JP2008001518A - 用紙後処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】横レジスト検知ユニット移動モータと穿孔ユニット移動モータとを同一のクロック信号で駆動した際でも生産性を落とすことなく安価に簡単な制御で穿孔位置を確保できる用紙後処理装置を提供する。
【解決手段】水平搬送路２と、穿孔ユニット１と、用紙端部検知センサ９を含んでいる横レジスト検知ユニット８と、横レジスト検知ユニット移動モータ２４と、穿孔ユニット移動モータ１５と、横レジスト検知ユニット移動モータ２４及び穿孔ユニット移動モータ１５を同一の制御信号で夫々駆動・制御する制御手段を備え、用紙端部検知センサ９により用紙端部を検知した後、横レジスト検知ユニット移動モータ２４により用紙端部検知センサ９を待機位置に戻す際、穿孔ユニット移動モータ１５による穿孔ユニット１の穿孔位置への移動を同時に行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機、ファクシミリ等の画像形成装置により画像が形成された用紙類に対して所定の処理を施す、特に穿孔装置を備えた用紙後処理装置に関するものである。

複写機、プリンタ、印刷機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、ファイルに綴じ込むためのパンチ孔を穿孔形成する穿孔処理装置を画像形成装置と組み合わせることにより、オフィスでの作業効率の向上を図っている。
このパンチ孔の穿孔処理においては、パンチ孔の位置に偏りがなく、用紙をファイルに綴じ込んだ際にきれいに揃うように各用紙に対して常に同一位置に行われることが重要である。
しかしながら、穿孔する際の用紙の姿勢、例えば、スキュー（斜行）や横レジズレ（用紙搬送方向に直交する方向への横ズレ）などがある場合、穿孔された穴位置がずれて穴の揃え精度が悪化し、一度にファイルできない、あるいはファイルしても用紙端部が不揃いとなってしまうという不具合があった。
このような不具合を解消するために、用紙のスキューを修正し、さらに用紙の搬送方向と直交する方向の一方の用紙端部を読み取って、その情報に基づいてズレを補正して穿孔し、穴位置精度を向上させる方法が確立されている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

例えば、特許文献１に開示された発明では、用紙穿孔装置は、用紙搬送手段によって搬送される用紙の搬送方向と平行な端部を検知するための用紙端部検知手段と、この用紙端部検知手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第１の移動手段と、前記用紙端部検知手段により検知された用紙の搬送方向と平行な端部の位置情報に基づいて穿孔手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第２の移動手段とを有している。
かかる用紙穿孔装置では、第１の移動手段を予め設定されたパルス比で駆動させ、その用紙端部の位置情報に基づいて第２の移動手段を駆動して穿孔位置を移動させることにより、用紙端部に対する穿孔位置を揃えて穿孔できるようにしている。
一般的に用紙後処理装置においては、従来からの用紙搬送や揃え機構に加え、パンチや折り加工など付随する機能が増えるに従って駆動手段（例えば、ステッピングモータ）が増える傾向にあり、その駆動・制御をできるだけ安価な制御装置（ＣＰＵ）で行うために、ステッピングモータの制御に用いるクロック信号を複数のステッピングモータで共有して使用している。
ここで、ＣＰＵからのクロック信号は各モータ固有の信号であり、同時に駆動が必要な箇所についてはどちらか一方が正しく制御できなくなってしまうために、クロック信号を共有するステッピングモータは原則的には同時に駆動が必要な箇所であってはならない。
特開２００３−１２８３３７公報 特開平１０−２７９１７０号公報 特開２００３−２６７６２１公報

しかしながら、特許文献１の技術では、用紙端部検知手段により用紙端部を検出した時には、用紙端部検知手段を待機位置に戻すことを特徴としている。上記のように第１の移動手段と第２の移動手段とを同一のクロック信号で駆動しようとした場合、第１の移動手段の駆動終了後に第２の移動手段を駆動させねばならず、用紙端面検知から穿孔動作まで一連の作業に時間が掛かってしまい、結果的に画像形成処理速度（生産性）が低下してしまうという問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、第１の駆動手段と第２の駆動手段とを同一のクロック信号で駆動した際でも生産性を落とすことなく、安価に簡単な制御で穿孔位置を確保できる用紙後処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、用紙を搬送する用紙搬送手段と、該用紙搬送手段により搬送される用紙に穿孔する穿孔手段と、前記用紙搬送手段により搬送される用紙の搬送方向と平行な端部を検知する用紙端部検知手段を含んでいる横レジスト検知手段と、前記用紙端部検知手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第１の駆動手段と、前記用紙端部検知手段の情報に基づいて前記穿孔手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第２の駆動手段と、前記第１及び第２の駆動手段を同一の制御信号で夫々駆動・制御する制御手段を備え、前記用紙端部検知手段により用紙端部を検知した後、前記第１の駆動手段により前記用紙端部検知手段を待機位置に戻す際、前記第２の駆動手段による前記穿孔手段の穿孔位置への移動を同時に行う用紙後処理装置を特徴とする。
また請求項２に記載の発明は、前記制御手段が、前記穿孔手段により用紙に穿孔した後、前記第２の駆動手段により前記穿孔手段を待機位置に戻す際、前記第１の駆動手段による前記用紙端部検知手段の次用紙端部検知位置への移動を同時に行うように駆動・制御する請求項１記載の用紙後処理装置を特徴とする。

本発明によれば、制御手段の同一の制御信号（ＣＰＵクロック信号）を用いて、第１の駆動手段である用紙端部検知センサの横レジ検知ユニット移動モータ（ステッピングモータ）の駆動によって用紙端部検知センサを待機位置まで戻す動作を、第２の駆動手段である穿孔ユニット移動モータ（ステッピングモータ）の駆動によって穿孔構成要素を待機位置から算出されたズレ量を補正する位置まで移動させる動作が完了する前に開始することができるので、処理サイクルを迅速に行うことができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は画像形成装置から搬送されてくる用紙を受け取って穿孔するための用紙穿孔ユニットを備えた用紙後処理装置の第１の実施形態を示す概略図である。
図１では用紙穿孔ユニット１は画像形成装置ＣＰの下流に併設される用紙後処理装置ＦＲ内部に組み込まれている。図１において、用紙後処理装置ＦＲは、穿孔ユニット１、入口搬送路２ａ、水平搬送路２、上搬送路３、下搬送路４と、ステイプル処理トレイ５と上下２つの処理トレイＴ１とＴ２、及びパンチカス回収容器３２から構成されている。
図２は画像形成装置から搬送されてくる用紙を受け取って穿孔するための用紙穿孔ユニットを備えた用紙後処理装置の第２の実施形態を示す概略図である。図２において、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
第２の実施形態では、穿孔ユニット１は、図２に示すように用紙後処理装置ＦＲの外部に、即ち画像形成装置ＣＰとこの下流に併設される用紙後処理装置ＦＲとの間に設置されている。

図３は用紙穿孔ユニット及び横レジスト検知ユニットを示す正面図である。
図１及び図２の水平搬送経路２の上流には、図３に示すように用紙後処理装置ＦＲ（図示せず）の入口ローラ対として機能するスキュー補正ローラ対６、入口センサ７、横レジスト検知ユニット８、穿孔ユニット１、及びパンチカス回収容器３２が設置されている。
横レジスト検知ユニット８は穿孔ユニット１の用紙搬送方向上流側に設けられ、さらに、この横レジスト検知ユニット８には用紙搬送方向と平行な用紙端部を検出する用紙端部検知センサ９が設けられている。
穿孔ユニット１は、パンチ刃１０と、このパンチ刃１０の上端部に設けられたホルダ１１、このホルダ１１内にあり且つ軸１９に偏心して取り付けられているカム１２、クラッチ１３、クラッチ１３を介してパンチ刃１０を駆動するパンチ刃駆動モータ１４、パンチ刃１０を用紙搬送方向と直交する方向に移動させるステッピングモータ１５、タイミングベルト１６、ギア／プーリ１７、及び上下ガイド１８からなっており、下ガイド１８の下方にはパンチカス回収容器３２が設置されている。

図４は横レジスト検知ユニットの構成を示す概略側面図である。図５は穿孔ユニットの構成を示す概略側面図である。図４及び図５を参照して横レジスト検知ユニット８及び穿孔ユニット１を説明する。
図１及び図２に関連して説明されたように、概略構成された用紙後処理装置ＦＲでは、画像形成装置ＣＰから搬送されてきた用紙は、スキュー補正ローラ対６によってスキュー補正され、次に横レジスト検知ユニット８を通過し、穿孔ユニット１に至る。
横レジスト検知ユニット８に搬送されてきた用紙の搬送方向と平行な端部位置を検知する用紙端部検知センサ９は、用紙搬送方向と直交する方向（図４左右方向）に移動可能に構成されている。また、用紙端部検知センサ９は用紙ガイド２０に装着されており、この用紙ガイド２０はホルダ２１に装着されている。
ホルダ２１は軸２２上を用紙搬送方向と直交する方向（図４左右方向）に移動する。ホルダ２１にはタイミングベルト２３が取り付けられており、このタイミングベルト２３はステッピングモータ２４の駆動プーリ２５と従動プーリ２６間に張架されている。ステッピングモータ２４の回転によって用紙端部検知センサ９、用紙ガイド２０及びホルダ２１は用紙搬送方向と直交する方向に往復運動可能となる。
また用紙端部検知センサ９のホームポジション（ＨＰ）である待機位置は、ホルダ２１の形状の一部をホームポジションセンサ２７によって検知することによって決定される。

用紙端部検知センサ９は、このホームポジションで待機し、ステッピングモータ２４を駆動源とするタイミングベルト２３の回転に応じて軸２２上を移動し、用紙搬送方向と平行な用紙端部を検出するために、図４において左方向へ移動する。
ここで、用紙端部検知センサ９によって検出された、横レジストズレの無い理想の用紙位置からの用紙の横ズレに応じて、この横ズレ量を補正するように穿孔ユニット１を用紙搬送方向と直交する方向（図５左矢印方向）に移動させる必要がある。
一方、前述のように構成された穿孔ユニット１は、以下のように穿孔動作を行う。先ず、図５において、穿孔動作は穿孔ユニット１のパンチ刃１０の上下動、即ち、パンチ刃駆動モータ１４の駆動によって行われる。
その際、パンチ刃駆動モータ１４からクラッチ１３を介して軸１９を１回転させる。軸１９が１回転すると、軸１９に偏心して取り付けられているカム１２が回転してホルダ１１を上下動（図５縦矢印方向）させる。このホルダ１１の上下動によってパンチ刃１０が上下動し、下方向への移動の際に用紙にパンチ穴を穿孔する。
なお、この実施形態における穿孔ユニット１は、用紙の搬送を一旦停止させて穿孔動作を行うプレスパンチ方式について説明しているが、本発明ではパンチ刃を回転体に設けて、穿孔動作を、その回転によって用紙を搬送させながら行うことができるロータリーパンチ方式にも適用できる。

このようにして穿孔する場合、穿孔ユニット１を前述の横ズレに応じて用紙搬送方向と直交する方向（図５左矢印方向）に移動させ、位置決めする必要がある。移動は前述のステッピングモータ１５を駆動源として行われ、ステッピングモータ１５の駆動プーリ２８からタイミングベルト１６を介してギア／プーリ１７に伝達して回転させる。
ギア／プーリ１７のギアにはラック２９が噛み合っており、ギア／プーリ１７の回転によってラック２９が図５の左右矢印方向に移動し、このラック２９はパンチ下ガイド板１８に取り付けられている。
前述のパンチ刃１０、ホルダ１１、カム１２、クラッチ１３、パンチ刃駆動モータ１４、軸１９など穿孔に必要な各穿孔手段構成要素は、図示してないが適宜な方法で全てパンチ下ガイド板１８と結合されているので、ラック２９の移動によって前記各穿孔手段構成要素は全て用紙搬送方向と直交する方向に移動することとなる。また、ホームポジション（ＨＰ）である待機位置は、穿孔手段構成要素の一部をホームポジションセンサ３１によって検知することによって決定される。
前述の用紙端部検知センサ９からの用紙端部位置情報を、図示してない制御回路のＣＰＵによって用紙サイズ毎の横レジストズレの無い理想の用紙位置情報と比較し、その用紙の横レジストのズレ量を算出し、その結果によりステッピングモータ１５を駆動させて前記各穿孔手段構成要素を移動させる。これにより用紙へのパンチ穴の穿孔をより高い位置精度で実現することができる。

本実施形態では、図４の用紙端部検知センサ９が図示矢印左方向に移動することによって用紙搬送方向と平行な用紙端部を検出した後、その用紙端面情報によって各穿孔手段構成要素を図５の矢印左方向に移動して穿孔するが、各穿孔手段構成要素の移動の前に用紙端部検知センサ９は待機位置に戻る。
即ち、用紙端部検知センサ９が用紙端部を検知した後には、次用紙のズレ量を検知するために、再びそのホームポジションである待機位置（図４右矢印方向）に戻らなければならない。

図６はステッピングモータを制御するための制御回路内のＣＰＵからのクロック信号を共通とした場合の用紙端部検知から穿孔完了まで一連の動作を説明するフローチャートである。図３乃至図６を参照して、ステッピングモータ１５、２４を制御するための制御回路内のＣＰＵからのクロック信号を共通とした場合に、一連の用紙端部検知から穿孔完了までの処理は、まず、用紙が所定位置に到達する（Ｓ１）。次に、ステッピングモータ２４の駆動によって用紙端部検知センサ９を待機位置から移動させ（Ｓ２）、次いで、用紙端部検知センサ９が用紙端部を検知する（Ｓ３）。制御回路内ＣＰＵによって理想用紙位置からの当該用紙の横レジズレ量を算出する（Ｓ４）。次に、ステッピングモータ２４の駆動によって用紙端部検知センサ９を待機位置まで戻す（Ｓ５）。
次いで、ステッピングモータ１５を駆動して、穿孔手段構成要素を、待機位置から算出されたズレ量を補正する位置まで移動させる（Ｓ６）。続いて、穿孔動作を行ない（Ｓ７）、用紙を次工程へ搬送する（Ｓ８）。次に、ステッピングモータ１５を駆動して、穿孔手段構成要素を待機位置まで戻す（Ｓ９）。最後に、次用紙があるかどうかを判断し（Ｓ１０）、次用紙があれば、次用紙を受け入れてステップＳ１に戻り、次用紙がなければ、処理を終了する。

このように、上記処理では用紙端部検知センサ９と穿孔手段構成要素の移動を同時に行っていないため、複数の用紙を穿孔処理する際、一連の処理に時間が掛かってしまい、高生産性の画像形成装置に対応できない可能性がある。
そこで、複数の用紙を穿孔処理する際はステップＳ１〜Ｓ１０の処理サイクルを複数回行うことになるため、同時に行っても支障の無い動作を夫々同期して行うこととする。
具体的には、ステップＳ５においてステッピングモータ２４の駆動によって用紙端部検知センサ９を待機位置まで戻す動作は、ホルダ２１の形状の一部がホームポジションセンサ２７によって検知されるまでステッピングモータ２４を駆動させればよい。この場合、精度良く位置制御する必要は無いため、ステップＳ６でステッピングモータ１５の駆動によって穿孔手段構成要素を待機位置から算出されたズレ量を補正する位置まで移動させる動作に同期して行う。これにより、ステップＳ６の動作をステップＳ５の動作が完了する前に開始することができ、処理サイクルを迅速に行うことができる。

さらに、ステップＳ９においてステッピングモータ１５の駆動によって穿孔手段構成要素を待機位置まで戻す動作も、穿孔構成要素の一部がホームポジションセンサ３１によって検知されるまでステッピングモータ１５を駆動させればよいだけである。
この場合、精度良く位置制御する必要は無いため、次用紙の用紙端部検出を行うためにステッピングモータ２４の駆動によって用紙端部検知センサ９を待機位置から移動させるＳ２と同期させる。これにより、次用紙のステップＳ２を前用紙のステップＳ９完了前に開始することができるので、処理サイクルをさらに迅速に行うことができる。
このように、第２の駆動手段であるステッピングモータ１５の駆動によって穿孔手段構成要素を待機位置まで戻す動作を、次用紙の用紙端部検知を行うために第１の駆動手段であるステッピングモータ２４の駆動によって用紙端部検知センサ９を待機位置から移動させるステップＳ２と同期させる。これにより、次用紙のステップＳ２を前用紙のステップＳ９完了前に開始することができるので、処理サイクルをさらに迅速に行うことができる。

図７は２つのモータを別々のクロック信号で制御する場合を示すタイミングチャートである。図８は２つのモータを同一のクロック信号で制御する場合に別々に駆動されるモータのタイミングチャートである。図９は本発明により制御する場合を示すタイミングチャートである。
図７には、比較のために、従来機における２つのモータを別々のクロック信号で制御する場合のタイミングチャートを示しており、この場合には２つのモータを同時に駆動・制御することができる。

図８には、比較のために、特許文献１に関連して説明した２つのモータを同一のクロック信号で別々に駆動・制御する場合のタイミングチャートが示されており、図示してない制御回路のＣＰＵのクロック出力ポートには限りがあるため、共通のクロック信号で２つのモータを制御したいが、これらの２つのモータを同時に制御することはできない。
図９には、本発明により制御する場合のタイミングチャートが示されており、横レジ検知ユニット移動モータ２４（第１の駆動手段）が駆動中に、この横レジ検知ユニット移動モータ２４を駆動・制御する制御回路のＣＰＵのクロック信号を用いて、ホームポジション（ＨＰ）へ戻る方向への穿孔ユニット移動モータ１５（第２の駆動手段）の駆動を行う。かかる制御により、高生産性の画像形成装置にも対応が可能となる。

用紙穿孔ユニットを備えた用紙後処理装置の第１の実施形態を示す概略図である。 用紙穿孔ユニットを備えた用紙後処理装置の第２の実施形態を示す概略図である。 用紙穿孔ユニット及び横レジスト検知ユニットを示す正面図である。 横レジスト検知ユニットの構成を示す概略側面図である。 穿孔ユニットの構成を示す概略側面図である。 本実施形態の用紙端部検知から穿孔完了まで一連の動作を説明するフローチャートである。 ２つのモータを別々のクロック信号で制御する場合を示すタイミングチャートである。 ２つのモータを同一のクロック信号で制御する場合に別々に駆動されるモータのタイミングチャートである。 本発明により制御する場合を示すタイミングチャートである。

符号の説明

ＣＰ 画像形成装置、ＦＲ 用紙後処理装置、ＣＰＵ 制御手段、１ 穿孔手段（穿孔ユニット）、２ 用紙搬送手段（水平搬送路）、８ 横レジスト検知手段（横レジスト検知ユニット）、９ 用紙端部検知手段（用紙端部検知センサ）、１５ 第２の駆動手段（穿孔ユニット移動モータ）、２４ 第１の駆動手段（横レジスト検知ユニット移動モータ）

Claims (2)

1. 用紙を搬送する用紙搬送手段と、該用紙搬送手段により搬送される用紙に穿孔する穿孔手段と、前記用紙搬送手段により搬送される用紙の搬送方向と平行な端部を検知する用紙端部検知手段を含んでいる横レジスト検知手段と、前記用紙端部検知手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第１の駆動手段と、前記用紙端部検知手段の情報に基づいて前記穿孔手段を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第２の駆動手段と、前記第１及び第２の駆動手段を同一の制御信号で夫々駆動・制御する制御手段を備え、前記用紙端部検知手段により用紙端部を検知した後、前記第１の駆動手段により前記用紙端部検知手段を待機位置に戻す際、前記第２の駆動手段による前記穿孔手段の穿孔位置への移動を同時に行うことを特徴とする用紙後処理装置。
2. 前記制御手段は、前記穿孔手段により用紙に穿孔した後、前記第２の駆動手段により前記穿孔手段を待機位置に戻す際、前記第１の駆動手段による前記用紙端部検知手段の次用紙端部検知位置への移動を同時に行うように駆動・制御することを特徴とする請求項１記載の用紙後処理装置。

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