(57)【要約】【課題】アクチュエータを用いることなく穿孔動作の停止精度を向上させる。【解決手段】用紙を穿孔する穿孔刃と、穿孔刃を駆動する穿孔モータと、穿孔刃の駆動軸に設けられ、穿孔刃のホームポジションを検知するためのホームポジションフィラー及びホームポジションセンサと、を備えた用紙穿孔装置であって、ホームポジションフィラーが回転し、ホームポジションフィラーがホームポジションに位置したとき、ホームポジション位置でホームポジションフィラーを一時的に保持する保持部及び被保持部を備え、穿孔モータを停止させる際、穿孔モータを低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、穿孔動作時のトルクより弱いトルクで回転させ、ホームポジションフィラー（被保持部）を保持部に保持させる（ステップＳ１１１−ステップＳ１２１）。【選択図】図１０
2013129013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を穿孔する穿孔刃と、
前記穿孔刃を駆動する穿孔モータと、
前記穿孔刃の駆動軸に設けられ、当該穿孔刃のホームポジションを検知するためのホームポジションフィラー及びホームポジションセンサと、
を備えた用紙穿孔装置であって、
前記ホームポジションフィラーが回転し、当該ホームポジションフィラーがホームポジションに位置したとき、当該ホームポジション位置で前記ホームポジションフィラーを一時的に保持する保持手段と、
前記穿孔モータを停止させる際、当該穿孔モータを低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、穿孔動作時のトルクより弱いトルクで回転させ、前記ホームポジションフィラーを前記保持手段に保持させる制御手段と、
を備えたこと特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項２】
請求項１に記載の用紙穿孔装置であって、
前記保持手段が、
前記ホームポジションフィラー側に設けられた凹部と、
装置本体側に設けられ、先端が前記ホームポジションフィラーの外周部に接触した状態で当該ホームポジションフィラーが回転可能であって、前記先端が前記凹部に離脱可能に嵌入する揺動部材と、
を備えていることを特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の用紙穿孔装置であって、
前記保持手段が前記ホームポジションフィラーの内側に設けられていること
を特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項４】
請求項２に記載の用紙穿孔装置であって、
前記揺動部材の先端が前記凹部に嵌入したことを検知する検知手段を備えていること
を特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項５】
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であって、
前記制御手段が前記穿孔モータを停止させる際、前記ＰＷＭ制御における駆動デューティを可変すること
を特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項６】
請求項５に記載の用紙穿孔装置であって、
前記制御手段は、駆動デューティを大から小へと可変すること
を特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項７】
用紙を穿孔する穿孔刃と、
前記穿孔刃を駆動する穿孔モータと、
前記穿孔刃の駆動軸に備えられ  当該穿孔刃のホームポジションを検知するためのホームポジションフィラー及びホームポジションセンサと、
を備えた用紙穿孔装置であって、
前記ホームポジションフィラーが回転し、当該ホームポジションフィラーがホームポジションに位置したとき、当該ホームポジション位置で前記ホームポジションフィラーを一時的に保持する保持手段と、
前記穿孔モータを停止させる際、電流制限をかけて駆動することにより、通常の穿孔動作より弱いトルクで穿孔モータを回転させ、前記ホームポジションフィラーを前記保持手段に保持させる制御手段と、
を備えたこと特徴とする用紙穿孔装置。
【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を備えていることを特徴とする画像形成システム。
【請求項９】
用紙を穿孔する穿孔刃と、
前記穿孔刃を駆動する穿孔モータと、
前記穿孔刃の駆動軸に備えられ  当該穿孔刃のホームポジションを検知するためのホームポジションフィラー及びホームポジションセンサと、
を有する用紙穿孔装置における用紙穿孔方法であって、
前記ホームポジションフィラーをホームポジション位置で保持させる保持手段を備え、
前記穿孔モータを停止させる際、当該穿孔モータを低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、穿孔動作時のトルクより弱いトルクで回転させる工程と
前記弱いトルクで前記ホームポジションフィラーを回転させ、当該ホームポジションフィラーがホームポジションに位置したとき、前記保持手段に当該ホームポジション位置で前記ホームポジションフィラーを一時的に保持させる工程と、
を備えていることを特徴とする用紙穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙穿孔装置、画像形成システム及び用紙穿孔方法に係り、特に搬送されてきた用紙、転写紙、記録紙などのシート状記録媒体（以下、本明細書及び特許請求の範囲では、単に「用紙」と称する。）に穿孔する用紙穿孔装置、この用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置及び／又は複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を２つ以上有するデジタル複合機などの画像形成装置とからなる画像形成システム、及び用紙穿孔装置で実行される用紙穿孔方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙処理装置としての用紙後処理装置、あるいは用紙後処理装置を一体又は別体に備えた画像形成装置では、用紙に穿孔する用紙穿孔装置を備えたものがある。このような用紙穿孔装置を備えたものでは、画像形成装置本体で画像形成され、排出された用紙は穿孔装置によって穿孔された後、排紙トレイ（排出積載部）に排紙され、あるいは用紙の仕分け、綴じ、スタック等を行う用紙後処理装置に搬送される。このような穿孔装置のうち、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（特開平２００２−３３７０９５号公報）に示すように従来から知られている。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。
【０００３】
前記モータとしては、瞬間的に大トルクが必要であるためＤＣモータを使用することが多い。このようなＤＣモータを使用した技術として、例えば特許文献２（特開２００６−０７５９５４号公報）に記載された発明が公知である。この発明は、小型、高速、低コストを達成するために穿孔用にＤＣブラシモータ等を採用し、さらにモータ停止精度も良好にすることを目的としたもので、搬送されてきた用紙に対して、用紙の穿孔を行う穿孔装置において、穿孔を行うためのパンチ刃と、前記パンチ刃を駆動するための駆動モータと、穿孔終了時の前記パンチ刃の位置を規制するためのパンチ刃位置規制手段と、を備えていることを特徴とするものである。この発明では、前記パンチ刃のオーバーランを防止し、停止精度の悪化を解消するため、駆動ギアをロックし、ＤＣモータを停止するための保持機構を有し、それをアクチュエータにて駆動するようにしている。保持機構は、保持ポジション及び解除ポジションに移動させ、オーバーランを防ぐ機構となっている。オーバーラン防止機構の駆動には、ソレノイドを用いるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来では、ＤＣモータを使用するため停止精度が悪くなってしまうので、パンチ刃のオーバーラン防止のためＤＣモータの保持機構を備えている。しかし、この保持機構を駆動するために別途アクチュエータを設ける必要があり、アクチュエータの駆動のために電力消費が増加し、また、装置の大型化を招く結果となっていた。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータを用いることなく穿孔動作の停止精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、用紙を穿孔する穿孔刃と、前記穿孔刃を駆動する穿孔モータと、前記穿孔刃の駆動軸に設けられ、当該穿孔刃のホームポジションを検知するためのホームポジションフィラー及びホームポジションセンサと、を備えた用紙穿孔装置であって、前記ホームポジションフィラーが回転し、当該ホームポジションフィラーがホームポジションに位置したとき、当該ホームポジション位置で前記ホームポジションフィラーを一時的に保持する保持手段と、前記穿孔モータを停止させる際、当該穿孔モータを低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、穿孔動作時のトルクより弱いトルクで回転させ、前記ホームポジションフィラーを前記保持手段に保持させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクチュエータを用いることなく穿孔動作の停止精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る穿孔装置が搭載された用紙後処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の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３】従来から実施されている用紙穿孔装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図３における用紙穿孔装置の駆動伝達機構部の拡大図である。
【図５】従来から実施されている用紙穿孔装置の制御手段を示すフローチャートである。
【図６】従来から実施されている用紙穿孔装置の穿孔動作においてモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄ［ｍｓ］になった後、ホームポジションフィラーの回転未達時の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】従来から実施されている用紙穿孔装置の穿孔動作においてモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄ［ｍｓ］になった後、ホームポジションフィラーのオーバーラン時の制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８】実施例１のホームポジションフィラーの構成を示す図である。
【図９】保持部の揺動部材の動作を示す説明図である。
【図１０】実施例１における制御手順を示すフローチャートである。
【図１１】実施例１における制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１２】実施例２に係る保持部と被保持部の構成を示す図である。
【図１３】実施例３に係る保持部と被保持部の構成を示す図である。
【図１４】実施例３における制御タイミングを示すフローチャートである。
【図１５】実施例４における制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１６】実施例５における制御タイミングを示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、穿孔モータを停止させる際、当該穿孔モータを低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、穿孔動作時のトルクより弱いトルクで回転させ、ホームポジションフィラーを保持手段に保持させて停止状態とし、オーバーランを防止したことを特徴とする。  
以下、本発明の実施形態に係る穿孔装置について説明する。なお、以下の説明において同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１０】
図１は本発明の実施形態に係る穿孔装置が搭載された用紙後処理装置の概略構成を示す図である。用紙後処理装置ＦＲは例えば複写機、プリンタなどの画像形成装置の後段に接続され、画像形成装置された用紙に穿孔、綴じ、折りなどの後処理を施す装置で、フィニッシャとも称される。画像形成方式は、例えば電子写真方式あるいはインクジェット方式などの公知の画像形成プロセスで作像すれば良いので、特に限定されるものではない。
【００１１】
用紙後処理装置ＦＲでは、図１に示すように画像形成装置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穿孔装置（穿孔ユニット）３及び穿孔屑受け４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、整合及びステープル綴じ等を行うステープルトレイ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によってステープルトレイ１０上に搬送された用紙はステープルトレイ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ープル処理が行われ、放出ベルト１４に取り付けられた放出爪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は放出ローラである。
【００１２】
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。
【００１３】
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、穿孔ユニット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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
下搬送路Ｄにはステー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ープルトレイ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、ステープルトレイ１０に積載後、整合される。
【００１７】
ステープルトレイ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、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、ソレノイドにより後端フェンス２７のソレノイド側の端部が駆動され、先端部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。
【００１８】
ステープルトレイ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を中心に叩きソレノイドによって振り子運動を与えられ、ステープルトレイ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。ステープルトレイ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によって行われる。ジョガーフェンス１２は正逆転可能なジョガーモータによりタイミングベルトを介して駆動され、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われる。ステープルトレイ１０に備えられたセンサ３０６は、ステープルトレイ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。
【００１９】
ステープルユニット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ープルユニット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ープル位置は、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ープル止めを行うことができる。
【００２０】
ステープルユニット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などからなり、上流のステープルユニット５で、用紙の搬送方向中央にステー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。
【００２１】
図２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、及び入口センサ３０１、上排紙センサ３０２、コロシフトセンサ３０３、ステープル排紙センサ３０５、ステー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の指示によって穴空けを実行する。
【００２２】
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。
【００２３】
図３は従来から実施されている用紙穿孔装置（穿孔ユニット）３の外観を示す斜視図、図４は穿孔ユニット３における駆動伝達機構部の拡大図である。図３に示すように、本実施形態に係る穿孔ユニット３は２穴用穿孔刃３−１及び３穴用穿孔刃３−２を備え、これらの穿孔刃３−１，３−２を駆動することにより用紙に穿孔が可能な穿孔ユニットであり、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。
【００２４】
図３に示す穿孔モータ３−６はＤＣモータからなる。穿孔する際の駆動源である穿孔モータ３−６が回転すると、図示しないギア、クランクギア等の回転駆動を含む駆動機構が回転し、スライドリンクが左右にスライドする。スライドリンクのスライドによって、穿孔刃３−１又は３−２が上下に動き、穿孔動作が行われる。なお、スライド方向の移動力を穿孔機構の上下運動に変換し、伝達する機構は公知の技術である。図４に示す穿孔モータ３−６が回転すると、穿孔モータ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。
【００２５】
ホームポジションフィラー３−７は、図示しないクランクギアの軸３−１０上に取り付けられており、穿孔刃３−１又は３−２がホームポジション（穿孔刃が下フレームからギャップに突出しない位置）にあるときに、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、どちらも穿孔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。穿孔刃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、回転方向に応じて穿孔刃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穿孔モータ３−６を回転させると、前回と同じ穿孔刃３−１又は３−２が再び穿孔動作を行う。前回と同方向に穿孔モータ３−６を回転させた場合は、前回と違う穿孔刃３−１又は３−２が穿孔動作を行う。
【００２６】
穿孔モータ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。このときのパルスカウント数をＣＰＵ３６０内のメモリ（ＲＡＭ３６２）に記憶する。このようにすることにより、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すなわち穿孔刃３−１又は３−２の上下方向の位置を知ることができる。また、穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｒになった時点のパルスカウント数をＣＰＵ３６０内のメモリ（ＲＡＭ３６２）に記憶する。
【００２７】
例えば、駆動電圧が高い（電源仕様公差内の上限近く）、穿孔用紙の紙厚が薄い、等の理由によってモータ速度が速くなる場合、停止位置が狙いに対してオーバーランする傾向になる。このとき、モータ駆動後Ｔｒ経過時のパルスカウント数であるＰｔｒ値は大きくなる。逆に、駆動電圧が低い（電源仕様公差内の下限近く）、穿孔用紙の紙厚が厚い、等の理由によってモータ速度が遅くなる場合、停止位置が狙いの位置に対して到達しない傾向になる。このとき、前記Ｐｔｒ値は小さくなる。そこで、いつでも狙い（所望）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。Ｐｔｒ値が大きい場合、前述のように停止位置が狙いに対してオーバーランする傾向にあるので、ブレーキ開始位置を早めにする。逆に、Ｐｔｒ値が小さい場合、停止位置が狙いに対して手前にくる傾向になるので、ブレーキ開始位置を遅めにする。本実施形態では、Ｐｔｒは「モータ駆動後Ｔｒ経過時のパルスカウント数」としているが、例えば「モータ駆動後Ｔｒ１からＴｒ２の間のパルスカウント数」でも良い。この場合、停止精度が最も良くなる最適条件は実験値から決定することが好ましい。
【００２８】
また、近年の用紙対応力の向上や生産性向上に伴う穿孔動作に必要な時間の低減により、停止精度のばらつきが大きくなり、前記制御だけでは対応できなくなっているため、補正のための制御を有することは公知の技術である。穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄになった時点のパルスカウント数ＰｄをＣＰＵ３６０内のメモリ（ＲＡＭ３６２）に記憶する。前記の理由により、パルスカウント値Ｐｄが大きくなったときには停止位置がホームポジションを通過しているため、逆回転の補正をかける。逆に、Ｐｄが小さくなったときには停止位置がホームポジションに到達していないため正回転の補正をかける。
【００２９】
図５はこのときの制御手段を示すフローチャートである。この従来から実施されている制御手順では、まず、穿孔モータ３−６の回転方向フラグをチェックし（ステップＳ１０１）、回転方向フラグ（あらかじめ設定した方向（正方向）を示すフラグ）が立っていれば、穿孔モータ３−６を正回転させ（ステップＳ１０２）、立っていなければ穿孔モータ３−６を逆回転させ（ステップＳ１０３）、モータ回転直後からの時間を測定し、エンコーダのパルスカウント及び時間の測定を開始する（ステップＳ１０４）。
【００３０】
そして、ホームポジションの切り欠きのエッジをホームポジションセンサ３−４が検出し、ホームポジションセンサ３−４がＯＦＦになると（ステップＳ１０５）、パルスカウンタのカウント値Ｐｓをメモリに格納する（ステップＳ１０６）。次に、ステップＳ１０１で開始した穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｒになると（ステップＳ１０７）、そのときのパルスカウント値ＰｔｒをＣＰＵ内のメモリに記憶する（ステップＳ１０８）。次いで、ブレーキ開始パルス数Ｐｂを演算する（ステップＳ１０９）。そして、パルスカウント値がＰｂとなった時点で（ステップＳ１１０）、モータブレーキをかける（ステップＳ１１１）。
【００３１】
その後、ステップＳ１０１で開始した穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄになると（ステップＳ１１２）、そのときのパルスカウント値ＰｄをＣＰＵ３６０内のメモリ３６３に記憶する（ステップＳ１１３）。その後、補正パルス幅Ｐｗを演算する。（ステップＳ１１４）
その演算結果により、補正パルス幅Ｐｗが０より大きければ（ステップＳ１１５）、  穿孔モータ３−６を正回転させ（ステップＳ１１６）、補正パルスＰｗが０より小さければ（ステップＳ１１５）、穿孔モータ３−６を逆回転させる（ステップＳ１１７）。そしてステップＳ１１６及びＳ１１７で決定した回転方向にステップＳ１１４で決定したＰｗ分だけ穿孔モータ３−６を駆動する（ステップＳ１１８）。その後、穿孔モータ３−６の回転方向フラグを反転させ（ステップＳ１１９）、この処理を終える。
【００３２】
図６及び図７は穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄ［ｍｓ］になった後、未達時及びオーバーラン時の制御タイミングを示すタイミングチャートである。タイミングチャートの上段に示すのは、穿孔モータ３−６の駆動オン信号であり、中段は、ホームポジションセンサ３−４の出力信号であり、ホームポジションフィラー３−７の切り欠き部を検出すると、「Ｈ」を出力するものとする。下段は、パルスカウントセンサ３−３の出力信号であり、エンコーダ３−５の回転に伴い、パルスを出力し、穿孔モータ３−６の回転速度が早くなれば、パルスカウントセンサ３−３の出力信号幅は狭くなっていく。また、図６及び図７において「ＨＰオフ」とはホームポジションセンサ３−４オフの意である。
【００３３】
図６において、穿孔動作のモータ回転直後からの経過時間が規定時間Ｔｄ［ｍｓ］を過ぎてもホームポジションセンサ３−４出力が反転していないため、その後の穿孔モータ３−６の補正駆動は正転に駆動している。図７においては、上記時間Ｔｄ［ｍｓ］後には、ホームポジションを超過しているため、穿孔モータ３−６の補正駆動は逆転となっている。
【００３４】
なお、図６及び図７、並びに後述の図１１、図１４、図１５及び図１６のタイミングチャート、及びこれらのタイミングチャートに関連した事項をまとめると、
Ｔｄ  ：穿孔モータ起動後、モータ停止補正制御を開始するまでの規定時間
Ｐｓ  ：穿孔モータの起動からホームポジションセンサがオフになったときのパルスカウンタのカウント値
Ｐｂ  ：ブレーキポイント
Ｐｔｒ：ブレーキポイントＰｂを決める際のパルス数
Ｔｒ  ：Ｐｔｒを取得する時間
Ｐｄ  ：モータ起動から規定時間Ｔｄになったときのパルスカウント数
のようになる。
【実施例１】
【００３５】
図８は本実施例１のホームポジションフィラー３−７の構成を示す図である。図８に示した保持機構は弾性的保持部３−９と被保持部３−８とからなる。被保持部３−８は、図４に示した従来から実施されていたホームポジションフィラー３−７に切り欠き３−７ａを形成し、その内側の回転部材の外周部３−７ｂに被保持部３−８を設け、その被保持部３−８の凹部（溝）３−８ａに離脱可能に弾性的に嵌入する凸部３−９ｂを有する揺動部材３−９ａを弾性的保持部３−８として設けたものである。弾性的に嵌入するとは、簡単にはクリック感を残した状態で嵌め合わされ、また、嵌め合いが解除される。嵌め合いが持続している間は嵌入状態が保持され、弾性的保持部３−９と被保持部３−９は一定の保持状態が維持される。また、弾性的保持部３−９は以降単に保持部３−９と称す。被保持部３−８はホームポジションセンサ３−４の検知範囲外に設置される。また、保持部３−９は図示しないフレームに固定されている。なお、保持部３−９と被保持部３−８との関係は、保持部３−９が固定側で、被保持部３−８が回転側であり、回転側が固定側に保持されて保持位置が固定されるようになっており、保持、被保持の関係は相対的なものである。
【００３６】
図９は保持部３−９の揺動部材３−９ａの動作を示す説明図である。揺動部材３−９ａは図９に示す通り、通常時は垂直に保持されている。そして、ある一定以上の負荷が掛かると左右に揺動し、嵌入状態が解除されるように設置されている。嵌入は、保持部３−９が、山形に傾斜した傾斜面を有し、山形の頂点に当たる部分に凹部３−８ａが設けられていることから、揺動部材３−９ａが弾性変形し、先端の凸部３−９ｂが傾斜面に接触しながら移動し、凹部３−８ａで弾性変形が開放されて嵌入状態となる。嵌入状態の解除は、嵌め合わされた後、ホームポジションフィラー３−７がさらに回転すると、凸部３−９ｂが凹部３−８ａから離脱することにより行われる。
【００３７】
前述した通り１回の穿孔でホームポジションフィラー３−７は半回転する毎に、保持部３−９の凹部３−８ａに対し保持部３−９の揺動部材３−９ａの先端の凸部３−９ｂの嵌入と嵌入解除が繰り返される。両者が嵌り合うと、ホームポジションフィラー３−７の回転を制限する方向の力が働くため、停止精度の向上を図ることができる。その際、穿孔モータ３−６の補正時の駆動をＰＷＭ制御により、保持部３−９の保持トルクより弱いトルクで補正制御を実施することにより、保持部３−９を適切に保持部３−９に保持させることができる。次の穿孔時にはＰＷＭ制御は実施せず前記保持部３−９を保持する保持トルクより大きなトルクで穿孔モータ３−６を駆動すれば、穿孔動作の妨げにはならない。なお、保持部３−９は、本保持部３−９では爪形状をしているが、板バネでも良く、また、スプリングで支持された突起状の部材でも良い。すなわち、前記機能を有する部材であれば、形式を問うものではない。
【００３８】
本保持部３−９における穿孔モータ３−６の駆動の特徴は、前述の図６及び図７に示した従来から実施されている穿孔モータ３−６の起動後の停止制御において、穿孔モータ３ー６を低いデューティのＰＷＭ制御で駆動し、通常の穿孔動作より弱いトルクで穿孔モータ３−６を回転させ、保持部３−９に保持させることにある。
【００３９】
そこで、本保持部３−９では、図８及び図９に示した保持機構を導入するとともに、図１０のフローチャートに示すような制御を実行する。図１０に示したフローチャートにおける制御手順は、図５に示した従来までの制御手順のステップＳ１１４からステップＳ１１８の処理をステップＳ１２０及びステップＳ１２１の処理に置換したものである。すなわち、ステップＳ１０１からステップＳ１１３までは、図５に示したフローチャートの処理手順を実行し、ステップＳ１１３にて取得したパルスカウント値Ｐｄを用いて穿孔モータ３−６をＰＷＭ駆動するための駆動デューティを演算し（ステップＳ１２０）、決定した駆動デューティにおいて、穿孔モータ３−６を駆動させ（ステップＳ１２１）、動作完了後、穿孔モータ回転フラグを反転し（ステップＳ１１９）、穿孔動作を終了する。
【００４０】
図１１は、実施例１における制御タイミングを示すタイミングチャートである。同図からも分かるように、本保持部３−９では、規定時間Ｔｄ［ｍｓ］経過後、穿孔モータ３−６を規定時間Ｔｄ［ｍｓ］経過後のパルス数Ｐｄを用いて演算した値により決定したＰＷＭ駆動で駆動することが特徴となっている。このようにして決定したＰＷＭ制御で穿孔モータ３−６を駆動すると、従来の駆動方式に比べて弱いトルクで穿孔モータ３−６を駆動することができる。すると保持部３−９の凸部３−９ｂが保持部３−９の凹部３−８ａに誘導されて嵌り込み、穿孔モータ３−６の回転が停止する。その結果、パルスカウントセンサ３−３の出力が即時停止となる。その際、この補正動作による移動量（パルスカウントセンサ出力のパルス数）は従来の制御方式と比較し減少する方向にある。そのため、前記規定時間Ｔｒは、穿孔ユニット３及び穿孔モータ３−６のモータ特性等によって決定すると良い。
【００４１】
このような制御を実施すると、保持部３−９に揺動部材３−９ａの凸部３−９ｂが弾性的に接し、揺動部材３−９ａが保持部３−９の表面に接触した状態で、ホームポジションフィラー３−７が回転するとき、ある一定の負荷を超えることなくホームポジションフィラー３−７を回転させることができる。これにより、被保持部材３−９の凹部３−９ａを越えてホームポジションフィラー３−７が回転する（オーバーラン）ことがなくなり、停止精度が向上する。その際、アクチュエータを用いていないので、本実施例によれば、アクチュエータを用いることなく穿孔動作の停止精度を向上させることができる。
【実施例２】
【００４２】
本実施例２は、前記保持部３−８及び被保持部３−９をホームポジションフィラー３−７の内部に備えた例である。
【００４３】
図１２は実施例２に係る保持部３−９と被保持部３−８の構成を示す図である。本実施例では、ホームポジションフィラー３−７の内側の面３−７ｉに凹部（保持溝）３−８ａを設け、その凹部３−８ａに揺動部材３−９ａの先端の凸部３−９ｂが弾性的に嵌入するようにしている。揺動部材３−９ａはホームポジションフィラー３−７の回転中心となる軸に対し、図１２に示したようにある一定以上の負荷が掛かると、凹部３−８ａから離脱し、ホームポジションフィラー３−７の内側の面３−７ｉに接触した状態でホームポジションフィラー３−７が回転可能となるように設置されている。
【００４４】
その他の各部及び制御回路は前述従来から実施されている穿孔ユニットと同様に構成されている。
【００４５】
本実施例では被保持部３−８の凹部３−８ａをホームポジションフィラー３−７の内部に設けたので、凹部３−８ａがホームポジションセンサ３−４の検知範囲にかかる懸念がないこと、及び揺動部材３−９ａをホームポジションフィラー３−７の内部に位置することから、装置の小型化を図ることができる。
【実施例３】
【００４６】
本実施例３は、揺動部材３−９ａが被保持部３−８の凹部３−８ａに嵌入した状態を検出する検出手段を備えた例である。
【００４７】
図１３は実施例３に係る保持部３−９と被保持部３−８の構成を示す図である。本実施例では、ホームポジションフィラー３−７は切り欠き（図４参照）を備えておらず、凹部３−８ａが形成された被保持部３−８がホームポジションフィラー３−７の外周部３−７ｂに設けられている。一方、凹部３−８ａに弾性的に嵌入する揺動部材３−９ａを備えた保持部３−９が設けられ、ホームポジションセンサ３−４が揺動部材３−９ａが凹部３−８ａに入ったことを検知する位置に配置されている。揺動部材３−９ａは実施例１のものと同様であり、ある一定以上の負荷が掛かると、先端の凸部３−９ｂが凹部３−８ａから離脱して左右のいずれかに傾いて被保持部３−８の外周部３−７ｂに接触し、この状態でホームポジションフィラー３−７が回転する。
【００４８】
本実施例では、１回の穿孔でホームポジションフィラー３−７は半回転する場合、凸部３−９ｂが凹部３−８ａを離脱した際、揺動部材３−９ａは図示左右のいずれかに傾いた状態で保持される。そのことによりホームポジションセンサ３−４の検知範囲外に揺動部材３−９ａが位置することになり、ホームポジションから外れたことが分かる。穿孔動作が完了し、ホームポジションフィラー３−７ａが半回転した際には、揺動部材３−９ａの凸部３−９ｂは被保持部３−８の凹部３−８ａに誘導されて当該凹部３−８ａに嵌入し、垂直方向に保持される。この状態をホームポジションセンサ３−４が検知し、先行刃３−１又は３−２がホームポジションに位置したことが分かる。
【００４９】
図１４は実施例３における制御タイミングを示すフローチャートである。本実施例においても、実施例１と同様に補正動作をＰＷＭ駆動にて実施するが、実施例１のようにホームポジションを切り欠き３−７ａによって検出するわけではなく、ホームポジションの検出範囲が実施例１よりも狭くすることができる。これにより、例えばホームポジションセンサ３−４がホームポジションを検知したら、直ぐに穿孔モータ３−６のＰＷＭ駆動を停止する制御が可能となる。これにより、実施例１に比較してさらなる停止精度の向上及び装置の小型化を図ることができる。
【実施例４】
【００５０】
本実施例４は、補正動作のＰＷＭ制御の駆動デューティを可変とする例である。
【００５１】
図１５は実施例４における制御タイミングを示すタイミングチャートである。本実施例４は実施例１ないし３のいずれの制御においても適用可能なものである。本実施例では、補正動作をＰＷＭ駆動にて実施する際、実施例１の図１１のタイミングチャート、実施例３の図１４のタイミングチャートでは、補正動作における先行モータへの駆動パルスのデューティ幅が一定であったのを、可変としたものである。図１５のタイミングチャートでは、ＰＷＭ駆動のディーティを大から小へと変更し、実施例１における補正動作による移動量の減少を最低限に抑えながら、揺動部材３−９ａの凸部３−９ｂを被保持部３−８の凹部３−８ａへと確実に誘導することができる。
【００５２】
このように制御することにより本実施例では、ブレーキポイントＰｂを決める際のパルス数Ｐｔｒを取得する時間Ｔｒを実施例１のタイミングより前にすることができる。これにより穿孔動作及び補正動作に要する時間を短縮することが可能となり、その結果、生産性の向上を図ることができる。
【実施例５】
【００５３】
本実施例５は補正動作時の穿孔モータの駆動を電流制限によって行う例である。
【００５４】
図１６は実施例５における制御タイミングを示すタイミングチャートである。本実施例５は、実施例１ないし３のいずれの制御においても適用可能なものである。実施例１ないし４では、ＰＭＷ駆動のデューティを制御することにより穿孔モータ３−６の駆動制御を行っていたが、本実施例では、前記補正動作時の穿孔モータ３−６の駆動制御を電流制限にて実施する。図１６において、２段目のタイミングは穿孔モータ３−６の電流制限信号を示している。この例では、電流を低い設定にする際「Ｈ」とし、電流制限信号が「Ｌ」のときには電流制限をかけない設定としている。この実施例では、穿孔モータ３−６停止のための規定時間ＴｄになるタイミングＰｄで穿孔モータ電流制限信号を「Ｈ」とし、穿孔モータ３−６の停止補正制御を実行する。なお、電流制限の原理については、公知の技術のため、詳細の説明は省略する。また、制限電流値は、穿孔ユニット３及び穿孔モータ３−６のモータ特性等によって決定すれば良い。
【００５５】
このように本実施例では、揺動部材３−９ａの凸部３−９ｂが被保持部３−８の凹部３−８ａに弾性的に嵌入する際、凸部３−９ｂがホームポジションフィラー３−７の外周部３−７ｂに接触した状態でホームポジションフィラー３−７が回転する。そのとき、規定の負荷を超えることなくホームポジションフィラー３−７を回転させることができる。これにより揺動部材３−９ａの嵌入位置を越えてホームポジションフィラー３−７が回転する（オーバーラン）ことがなくなり、停止精度が向上する。また、モータドライバに搭載されている電流制限機能を使用して低い電流にて駆動を制御するので、通常の穿孔動作より弱いトルクでモータを回転させることが可能となる。その結果、前記停止精度の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、特許請求の範囲における用紙は実施形態では用紙（無符号）に、穿孔刃は２穴穿孔刃３−１又は３穴穿孔刃３−２に、穿孔モータは符号３−６に、駆動軸はクランクギアの軸３−１０に、ホームポジションフィラーは符号３−７に、ホームポジションセンサは符号３−４に、用紙穿孔装置は穿孔ユニット３に、保持手段は保持部３−９及び被保持部３−８に、制御手段はＣＰＵ３６０に、凹部は符号３−８ａに、先端は凸部３−９ｂに、外周部は符号３−７ｂに、揺動部材は符号３−９ａに、検知手段はホームポジションセンサ３−４に、それぞれ対応する。
【００５７】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５８】
３  穿孔ユニット
３−１  ２穴穿孔刃
３−２  ３穴穿孔刃
３−４  ホームポジションセンサ
３−６  穿孔モータ
３−７  ホームポジションフィラー
３−７ｂ  外周部
３−８  被保持部
３−８ａ  凹部
３−９  保持部
３−９ａ  揺動部材
３−９ｂ  凸部
３−１０  クランクギアの軸
３６０  ＣＰＵ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５９】
【特許文献１】特開平２００２−３３７０９５号公報
【特許文献２】特開平２００６−０７５９５４号公報
【図１】
2013129013.tif 000003
【図２】
2013129013.tif 000004
【図３】
2013129013.tif 000005
【図４】
2013129013.tif 000006
【図５】
2013129013.tif 000007
【図８】
2013129013.tif 000008
【図９】
2013129013.tif 000009
【図１０】
2013129013.tif 000010
【図１２】
2013129013.tif 000011
【図１３】
2013129013.tif 000012
【図６】
2013129013.tif 000013
【図７】
2013129013.tif 000014
【図１１】
2013129013.tif 000015
【図１４】
2013129013.tif 000016
【図１５】
2013129013.tif 000017
【図１６】
2013129013.tif 000018