擬制的に判定する。具体的には、図３１のタイミングチャートにおいて、前記ショートブレーキを掛けた時刻ｔ3を起点に、パルス信号のカウントを開始する。前記ショートブレーキによって、モーター駆動電圧は時刻ｔ3に正から負の電圧値に大きく降下する。制御部８０は、ショートブレーキ直後の最初のパルス信号Ｉ1を１個目として、それから所定数ｍ個目のパルス信号Ｉmをカウントしたとき、穿孔駆動モーター４８が逆転可能な停止状態になったと判定する。このパルス数ｍは、予め試験結果等から得ることができ、メモリー８２に格納される。
【０１４９】
これにより、穿孔駆動モーター４８が完全停止状態である時刻ｔ4よりも、時間ΔＴsだけ早く、次の穿孔動作を開始することができる。制御部８０は、穿孔駆動モーター４８の停止状態判定後、いつでも次の穿孔動作の開始を決定することができる。例えば、穿孔駆動モーター４８の停止状態を判定すると同時に、次の穿孔動作を開始し、穿孔駆動モーター４８を逆転させて、穿孔動作を連続させることができる。従って、１つの穿孔動作から次の穿孔動作に入るまでのサイクル時間が大幅に短縮されるので、それに対応してシートの搬送速度を増大させることができ、生産性が向上する。これは特に、３２穴等の多穴をシートに穿孔する場合に有利である。
【０１５０】
従来技術に関連して上述したように、穿孔動作中の穿孔駆動モーター４８の回転量は、穿孔されるシートの厚さや材質等によって、別言すれば、パンチ部材２１が穿孔時にシートから受ける抵抗の大きさが異なることによって、変化する。例えば、厚いシートは、パンチ部材２１の昇降速度、即ち穿孔駆動モーター４８の回転速度が薄いシートよりも遅くなる。そのため、穿孔駆動モーター４８がショートブレーキ後回転停止するまでの回転量（時間、回転数等）も、厚いシートは薄いシートよりも少なくなる。
【０１５１】
穿孔駆動モーター４８の停止状態を判定するパルス数を、シートの厚さや材質等の違いに因らず、１つだけ設定すると、薄いシートの場合、穿孔駆動モーター４８が停止していない状態、即ち逆起電力が発生している状態で、次の穿孔動作のために逆転させてしまう虞がある。逆に、薄いシートに合わせて、穿孔駆動モーター４８停止状態判定のパルス数を決定すると、厚いシートの場合、穿孔動作のサイクル時間をあまり短縮できなくなる。従って、本発明の第１の実施形態において、穿孔駆動モーター４８停止状態判定のパルス数ｍは、シートの厚さや材質等の違いに応じて、予め決定しておくことが好ましい。
【０１５２】
本発明の第２の実施形態では、穿孔駆動モーター４８の回転量としてエンコーダー５５から出力されるパルス信号のパルス幅を測定し、その測定したパルス幅に基づいて、穿孔駆動モーター４８の停止状態を判定する。制御部８０は、図３２に示すように、前記ショートブレーキを掛けた時刻ｔ3を起点に、その直後の最初のパルス信号Ｉ1のパルス幅ＰＷ1を測定して記憶しておき、２番目以降のパルス信号のパルス幅ＰＷを測定する。パルス幅ＰＷが、最初のパルス信号のパルス幅ＰＷ1の所定の乗数ｎを掛けたｎ倍数以上になると、制御部８０は、そのパルス信号Ｉnにおいて穿孔駆動モーター４８が逆転可能な停止状態になったと判定する。
【０１５３】
所定の乗数ｎは、予め試験結果等から得ることができ、メモリー８２に格納される。また、所定の乗数ｎは、最初のパルス幅ＰＷ1と２番目以降のパルス幅ＰＷiとを対比する指標であるので、シートの厚さや材質等の違いに因らず、決定することができる。実際には、制御部８０は、最初のパルス幅ＰＷ1を測定して、そのｎ倍数のパルス幅ＰＷnを記憶しておき、それを２番目以降のパルス幅ＰＷと比較することによって、又は、２番目以降のパルス幅ＰＷを最初のパルス幅ＰＷ1と比較して、そのｎ倍以上か否かを判断することによって、穿孔駆動モーター４８の停止状態を判定する。
【０１５４】
これにより、制御部８０は、第１の実施形態と同様に、穿孔駆動モーター４８が完全停止状態である時刻ｔ4よりも、時間ΔＴs′だけ早く、次の穿孔動作を開始することができる。従って、１つの穿孔動作に要するサイクル時間が大幅に短縮され、それに対応してシートの搬送速度を増大させることができるので、生産性が向上する。しかも、第２の実施形態では、設定される所定の乗数ｎが１つだけであっても、穿孔するシートの厚さや材質等によって、穿孔駆動モーター４８が停止していない状態を生じる虞が無い。制御部８０は、穿孔駆動モーター４８の停止状態判定後、シートに穿設するパンチ穴のピッチを考慮して、いつでも次の穿孔動作開始のタイミングを決定し、穿孔動作を開始することができる。
【０１５５】
上記第２の実施形態の変形例では、穿孔駆動モーター４８の回転量として、エンコーダー５５から出力されるパルス信号のパルス周期を用いることができる。図３２に示すように、制御部８０は、前記ショートブレーキを掛けた時刻ｔ3を起点に、その直後の最初のパルス信号Ｉ1のパルス周期ＰＴ1を測定して記憶しておき、２番目以降のパルス信号のパルス周期ＰＴを測定する。パルス周期ＰＴが最初のパルス信号のパルス周期ＰＴ1の所定の乗数ｋを掛けたｋ倍数以上になると、制御部８０は、穿孔駆動モーター４８が逆転可能な停止状態になったと判定する。
【０１５６】
所定の乗数ｋは、予め試験結果等から得ることができ、メモリー８２に格納される。また、所定の乗数ｋは、最初のパルス周期ＰＴ1と２番目以降のパルス周期ＰＴとを対比する指標であるので、パルス幅の場合と同様に、シートの厚さや材質等の違いに因らず、決定することができる。従って、この変形例においても、上述した第２の実施形態の優れた作用効果を得ることができる。
【０１５７】
別の実施形態では、穿孔駆動モーター４８を正転方向（又は逆転方向）にのみ回転させて、パンチ部材２１を一方向（本実施形態では、時計方向又は反時計方向）に回転させつつ駆動することにより、連続して穿孔動作を行うことができる。この場合にも、上記各実施形態と同様に、穿孔駆動モーター４８にショートブレーキによる逆起電力が実質的に発生している状態か否か、即ち次の穿孔動作を開始可能か否かを判定して、穿孔動作の開始を決定することができる。
【０１５８】
本実施形態のように、カム部材３１のカム溝３３に、パンチ部材２１を上死点位置と下死点位置の間で往復させるカム山が１つだけ設けられている場合、上述したように穿孔駆動モーター４８の制動をパンチ部材２１の上死点位置到達後に開始しても、パンチ部材２１をオーバーランさせることなく、ホームポジションに停止させることができる。この場合、次の穿孔過程を開始するタイミングは、パンチ部材２１が前記回転停止位置即ちホームポジションから軸線方向に下降し始めるまでの穿孔駆動モーター４８の作動時間又は回転量を考慮して決定することが好ましい。
【０１５９】
他方、カム溝３３に２つ又はそれ以上のカム山が連続して形成されている場合、穿孔動作から上死点位置に戻ったパンチ部材２１がオーバーランして次のカム山に入る可能性がある。従って、穿孔駆動モーター４８がショートブレーキによる制動後に回転停止状態と判定されるまでの前記穿孔駆動モーターの作動時間又は回転量を考慮して、その制動のタイミングを早めに設定することが好ましい。
【０１６０】
また、別の実施形態では、穿孔駆動モーター４８の停止状態を判定するために、ポジションセンサー６０から出力されるフラグ信号のオンオフを、前記穿孔駆動モーターの回転量を測定する起点とすることができる。この場合、センサーフラグ部材４１は、フラグ信号の立ち上がり及び立ち下がりを、パンチ部材２１の軸線方向位置に合わせて、例えば穿孔開始及びパンチ穴離脱のタイミングと、又は上死点位置からの下降開始及び上死点位置への到達のタイミングと一致するように設けることができる。
【０１６１】
例えば、図３１において、フラグ信号のオフからオンへの立ち上がりをパンチ部材２１のパンチ穴離脱のタイミングに合わせて設定した場合、その時刻ｔaの直後にエンコーダー５５から出力される最初のパルス信号が、穿孔駆動モーター４８の回転量を測定する起点となる。この時刻ｔa以降に出力されるエンコーダー５５のパルス信号のパルス数、パルス幅又はパルス周期に基づいて、同様に穿孔駆動モーター４８の停止状態を擬制的に判定することができる。
【０１６２】
この場合、穿孔駆動モーター４８の制動を開始するタイミングも、ポジションセンサー６０のフラグ信号のオンオフに基づいて決定するように構成すると、制御部８０は、同じ起点に基づいて、孔駆動モーター４８の制動開始及び回転停止状態の判定を制御できるので、有利である。特に、カム溝３３に２つ以上のカム山が連続して形成されている場合、フラグ信号の立ち上がり及び立ち下がりを穿孔開始及びパンチ穴離脱のタイミングに合わせると、穿孔駆動モーター４８の制動をパンチ部材２１の上死点到達より早く開始できるので、好都合である。
【０１６３】
パンチ部材２１が前記パンチ穴から離脱して、穿孔本体部３が戻しばね１８１の付勢力により高速で前記ホームポジションに戻されると、スライダー７がストッパーに当たる衝撃で騒音を発生したり、該スライダー自体及び／又はベース部８を損傷する虞がある。かかる問題を解消又は軽減するために、本実施形態のベースユニット部４は、上述したように緩衝機構を備えている。以下に、図１３及び図２８〜図３０を用いて、前記緩衝機構の動作を説明する。
【０１６４】
穿孔駆動モーター４８を回転させて穿孔動作を開始した後、実際にパンチ部材２１がシートの穿孔を開始する前の状態（図２１〜図２３）において、スライダー７は、図１３に示すホームポジションに保持されている。即ち、スライダー７は、戻しばね１８１の付勢力によって戻しタブ１８７が、位置決めプレート１８０に係止された弾性ストッパー１８４の衝止面、即ち短円筒部分１８４ａのシート搬送方向下流側端面に当接した位置で静止している。
【０１６５】
パンチ部材２１がシートの穿孔を開始すると、該パンチ部材と加工されるパンチ穴周縁との係合によって、スライダー７は穿孔本体部３と一体に、戻しばね１８１の付勢力に抗してシート搬送方向に、シートと共に移動する。図２８は、スライダー７が最大移動位置まで、即ちパンチ部材２１がパンチ穴から離脱する直前の位置まで移動した状態を示している。この後、スライダー７は穿孔本体部３と一体に、戻しばね１８１の付勢力によって一気に前記ホームポジションに戻される。
【０１６６】
図２９は、スライダー７が前記ホームポジションに戻されて、戻しタブ１８７が弾性ストッパー１８４に衝止された状態を示している。スライダー７には、一体に移動する穿孔本体部３の慣性力が加わるので、戻しタブ１８７と弾性ストッパー１８４との間には、衝突時に相当の衝撃が発生する。この衝撃によって、前記緩衝機構の弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３は、圧縮方向に弾性変形する。
【０１６７】
図３０は、これら弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３の弾性変形状態を部分的に拡大示している。同図において、実線部分は、戻しタブ１８７の衝突により前記弾性ストッパー及び緩衝ばねが最大に弾性変形した状態、想像線部分は、図１３の初期状態を示している。図中、Ｌr1、Ｌr2は、弾性ストッパー１８４の前記初期状態及び最大弾性変形時における軸線方向長さ、Ｌs1、Ｌs2は、緩衝ばね１８３の前記初期状態及び最大弾性変形時における軸線方向長さである。Ｄ、ｄは、弾性ストッパー１８４の前記初期状態及び最大弾性変形時における位置決めプレート１８０から下流側への突出量である。
【０１６８】
本実施形態では、戻しタブ１８７から受ける衝撃負荷を、弾性ストッパー１８４と緩衝ばね１８３とで分担して、変形エネルギーに変換して吸収する。弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３の最大変形量は、それぞれΔＬr＝Ｌr1−Ｌr2、ΔＬs＝Ｌs1−Ｌs2であり、それらの合計値ΔＬ＝ΔＬr＋ΔＬsが、前記緩衝機構全体の最大変形量である。これは、弾性ストッパー１８４の位置決めプレート１８０から下流側への突出量の変化量Δｄ＝Ｄ−ｄに等しい。
【０１６９】
戻しタブ１８７が位置決めプレート１８０に衝突すると、騒音及び／又はそれらの損傷を生じる虞がある。それらを防止するためには、最大弾性変形時における弾性ストッパー１８４の位置決めプレート１８０から下流側への突出量、ｄ＝Ｄ−（ΔＬr＋ΔＬs）＞０が必要である。従って、この式が成立するように、弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３の寸法及び弾性率を設定する。これは、スライダー７及び穿孔本体部３の質量、衝突直前の速度、最大移動量等に基づいて算出される前記スライダー及び穿孔本体部の運動エネルギーに対し、前記式が成立するように、弾性ストッパー１８４及び緩衝ばね１８３の寸法及び弾性率をシミュレーションすることによって決定することができる。
【０１７０】
本発明は、当然ながら、上述した実施形態のスタンドアローン型の穿孔システム１００に限定されるものではない。本発明の穿孔システム及びその制御方法は、画像形成装置や他の様々なシート処理装置に組み込むことができ、かかるシート処理装置を後処理装置として画像形成装置に接続した画像形成システムとして適用することもできる。
【０１７１】
図３３は、本発明の別の実施形態による穿孔システムの構成を概略的に示している。本実施形態の穿孔システムは、画像形成装置から搬出されるシートとシートとの間に、表紙や裏表紙、カバー紙、識別用のタグ紙等の挿入シートを挿入するためのインサート装置２２０である。同図に示すように、インサート装置２２０は、例えば複写機である画像形成装置２２１とその後処理装置２２２との間に接続され、これにより全体として本発明の画像形成システムを構成している。
【０１７２】
画像形成装置２２１には、本実施形態の複写機以外に、印刷機、ファクシミリ機等を用いることができる。後処理装置２２２は、必要に応じてシート束の綴じ処理、シートの裁断、トリミング処理又は折り処理等、様々なシート処理を行う機能を備える。但し、本実施形態では、インサート装置２２０が、シートにパンチ穴を穿孔する穿孔機能を有するので、後処理装置２２２がシートの穿孔機能を備える必要は無い。
【０１７３】
インサート装置２２０には、画像形成装置２２１から搬出されるシートを後処理装置２２２に搬送するために、該インサート装置の内部を左右方向に横断する略水平なシート搬送路２２４が設けられている。シート搬送路２２４の図中右端のシート入口端２２５は、隣接する画像形成装置２２１のシート搬出口２２６に接続するように配置されている。シート搬送路２２４の図中左端のシート出口端２２７は、隣接する後処理装置２２２のシート搬入口２２８に接続するように配置されている。
【０１７４】
インサート装置２２０は、その上部に、複数の挿入シートＳｉを載置することができる挿入シートトレイ２３０を備える。挿入シートトレイ２３０は、インサート装置２２０の上部から画像形成装置２２１とは反対側に、即ち図中左側に後処理装置２２２の上方へ斜め上向きに傾斜させて設けられている。
【０１７５】
インサート装置２２０の内部には、挿入シートＳｉを挿入シートトレイ２３０からシート搬送路２２４に搬送するために、挿入シート搬送路２３１が設けられている。挿入シート搬送路２３１は、インサート装置２２０内部の右側を略垂直に延長する中間部２３１ａと、該中間部の上端及び下端にそれぞれ接続する上部湾曲部２３１ｂ及び下部湾曲部２３１ｃとを有する。
【０１７６】
上部湾曲部２３１ｂは、その先端のシート供給口２３１が、挿入シートトレイ２３０の基端部即ち図中右側端の上部に開口し、該シート供給口の上部には、図１の穿孔システム１００におけるシート搬送部１０２と同様に、繰出ローラー２３３が設けられている。挿入シートトレイ２３０は、図示しないが、従来より画像形成装置に使用されている公知の給紙トレイと同様に、前記基端部における底面パネルが少なくとも部分的に昇降可能に設けられている。それにより、挿入シートトレイ２３０から挿入シートＳｉを挿入シート搬送路２３１に繰り出す際に、挿入シートＳｉの右端部分を持ち上げて、その最上面を下方から繰出ローラー２３３に押し付け得るように構成されている。
【０１７７】
下部湾曲部２３１ｃは、その下端が上方からシート搬送路２２４に接続している。下部湾曲部２３１ｃとシート搬送路２２４との接続部には、シート搬送方向の下流側に向けて揺動可能なフラッパー２３４からなる搬送路切換部が設けられている。前記搬送路切換部は、画像形成装置２２１からのシートを後処理装置２２２へ搬送する場合、前記接続部において、シート搬送路２２４の上流側即ちシート入口端２２５側を下流側即ちシート出口端２２７側と接続して、挿入シート搬送路２３１を遮断するようにフラッパー２３４を上向きに揺動させる。逆に、挿入シートトレイ２３０からの挿入シートを後処理装置２２２へ搬送する場合、挿入シート搬送路２３１をシート搬送路２２４の下流側と接続して、該シート搬送路の上流側を遮断するようにフラッパー２３４を下向きに揺動させる。
【０１７８】
挿入シート搬送路２３１には、繰出ローラー２３３の直ぐ下流側に、送給ローラー２３５と、それを押圧する分離ローラー２３６とが配置されている。図１の穿孔システム１００における送給ローラー１１１及び分離ローラー１１２と同様に、繰出ローラー２３３により挿入シートトレイ２３０から繰り出された挿入シートＳｉは、分離ローラー２３６によって最上位の１枚だけが分離されて、送給ローラー２３５により挿入シート搬送路２３１を下流側に搬送される。
【０１７９】
更に挿入シート搬送路２３１には、中間部２３１ａにシート搬送方向に沿って上流側から搬送ローラー対２３７とレジストローラー対２３８とが配置されている。レジストローラー対２３８は、一方のレジストローラーが回転駆動軸に一体回転するように軸支され、他方のレジストローラーが支持軸に回転自在に軸支され、前記両レジストローラーのローラー面を互いに圧接した状態で保持されている。レジストローラー対２３８は、その圧接部に挿入シートトレイ２３０から送られる挿入シートの先端を一旦当接衝止させ、該挿入シートの先端位置及び向きを調整した後、回転してシート搬送路２２４側に搬送する。
【０１８０】
別の実施形態では、挿入シート搬送路２３１に、搬送ローラー対２３７とレジストローラー対２３８との間に、公知のシート反転機構（図示せず）を設けることができる。前記シート反転機構は、例えば搬送ローラー対２３７の下流で挿入シート搬送路２３１から分岐した第１分岐路と、該第１分岐路に連続して設けられたシート反転通路と、該シート反転通路からレジストローラー対２３８の上流で挿入シート搬送路２３１に戻る第２分岐路と、前記第１分岐路と挿入シート搬送路２３１との間及び前記第１分岐路と前記第２分岐路との間で挿入シートの搬送方向を切り換える切換部材と、前記シート反転通路に設けられた反転ローラー対とから構成することができる。これにより、挿入シートトレイ２３０上の挿入シートＳｉを表裏引っ繰り返すことなく、画像形成装置２２１から搬出されるシート又はシート束の間に表紙と裏表紙として挿入することができる。
【０１８１】
シート搬送路２２４の前記接続部より下流側には、該シート搬送路２２４を搬送される画像形成装置２２１からのシート及び挿入シートトレイ２３０からの挿入シートにパンチ穴を穿孔するために、本発明による穿孔ユニット２が配設されている。図３４に示すように、穿孔ユニット２は、ベースユニット部４の取付ステー９をインサート装置２２０のハウジング２４０に固定することによって、所定の位置に取り付けられる。穿孔ユニット２の構成及び動作は、図１の穿孔システム１００のそれと同じであるので、これ以上の説明は省略する。
【０１８２】
穿孔ユニット２の直ぐ上流側には搬送ローラー対２４１が、直ぐ下流側には搬出ローラー対２４２が設けられている。シート搬送路２２４に沿って前記シート及び前記挿入シートを真直ぐに搬送するために、それぞれ複数対の搬送ローラー対２４１及び搬出ローラー対２４２が、該シート搬送路の搬送方向と直交する向きにかつその中心に関して対称に配置される。
【０１８３】
搬送ローラー対２４１は、画像形成装置２２１からシート搬送路２２４に送給されるシートに対して、レジストローラー対として機能する。即ち、画像形成装置２２１からのシートを、その先端を搬送ローラー対２４１のローラー同士の圧接部にを突き当てて整合させた後、下流側の穿孔ユニット２に送給する。搬出ローラー対２４２は、穿孔ユニット２による穿孔の有無に拘わらず、該穿孔ユニット２を通過したシートを後処理装置２２２に搬出する。
【０１８４】
更にシート搬送路２２４の前記接続部より下流側には、シートセンサー２４３が、搬送ローラー対２４１の直ぐ上流側に配設されている。シートセンサー２４３は、シート搬送路２２４を搬送される穿孔ユニット２側に向けて搬送される前記シート及び前記挿入シートの先端を検出する。図1の穿孔システム１００における第２のシート端センサー１６８と同様に、穿孔駆動モーター４８の駆動制御を行うために、シートセンサー２４３による前記シート先端の検出を起点として、それ以降の経過時間が計測され又はエンコーダー５５からのバルス信号がカウントされる。
【０１８５】
次に、インサート装置２２０におけるシートの搬送及び穿孔ユニット２による穿孔動作について説明する。この穿孔動作は、画像形成装置２２１（又は後処理装置２２２）に設けられた制御部によって制御することができる。尚、画像形成装置２２１からのシートを穿孔する動作及びその制御は、上述した穿孔システム１００の場合と実質的に同じであるので、説明を省略する。
【０１８６】
挿入シートトレイ２３０に積載された挿入シートＳｉは、その最上面に当接する繰出ローラー２３３によって、挿入シート搬送路２３１をその入口端から送給ローラー２３５に向けて繰り出される。繰り出された挿入シートＳｉは、送給ローラー２３５を押圧する分離ローラー２３６により最上面の１枚だけが分離されて、送給ローラー２３５により挿入シート搬送路２３１を下流側に搬送される。
【０１８７】
更に挿入シートＳｉは、搬送ローラー２３７によって挿入シート搬送路２３１を下方に搬送されるが、その先端がレジストローラー対２３８の圧接部に当接して衝止されると、搬送は一旦停止する。これによって、挿入シート搬送路２３１からシート搬送路２２４に送り込まれる前の挿入シートＳｉの先端位置及び向きが調整される。
【０１８８】
レジストローラー対２３８は、該レジストローラー対に衝止されて待機している挿入シートＳｉが、画像形成装置２２１から搬送されてくるシートに対して所定の枚数位置に挿入されるように、画像形成装置２２１からのシート搬送タイミングに合わせて、回転を開始する。遅くともこの直前に、前記搬送路切換部のフラッパー２３４が操作されて、挿入シート搬送路２３１を挿入シート搬送路２３１に接続する。これにより、挿入シートＳｉは、画像形成装置２２１からのシートと衝突したり重なることなく、シート搬送路２２４に導入される。この後、フラッパー２３４は、挿入シートＳｉが連続して送り込まれない限り、シート搬送路２２４をシート入口端２２５に向けて開放するように駆動される。
【０１８９】
シート搬送路２２４をシート出口端２２７に向けて搬送される挿入シートＳｉは、穿孔ユニット２を通過する際に、該穿孔ユニットによってパンチ穴を穿設することができる。画像形成装置２２１（又は後処理装置２２２）の前記制御部は、挿入シートＳｉの先端がシートセンサー２４３により検出されると、その後の経過時間と搬送ローラー対２４１のシート搬送速度とから、シート搬送路２２４における挿入シートＳｉの位置を正確に検知する。
【０１９０】
穿孔ユニット２は、挿入シートＳｉが所定の穿孔動作開始位置に達すると、穿孔駆動モーター４８を作動させて穿孔動作を開始する。これにより、パンチ部材２１が、回転しながら軸線方向に上死点位置と下死点位置との間を昇降して、挿入シートＳｉを搬送しながらパンチ穴を穿設する。穿孔ユニット２の具体的な穿孔動作及びその制御は、図２１〜図２７を用いて説明した図１の穿孔システム１００の場合と実質的に同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１９１】
穿孔された挿入シートＳｉは、搬出ローラー対２４２によりシート搬送路２２４のシート出口端２２７から搬出されて、後処理装置２２２に送り込まれる。挿入シートＳｉにパンチ穴を形成しない場合、挿入シートＳｉは、挿入シートトレイ２３０から上述したように挿入シート搬送路２３１を搬送されてシート搬送路２２４に入り、そのまま穿孔ユニット２を通過して後処理装置２２２に搬出される。
【０１９２】
インサート装置２２０も、上述した図３３の実施形態に限定されるものではない。例えは、別の実施形態では、挿入シートを単葉のシートではなく、ロール紙をカッターで一葉ずつ切断して送給するように構成することができる。また、インサート装置２２０は、後処理装置２２２と一体に構成することができる。この場合、後処理装置２２２を画像形成装置２２１に直接接続することによって、同様に本発明の画像形成システムを構成することができる。
【０１９３】
以上、本発明を好適な実施形態に関連して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その技術的範囲において、様々な変更又は変形を加えて実施し得ることは言うまでもない。例えば、穿孔システム及び穿孔ユニットは、水平に搬送されるシートに対して垂直方向に往復動して穿孔するパンチ部材を備えるものであれば、上記実施形態以外の様々な構成のものを適用することができる。
【符号の説明】
【０１９４】
１      穿孔装置本体部
２      穿孔ユニット
３      穿孔本体部
４      ベースユニット部
７      スライダー
８      ベース部
２１    パンチ部材
２２    穿孔刃
３１    カム部材
３３    カム溝
４１    センサーフラグ部材
４８    穿孔駆動モーター
５５    エンコーダー
６０    ポジションセンサー
８０    制御部
１００  穿孔システム
１０１  ハウジング
１０２  シート搬送部
１０５  シート搬送経路
１０６  シート供給トレイ
１０７  シート排出トレイ
２２０  穿孔システム
２２１  画像形成装置
２２２  後処理装置
２２４  シート搬送路
２３１  挿入シート搬送路
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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