(57)【要約】【課題】小型で高速処理が可能な用紙穿孔装置を低コストで提供し、特に、穿孔動作のための駆動モータとしてＤＣブラシモータを使用したときに、モータ停止精度を良好に構成する。【解決手段】パンチモータ回転方向フラグをチェックし（Ｓ１０１）、正回転側であると、パンチモータを正回転させ（Ｓ１０２）、逆回転側であると逆回転させる（Ｓ１０３）。そして、ホームポジションセンサがＯＦＦになりホームポジションを検出すると（Ｓ１０４）、エンコーダのパルスカウントを開始する（Ｓ１０５）。次いで、ブレーキ開始パルス数Ｐｂを演算し（Ｓ１０６）、パルスカウント値がＰｂになると（Ｓ１０７）、パルスモータにブレーキをかける（Ｓ１０８）。パルスモータが停止すると（Ｓ１０９）、パンチモータ回転方向フラグを反転させ（Ｓ１１０）、処理を終える。【選択図】        図１６
2005014160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に対して穿孔する用紙穿孔装置において、
穿孔動作のためのモータと、
前記モータの駆動量を検出するためのモータ駆動量検出手段と、
穿孔対象となる用紙の紙厚を認識する紙厚認識手段と、
前記紙厚認識手段によって認識した紙厚に応じて穿孔動作時のモータ停止動作を変化させる制御手段と、
を備えていることを特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項２】
前記モータはＤＣブラシモータであり、モータ停止手段は短絡ブレーキであることを特徴とする請求項１記載の用紙穿孔装置。
【請求項３】
前記モータはＤＣブラシモータであり、モータ停止手段は逆転ブレーキと短絡ブレーキを組み合わせたものであることを特徴とする請求項１記載の用紙穿孔装置。
【請求項４】
前記制御手段は、モータ停止動作開始位置を変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置。
【請求項５】
前記モータ駆動量検出手段は、モータの駆動に伴って回転するエンコーダと、光学センサとからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置。
【請求項６】
穿孔するためのパンチ刃のホームポジション位置を検出するためのホームポジション検出手段を備え、このホームポジション検出手段が、前記モータの駆動に伴って回転するフィラーと、光学センサとからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置。
【請求項７】
前記紙厚認識手段は、通信手段を介して接続された画像形成装置から用紙の紙厚情報を受け取って紙厚を認識することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置と、
用紙に対して前記穿孔処理を含む処理を実行して排紙する用紙処理手段と、
を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項９】
請求項８記載の用紙処理装置と、
前記用紙処理装置が一体または別体に設けられた画像形成装置と、
からなる画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
複写機、プリンタ、印刷機などから排出された用紙に対して穿孔する用紙穿孔装置、この用紙穿孔装置を搭載した用紙処理装置、及びこの用紙処理装置が一体または別体に設けられた画像形成装置とからなる画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、装置の小型、低コスト化が求められてきている。用紙穿孔装置（以下、パンチユニットとも称す）においても小型、低コストを目指しＤＣブラシモータが穿孔駆動モータとして用いられてきている。一方、２穴／３穴切替えパンチ機能や、パンチ動作の高速化（パンチ時間の短縮化）も求められ、それによって停止精度が悪くなる傾向にあり、停止精度の向上が課題となっている。
【０００３】
回転駆動をパンチ動力とするパンチユニットは特許文献１に示すように従来から知られており、動力源のモータ種類は、ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ＤＣブラシモータ等がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００２−３３７０９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載されているように、２穴／３穴切替え機能があり、この副作用としてはパンチ刃の退避位置（刃が下フレームから突出しない位置）にあるモータ駆動範囲が狭くなる。このため、モータ停止精度が悪いと停止時にパンチ刃が下フレームから突出してしまい、紙搬送等に不具合が発生する。一方、この種のパンチユニットの動力源としてのモータとしては、ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ＤＣブラシモータ等が使用されている。停止位置を向上させるには、前記モータのうちステッピングモータのように回転量を制御できるモータの使用が望ましいが、ステッピングモータのような回転量を制御できるモータによって用紙穿孔に必要なトルクを確保するためにはモータが大型化し、コストも高くなる。更に近年、後処理装置の高速化に伴いパンチ時間の高速化も求められるようになり、これによってもモータの大型化、コスト高となりやすい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、小型で高速処理が可能、かつモータ停止精度も良好な低コストの用紙穿孔装置、この用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置、及びこの用紙処理装置を備えた画像形成システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、搬入されてきた用紙に対して穿孔する用紙穿孔装置において、穿孔動作のためのモータと、前記モータの駆動量を検出するためのモータ駆動量検出手段と、穿孔対象となる用紙の紙厚を認識する紙厚認識手段と、前記紙厚認識手段によって認識した紙厚に応じて穿孔動作時のモータ停止動作を変化させる制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、第１の手段において、前記モータはＤＣブラシモータであり、モータ停止手段は短絡ブレーキであることを特徴とする。
【０００９】
第３の手段は、第１の手段において、前記モータはＤＣブラシモータであり、モータ停止手段は逆転ブレーキと短絡ブレーキを組み合わせたものであることを特徴とする。
【００１０】
第４の手段は、第１ないし第３の手段において、前記制御手段は、モータ停止動作開始位置を変更することを特徴とする。
【００１１】
第５の手段は、第１ないし第４の手段において、前記モータ駆動量検出手段は、モータの駆動に伴って回転するエンコーダと、光学センサとからなることを特徴とする。
【００１２】
第６の手段は、第１ないし第５の手段において、穿孔するためのパンチ刃のホームポジション位置を検出するためのホームポジション検出手段を備え、このホームポジション検出手段が、前記モータの駆動に伴って回転するフィラーと、光学センサとからなることを特徴とする。
【００１３】
第７の手段は、第１ないし第６の手段において、前記紙厚認識手段は、通信手段を介して接続された画像形成装置から用紙の紙厚情報を受け取って紙厚を認識することを特徴とする。
【００１４】
第８の手段は、第１ないし第７の手段に係る用紙穿孔装置と、用紙に対して前記穿孔処理を含む処理を実行して排紙する用紙処理手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第９の手段は、第８の手段に係る用紙処理装置と、前記用紙処理装置が一体または別体に設けられた画像形成装置とから画像形成システムを構成したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係る用紙後処理装置の概略構成を示す図、図２及び図３は図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システムの概略構成を示す図である。図２に示した形態は複写機としてのシステムの概略を示しており、画像形成装置ＰＲ、用紙を前記画像形成装置に供給する給紙装置ＰＦ、画像を読み込むためのスキャナＳＣ及び循環式自動原稿給送装置ＡＲＤＦからなる。前記画像形成装置ＰＲにより画像形成された用紙は中継ユニットＣＵを経由して、フィニッシャＦＲの入口ガイド板に搬送されることになる。図３はスキャナＳＣ及び循環式自動原稿給送装置ＡＲＤＦのないプリンタ形態のシステムの概略で、その他の構成は、上記複写機と同様である。
【００１８】
フィニッシャＦＲとして示した用紙後処理装置は、前記に示すように画像形成装置ＰＲの側部に取り付けられており、画像形成装置ＰＲから排出された用紙は用紙後処理装置ＦＲに導かれ、用紙後処理装置ＦＲの持つ機能により各種の後処理が施される。なお、画像形成装置ＰＲは、例えば電子写真方式の画像形成プロセスの装置やインクジェット方式の印字ヘッドを持った装置など、公知の画像形成機能を有する装置であればよいので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
用紙処理装置としての用紙後処理装置ＦＲでは、図１に示すように画像形成装置ＰＲから受け入れられた用紙は、１枚の用紙に後処理を施す穿孔手段としてパンチユニット３を有する入口搬送路Ａを通り、排紙ローラ７からプルーフトレイ１８へ導く上搬送路Ｂ、シフトコロ９へ導く中間搬送路Ｃ、整合及びステイプル綴じ等を行うステイプルトレイ１０へ導く下搬送路Ｄへ、分岐爪２４、ターンガイド３６及び分岐爪２５、ターンガイド３７によって振り分けられるように構成される。搬送ローラ３３，３４，３５によってステイプルトレイ１０上に搬送された用紙はステイプルトレイ１０上で、ジョガーフェンス１２により用紙搬送方向と垂直な方向に整合され、搬送方向は叩きコロ８により後端フェンス２７を基準に整合される。その後、端面綴じの場合は所定位置でのステイプル処理が行われ、放出爪１１により上方へ搬送され、放出ローラ１５によって排紙トレイ１７に排紙され積載される。符号１６は放出ローラ
図５は、前記放出爪１１の駆動部の概略を示したものであるが、放出ベルト１４が巻回されたタイミングプーリ１０１，１０２の駆動側のタイミングプーリ１０１には、駆動軸１０３が連結され、当該駆動軸に設けられたギヤ列１０４，１０５を介してステッピングモータ１０６から駆動力を得ている。
【００２０】
一方、中綴じの場合には、用紙束が揃えられた後、束搬送ローラ対１３ａ，１３ｂにより下方へ束搬送され、中綴じ位置で綴じ処理が行われる。そして、中綴じ処理が終了すると、束搬送ローラ２６ａ，２６ｂにより折り位置までの搬送が実施され、折りプレート１９と折りローラ対２０によって中折り処理がなされ、中折り排紙ローラ２２によって中折り排紙トレイ２３に排紙され、積載される。
【００２１】
上搬送路Ｂ、中間搬送路Ｃ、下搬送路Ｄの上流で各々に対し共通な入口搬送路Ａには、画像形成装置ＰＲから受け入れる用紙を検出する入口センサ３０１、その下流に搬送ローラ３１、パンチユニット３、その下流に分岐爪２４、ターンガイド３６が順次配置されている。
【００２２】
分岐爪２４は図示しないバネにより図１の実線の状態に保持されており、図示しないソレノイドをＯＮすることにより、図示反時計方向に回動し、下搬送路Ｄ方向へ用紙を振り分け、ソレノイドＯＦＦならば上搬送路Ｂへ用紙を振り分ける。分岐爪２５は図示しないバネにより図１の実線の状態に保持されており、図示しないソレノイドをＯＮすることにより、時計方向に回動し、中間搬送路Ｃへ用紙を振り分ける。ソレノイドＯＦＦならば、用紙はそのまま下搬送路Ｄへ送られ、搬送ローラ３３，３４により搬送される。ターンガイド３６，３７はそれぞれ分岐爪２４，２５による用紙の振り分けを助ける働きを有する。これらのターンガイド３６，３７は、分岐爪２４，２５によって搬送方向を曲げられた用紙が当たって連れ回りし、小径の分岐部での用紙の搬送抵抗を低減する機能を有する。
【００２３】
中間搬送路Ｃには用紙を搬送方向と直角方向に一定量だけ移動可能なシフトコロ９が備えられている。シフトコロ９は、図示しない駆動手段により搬送方向と直角方向に移動させることによりシフト機能を発揮する。搬送ローラ３２及びターンローラ３７を経て中間搬送路Ｃへ送られて来た用紙はシフトコロ９で搬送中に搬送方向と直角方向に一定量移動することによって、用紙が搬送方向と直角方向に一定量ずれ、その状態のまま放出ローラ１５によって排紙され、排紙トレイ１７に積載される。なお、前記タイミングは、コロシフトセンサ３０３の用紙検知情報及び用紙のサイズ情報等に基づき決定される。
【００２４】
下搬送路Ｄにはステイプルトレイ排紙センサ３０５が設けられ、搬送路中の用紙の有無及びステイプルトレイ１０へ用紙を排出する際の揃え動作のトリガとしている。搬送路Ｄに送られた用紙は、搬送ローラ３３，３４，３５によって順次搬送され、ステイプルトレイ１０に積載後、整合される。
【００２５】
ステイプルトレイ１０に排紙された用紙の後端は、第１の用紙束規制手段としての後端フェンス２７を基準に整合が行われる。後端フェンス２７は、図６に示すように束搬送ローラ１３ａの中心軸を中心に回動可能な構成となっており、ソレノイド７０により後端フェンス２７のソレノイド側の端部２７ａが駆動され、先端部２７ｂが搬送路から待避する。これにより、用紙束の搬送が妨げられないように構成されている。なお、符号７１は後端フェンス２７の先端部２７ｂを常時搬送路から退避する側に弾性付勢するバネである。
【００２６】
ステイプルトレイ１０に積載された用紙は、叩きコロ８によって随時下に落とされて下端が揃えられる。叩きコロ８は支点８ａを中心に、ステイプルトレイ１０回りの機構を示す斜視図である図４に示すように、叩きソレノイド８ｓによって振り子運動を与えられ、ステイプルトレイ１０へ送り込まれた用紙に間欠的に作用して用紙を後端フェンス２７に突き当てる。なお、叩きコロ８はタイミングベルト８ｔにより反時計回りに用紙を後端フェンス２７へ移動させる方向に回転している。ステイプルトレイ１０に積載された用紙の搬送方向と直角方向の揃えは、ジョガーフェンス１２によって行なわれる。ジョガーフェンス１２は図４に示す正逆転可能なジョガーモータ１２ｍによりタイミングベルト１２ｂを介して駆動され、用紙の搬送方向と直角方向に往復移動する。この運動で用紙の端面を押さえる動作を行うことにより、搬送方向と直角の用紙の揃えを行う。この動作は用紙積載中及び最終用紙の積載後の随時に行なわれる。ステイプルトレイ１０に備えられたセンサ３０６は、ステイプルトレイ１０上の用紙の有無を検知する所謂用紙検知センサである。これら叩きコロ８、後端フェンス２７及びジョガーフェンス１２が用紙束を用紙搬送方向に対して平行な方向と直交する方向に整合させる整合手段を構成している。
【００２７】
束搬送ローラ１３ａ，１３ｂ及び２６ａ，２６ｂは、図７に示す機構により、加圧、解放動作が可能であり、解放した状態で用紙束を間に通した後、加圧して用紙束を搬送する。束搬送ローラ１３ａ，１３ｂ及び２６ａ，２６ｂは圧解除モータ６３により圧接離間移動が自在になっている。前記搬送コロ１３ａ，１３ｂ及び２６ａ，２６ｂはステッピングモータ５０により回転駆動され、このステッピングモータ５０の回転数を制御することにより用紙束の搬送量が制御される。各束搬送ローラ１３ａ，１３ｂ及び２６ａ，２６ｂの両者はそれぞれ別個独立して圧接離間移動が自在になっている。各束搬送ローラの圧解除機構は、同様となっているので束搬送ローラ１３ａ，１３ｂについて詳細に説明する。
【００２８】
図７に示すように束搬送ローラ１３ａ，１３ｂは、回転方向が反対でかつ同速度で回転するように駆動系が連結されている。駆動は、ステッピングモータ５０を駆動源として束搬送ローラ１３ａに同軸に配されたタイミングプーリ５３およびギアプーリ５４に、タイミングベルト５２をステッピングモータ５０の駆動軸５１を介して駆動することにより伝達される。さらにギアプーリ５４から、アイドラプーリ５５を経て、アーム５６を介して束搬送ローラ１３ｂと同軸上に配されたタイミングプーリ５８にタイミングベルト５７により駆動力が伝達され、束搬送ローラ１３ｂが回転することになる。アーム５６は、ギアプーリ５５を中心に回動可能となっており、束搬送ローラ１３ｂ軸に設けられた引張スプリング６４により用紙へ圧接する方向に作用している。また、束搬送ローラ１３ｂ軸にはリンク５９が連結されており、前記リンクの他方側には長穴５９ａが設けられ、ギヤ６０の円周上に設けられた凸部６０ｐに回動自在に遊嵌されている。また、前記ギア６０の一端には束搬送ローラ１３ａ，１３ｂの開放状態をフィラー６０ａによって検知するためのセンサ６１が設けられ、ステッピングモータ６３を反時計回り及び時計回りに回転させ、駆動ギア６２によりギア６０を駆動し、圧接及び圧解除を行う。図７（ａ）が圧解除の状態、図７（ｂ）が圧接の状態である。
【００２９】
ステイプルユニット５は針を打ち出すステッチャ部５ａと用紙束に打ち込まれた針の先端を曲げるクリンチャ部５ｂから構成されている。本実施形態におけるステイプルユニット５では、これらステッチャ５ａとクリンチャ５ｂが別体に構成され、ステイプラ移動ガイド６によって用紙束搬送方向と直角方向に移動可能となっており、ステッチャ５ａとクリンチャ５ｂは図示しない相対的位置決め機構と移動機構を備えている。用紙束の搬送方向のステイプル位置は、束搬送ローラ１３ａ，１３ｂにより用紙束を搬送することによって行う。これらにより、用紙束の様々な位置にステイプル止めを行うことができる。
【００３０】
ステイプルユニット５の用紙搬送方向下流側（用紙を折る場合の下流側、位置的には下側）にあるのが、中折り機構部である。これは、折りローラ対２０、折りプレート１９、ストッパ２１などから成り、上流のステイプルユニット５で、用紙の搬送方向中央にステイプル止めした用紙束を束搬送ローラ１３ａ，１３ｂによりストッパ２１に突き当るまで搬送し、一旦、束搬送ローラ１３ｂのニップ圧を解除することにより、用紙束の折り基準位置の位置が決められる。その後、束搬送ローラ２６ａ，２６ｂのニップ圧をかけて用紙束を保持し、ストッパ２１が後退して用紙束後端から外れ、画像形成装置本体から送られた用紙サイズ信号により、必要な距離を搬送されて折りの位置が出される。折りの位置（通常は用紙束搬送方向の中央）まで搬送され、停止した用紙束は、折りプレート１９によって折りローラ対２０のニップに押し込まれ、折りローラ対２０が用紙束を加圧、回転することより中折りされる。その際、用紙サイズが大きいと前記ストッパ２１よりも用紙搬送方向下流側に用紙束が送られる。そこで、この実施形態では、ストッパ２１配設位置より下流側の搬送経路を湾曲させて用紙束の端部を水平方向に導いている。このように構成することにより、大きな用紙サイズのものであっても、用紙の搬送が可能となり、用紙後処理装置ＦＲの高さ方向のサイズをコンパクトにすることが可能となる。
【００３１】
なお、図８に示すように第２の用紙束規制手段としてのストッパ２１は束搬送ローラ２６ａの中心軸を中心に回動可能な構成となっており、ソレノイド７２によりソレノイド側の端部２１ａが駆動され、先端部２１ｂが搬送路から待避する構成となっている。符号７３はストッパ２１の先端部２１ｂを常時搬送路に突出させるためにストッパ２１を弾性付勢するバネである。折られた用紙束は中折り排紙ローラ２２によって、中折り排紙トレイ２３に排紙され、積載される。中折り部のセンサ３１０，３１１は用紙の有無を検知する。また、中折り排紙トレイ２３のセンサ３１３は、中折り排紙トレイ２３上の用紙束の有無を検知し、用紙束無しの状態から排紙した用紙束の数をカウントすることにより、中折り排紙トレイ２３の満杯検知を擬似的に行うために用いられる。また、折りエンドストッパ位置検知センサ３１２は、ストッパ２１の作動及びストッパが解除されたときの用紙束の端部位置を検出する。
【００３２】
端面綴じの動作を図９に示す。図９（ａ）では、用紙搬送方向後端部と用紙搬送方向に直交する方向とが揃えられ、１部の用紙の必要枚数が揃った状態である。この状態から図９（ｂ）に示すように束搬送ローラ１３ａ，１３ｂに銜え込まれ、図９（ｃ）に示すように後端フェンス２７が後退してスティプルユニット５が綴じ位置に移動し、図９（ｄ）に示すように綴じ位置で綴じ動作が行われる。
【００３３】
中綴じ製本の動作を図１０に示す。図１０（ａ）では、用紙搬送方向後端部と用紙搬送方向に直交する方向とが揃えられ、１部の用紙の必要枚数が揃った状態である。この状態から図１０（ｂ）に示すように束搬送ローラ１３ａ，１３ｂに銜え込まれ、後端フェンス２７が後退し、用紙束を折りプレート１９方向（下方）に搬送する。そして、用紙束はスティプルユニット５による綴じ位置である用紙束の搬送方向長さの中央で止められ、中綴じされる。
【００３４】
中綴じされた用紙束は、図１０（ｃ）に示すようにさらに下方に搬送され、ストッパ２１に当接させて位置決めした後、綴じ位置が折りプレート１９の位置（折り位置）に達するまで、さらに搬送される。そして、図１０（ｄ）に示すように前記位置で用紙束を停止させ、折りプレート１０を突出させて折りローラ２０にニップに押し込む。このようにして、綴じ位置で２つ折りすることが可能になる。なお、折りプレート１９の先端が用紙束に接触する程度突出させておけば、前記折り位置に達するとスティプル針が折りプレート１９に当接するので、折り位置の位置精度が確保できる。
【００３５】
図１１は本実施形態に係る用紙後処理装置ＦＲの制御回路を画像形成装置とともに示すもので、制御装置としてのメイン制御板３５０は、ＣＰＵ３６０を中心とするマイクロコンピュータからなり、パルスカウンタ３６１及びタイマ３６２を備え、画像形成装置ＰＲ本体のコントロールパネルの各スイッチ等、および入口センサ３０１、上排紙センサ３０２、コロシフトセンサ３０３、スティプル排紙センサ３０５、ステイプルトレイ紙有無センサ３０６、放出爪位置検知センサ３０７、排紙センサ３０８、紙面検知センサ３０９、折りユニット紙有無検知センサ３１０、折りローラ配置検知センサ３１１、折りエンドストッパ位置検知センサ３１２、紙有無検知センサ３１３等の各センサ３７１からの信号がＣＰＵ３６０へ入力される。ＣＰＵ３６０は、入力された信号に基づいて、各種モータ３７２，３７３やソレノイド３７４，３７５などの制御を司る。また、パンチユニット３もパンチ中継基板３８０を介してセンサやスイッチ３８５からの入力に応じてクラッチやモータ３８１，３８２，３８３をモータドライバ３８４を介して制御することによりＣＰＵ３６０の指示によって孔明けを実行する。
【００３６】
なお、用紙後処理装置ＦＲの制御は前記ＣＰＵ３６０が図示しないＲＯＭに書き込まれたプログラムを、ＲＡＭ３６３をワークエリアとして使用しながら実行することにより行われる。
【００３７】
以下、本実施形態におけるパンチユニット部について説明する。
本発明の一実施形態に係るパンチユニットの外観を示す斜視図を図１２に、側面図を図１３に、パンチモータ近傍の拡大図を図１４に、駆動伝達機構部の拡大図を図１５に示す。
【００３８】
図１２に示すように、本実施形態に係るパンチユニットは、２穴（３−１）及び３穴（３−２）のパンチが可能なパンチユニットであり、２穴で穿孔するか３穴で穿孔するかの選択、及びそのときの駆動機構は、前述の特許文献１記載の発明と同等であり、公知の技術であるので、ここでの説明は省略する。
【００３９】
用紙後処理装置ＦＲに搬送された用紙は図１３のギャップ３−１１からパンチユニット３に進入し、穿孔動作が行われる。図１４に示すＤＣモータとしてのＤＣブラシモータ（パンチモータ）３−６は穿孔の駆動源である。ＤＣブラシモータ３−６が回転すると、図１５に示すギア３−８、クランクギア３−９が回転し、スライドリンク３−１０が左右にスライドする。スライドリンク３−１０のスライドによって、パンチ刃３−１又は３−２が上下に動き穿孔動作が行われる。スライドをパンチの上下動に伝達する機構は、例えば前述の特許文献１に記載された公知の機構が使用される。
【００４０】
図１４に示すＤＣブラシモータ３−６が回転すると、ＤＣブラシモータ３−６の軸上に取り付けられたエンコーダ３−５が回転し、パルスカウントセンサ３−３の出力が変化する。図１１に示すように、センサ３８５の出力はＣＰＵ３６０のパルス入力ポートから入力されＣＰＵ３６０内のパルスカウンタ３６１によってカウントされる。ホームポジションフィラー３−７は、クランクギア３−９の軸上に取り付けられており、パンチ刃３−１又は３−２がホームポジション（パンチ刃が下フレームからギャップ３−１１に突出しない位置）にある時に、ホームポジションセンサ３−４がホームポジションフィラー３−７の切り欠きを検出するように取り付けられている。ホームポジションフィラー３−７の切り欠きは、１８０°対向する位置に計２つあり、どちらもパンチ刃が下フレームからギャップ３−１１に突出しない位置となる。
【００４１】
パンチ刃３−１又は３−２がホームポジションの状態から、ホームポジションフィラー３−７を半回転させて停止させると、回転方向に応じてパンチ刃３−１又は３−２のどちらかが穿孔動作（上下動）を行い再びホームポジションの状態になる。この状態から前回と逆方向にＤＣブラシモータ３−６を回転させると、前回と同じパンチ刃（３−１又は３−２）が再び穿孔動作を行う。前回と同方向にＤＣブラシモータ３−６を回転させた場合は、前回と違うパンチ刃（３−１又は３−２）が穿孔動作を行う。
【００４２】
ＤＣブラシモータ３−６を動力源に使用した場合の一番大きな課題は、停止精度の悪さである。全く同一の制御において穿孔から停止動作を行った場合、モータの特性のばらつき、駆動電圧のばらつき、穿孔用紙の紙厚の違い、ユニット間の機械的負荷のばらつき、等によって停止位置が大きく変動する。停止精度が悪いと、停止時にパンチ刃がホームポジションから外れて、紙搬送等に不具合が発生する。
【００４３】
そこで、本実施形態では、以下のように制御している。
イニシャル動作及び穿孔動作時にＤＣブラシモータ３−６の回転に伴い、ホームポジションフィラー３−７が回転するとホームポジションの切り欠きのエッジ（ホームポジションＯＦＦ）をホームポジションセンサ３−４が検出する。同時にＣＰＵ３６０内のパルスカウンタ３６１によってパルスカウントを開始する。これによって、その後いつでもホームポジションＯＦＦからのカウントパルス数Ｐ、つまりはパンチ刃３−１又は３−２の上下方向の位置を知ることができる。
【００４４】
カウントパルス数Ｐが、規定値Ｐｂｉになった時点でモータ３−６にブレーキをかけ、モータ３−６を停止させる場合、紙厚が薄く駆動負荷が軽いとモータ速度が速くので、停止位置が狙いに対してオーバーランする傾向になる。逆に、紙厚が厚く駆動負荷が重いとモータ速度が遅くなるので、停止位置が狙いに対して手前にくる傾向になる。そこで、いつでも狙いの停止位置に極力近づけるためにブレーキ開始位置を補正する。この補正は、紙厚が薄い場合、ブレーキ開始位置を早めにし、紙厚が厚い場合、ブレーキ開始位置を遅めにすることによりおこなわれる。
【００４５】
ブレーキ開始位置の計算式の一例を以下に示す。
ブレーキ開始位置のパルスカウント値をＰｂとすると、紙厚が薄い場合ブレーキ開始位置を早めにし、紙厚が厚い場合ブレーキ開始位置を遅めにするには、
Ｐｂ＝Ｐｄ＋Ｋ×Ｐｔｃ・・・（１）
の計算式を使用する。この場合、
Ｐｂ：ブレーキ開始位置のホームポジションＯＦＦからのパルスカウント値
Ｐｄ：規定パルス数
Ｋ：補正係数
Ｐｔｃ：紙厚補正値（紙厚が厚いほど大きい値を設定する）
となる。
【００４６】
このときの制御手順を図１６のフローチャートに示す。
まず、この穿孔動作では、まず、パンチモータ３−６回転方向フラグをチェックし（ステップＳ１０１）、正回転側であると、パンチモータ３−６を正回転させ（ステップＳ１０２）、逆回転側であると逆回転させる（ステップＳ１０３）。そして、ホームポジションセンサ３−４がＯＦＦになりホームポジションを検出すると（ステップＳ１０４）、エンコーダ３−５のパルスカウントを開始する（ステップＳ１０５）。次いで、前記（１）式に基づいてブレーキ開始パルス数Ｐｂを演算し（ステップＳ１０６）、パルスカウント値がＰｂになると（ステップＳ１０７）、パルスモータ３−６にブレーキをかける（ステップＳ１０８）。パルスモータ３−６が停止すると（ステップＳ１０９）、パンチモータ回転方向フラグを反転させ（ステップＳ１１０）、処理を終える。
【００４７】
（１）式のＰｄ、Ｋ、Ｐｔｃの設定は、ユニット、モータ特性等によって最適値を実験値から決定する。また、この実施形態では、補正式は、（１）式のように設定し、この実施形態の動作を（１）式に沿って説明したが、補正式は、ユニット、モータ特性等によって最適な式を実験値から決定するべきものである。
【００４８】
なお、紙厚の検知は、用紙後処理装置側で行っても良いが、画像形成装置側で検知する方法が一般的であり、その場合、通信手段を介して用紙後処理装置ＦＲに通知する。画像形成装置側での紙厚検知方法は、オペレータの入力や、例えば特開２００２−１９５８０２号公報開示のような公知の検知手段が用いられる。
【００４９】
モータブレーキ動作は、停止精度の面から短絡ブレーキ（図３に示すモータドライバにてＤＣブラシモータ３−６の２端子をショートさせる）が望ましい。しかし、一定時間逆転ブレーキ→一定時間後短絡ブレーキの動作で停止させることで、穿孔時間を短縮することが出来る。
【００５０】
ブレーキ動作の開始は、出来るだけＣＰＵの割込み処理を使用すると停止精度がさらに向上する。
【００５１】
このように本実施形態によれば、パンチモータ（穿孔駆動モータ）３−６としてＤＣブラシモータを採用し、このように制御することにより、モータ停止精度も良好とすることが可能となり、結果として小型、高速、低コストなパンチユニットを提供することができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、小型で高速処理が可能な用紙穿孔装置、この用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置、この用紙処理装置を備えた画像形成システムを低コストで提供することができ、特に、穿孔動作のための駆動モータとしてＤＣブラシモータを使用したときに、モータ停止精度を良好に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る用紙後処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システム（複写機形態）の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示した用紙後処理装置を備えた画像形成システム（プリンタ形態）の概略構成を示す図である。
【図４】スティプルトレイ回りの機構を示す斜視図である。
【図５】放出ベルトと放出爪の駆動部の概略を示す図である。
【図６】後端フェンスの駆動機構を示す図である。
【図７】束搬送ローラの接離機構及び動作を示す図である。
【図８】ストッパの駆動機構を示す図である。
【図９】端面綴じの動作を示す図である。
【図１０】中綴じの動作を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る用紙後処理装置の制御回路を画像形成装置とともに示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るパンチユニットの外観を示す斜視図である。
【図１３】図１２の側面図である。
【図１４】パンチモータ近傍の拡大図である。
【図１５】パンチユニットの駆動伝達機構部の拡大図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る用紙穿孔装置の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３  パンチユニット
３−１  ２穴のパンチ
３−２  ３穴のパンチ
３−３  パルスカウントセンサ
３−４  ホームポジションセンサ
３−５  エンコーダ
３−６  ＤＣブラシモータ
３−７  ホームポジションフィラー
３−８  ギア
３−９  クランクギア
３−１０  スライドリンク
３−１１  ギャップ
３５０  制御装置
３６０  ＣＰＵ
ＦＲ  用紙後処理装置（フィニッシャ）
ＰＲ  画像形成装置
【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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