JP5334255B2 - 穿孔装置及びこれを備えた後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば複写機、印刷機、プリンタなどの画像形成装置から搬出されるシートにパンチ穴を穿孔する穿孔装置及びこの穿孔装置を備えた画像形成装置などの後処理装置に関する。

一般に、印刷機、複写機などから搬出されたシートに自動的にパンチ穴を穿孔する装置は、例えば後処理装置のシート処理部に内蔵され、或いは製本装置に内蔵されるユニットとして広く知られている。その構造は、処理経路に順次搬出されるシートを所定の処理位置にセットし、このシートの幅方向に複数のパンチ部材を配列して、２個所、３個所若しくは４個所に同時に穿孔処理している。そしてこれらの穴数および穴間隔は通常規格化されている。

例えば特許文献１（特開２００１−９７９１号公報）には、シートを挟むように所定間隔で上部フレームと下部レームを配置し、この上部フレームに複数のパンチ部材が上下動自在に配列され、下部フレームにはパンチ部材と適合するダイ（刃受孔）が形成されている。そしてこの上部フレームに穿孔方向と直交する方向にカム板を設け、このカム板を駆動モータに連結して所定ストロークで往復動させている。このカム板にはＶ字溝カムが設けられ、この溝カムに各パンチ部材を係合させてカム板の左右往復動で複数のパンチ部材を同時に上下動させている。

この場合特許文献１には特定の穴数のパンチ部材を同時に穿孔動作させる装置が開示されている。このような装置でシートに異なる複数のパンチ穴を選択的穿孔することが要求される。そこで特許文献２には文献１と同様の装置構成でシートに複数配列したパンチ部材を選択的に作動させて２穴、３穴など異なる複数のパンチ穴を形成する装置が開示されている。

特許文献２（特許第３６８４１６６号公報）には特許文献１と同様の装置構成でカム板を駆動モータに連結して左右に往復動させ、第１の領域を往復動するときは２穴穿孔、第２の領域を往復動するときは３穴穿孔というように２つ以上の異なるパンチ穴を選択的に穿孔している。このとき装置起動時或いはジャム処理後の再開時にカム板がどの位置に位置しているか検出し、カム板をホームポジションに復帰させた後に設定された穿孔数に応じて第１領域か第２領域かを選択してカム板を往復動する必要がある。

そこで特許文献２にはカム板に３個所のフラグを設け、このフラグ位置を３個所に配置したセンサで検出し、各センサのＯＮ、ＯＦＦ状態でカム板がどの位置に位置しているかを判別し、初期動作時にその位置を修正している。

特開２００１−００９７９１号公報 特許第３６８４１６６号公報（図６）

上述のように異なるパンチ穴を選択的に穿孔する際に、前掲特許文献２のように駆動モータに連結したスライドカムなどのスライド伝動部材（以下スライド部材という）を設け、このスライド部材を駆動モータで所定ストローク間を往復動させる構造を採用している。そして、このストローク内に設定した複数の移動領域を選択的することによって異なるパンチ穴を穿孔するようにしている。この場合に従来はスライド部材の３個所（第１領域と第２領域２つの場合）にフラグを設け、このフラグを３個所に配置したセンサで検出している。

そして、初期化時に３個所のセンサの「ＯＮ」「ＯＦＦ」でスライド部材がどの位置に位置しているかを判別してこのスライド部材が所定位置以外のとき、その位置を修正するように制御している。

従って、スライド部材の位置検出のために３個所にフラグとセンサを設けて位置検出するため、位置検出のセンサ数が多く装置コストが高くなる欠点があった。これと同時に多数のセンサから位置判別する制御も複雑となり、検出エラーによる誤作動も問題となる。

そこで本発明者は、初期化動作時にスライド部材を所定方向のストローク限位置に移動させ、このストローク限位置からスライド部材を復帰移動させてホームポジションに位置決めすることによってスライド部材が第１領域にあるか第２領域にあるか判別することなく所定のホームポジションに位置決めできるとの着想に至った。

本発明は複数のパンチ部材を選択的に作動させるスライド部材を簡単な構造で正確に位置検出することが可能な穿孔装置の提供をその主な課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、複数のパンチ部材に選択的に穿孔動作を行わせるスライド部材を駆動モータとパンチ部材との間に伝動手段として配置する。そしてこのスライド部材を所定ストロークで往復動させ、その移動領域を第１領域と第２領域で異なるパンチ穴を穿孔するように構成する。このためスライド部材の位置を検出する検出手段を第１領域と第２領域の間に設定したホームポジションを検知するポジションセンサと、スライド部材のストローク限度位置を判別する判別手段で構成する。そこで駆動モータの制御手段を初期化動作時に、スライド部材を一方のストローク限に移動する動作と、ストローク限位置判別手段でスライド部材を逆方向に復帰移動させる動作と、ポジションセンサの検知信号の後にスライド部材を選択された第１領域又は第２領域に移動する動作を実行するように構成することを特徴としている。

更にその構成を詳述すると、２つ以上のグループに区割された複数のパンチ部材（４０）と、駆動モータ（Ｍ）と、前記駆動モータの回転運動を前記パンチ部材に伝達する伝動手段（５０、Ｇ１）と、この伝動手段に設けられ所定のストロークで往復動するスライド部材（５０）と、前記スライド部材の少なくとも一方のストローク限に設けられた位置規制ストッパ（２８ａ）と、前記スライド部材の位置を検出する検出手段（Ｓｈ、６０ａ）と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動モータを制御する制御手段（６０）とを備える。

そして前記スライド部材には、前記ストローク内に前記第１のグループのパンチ部材に穿孔動作を実行させる第１領域（Ｒａ）と、異なる他のグループのパンチ部材に穿孔動作を実行させる第２領域（Ｒｂ）を設定する。そして前記検出手段は、前記第１領域と第２領域の間に設定された前記スライド部材のホームポジション（ＨＰ）を検知するポジションセンサ（Ｓｈ）と、前記スライド部材がストローク限位置に位置するか否かを判別する判別手段（６０ａ）で構成する。また前記制御手段は初期化動作として前記駆動モータ（Ｍ）に、前記スライド部材を所定のストローク限位置に移動する動作と、前記検出手段のストローク限位置判別手段に基づいて前記スライド部材を逆方向に復帰移動させる動作と、前記スライド部材の復帰移動で前記ポジションセンサの検知信号の後に、このスライド部材を選択された前記第１領域又は前記第２領域に移動する動作を行わせる。

本発明は、複数のパンチ部材に駆動モータの駆動を伝達するスライド部材を、パンチ部材に異なる穿孔動作を行わせる第１領域と第２領域設定して、その領域間のホームポジションにポジションセンサを配置し、このスライド部材のストローク限位置を判別する判別手段を設け、装置の初期化動作を、このポジションセンサとストローク限位置の判別手段でスライド部材をホームポジションに位置付けるようにしたものであるから次の効果を奏する。

複数のパンチ部材を選択的に作動するスライド部材は、その初期動作を一方のストローク限に移動し、その限度位置を位置判別する判別手段の判別結果で反対方向に復帰移動させ、ポジションセンサの検知信号でホームポジションに位置決めするから制御手段は１つのポジションセンサとストローク限位置の判別手段を備えれば良く、従来の３つ或いはそれ以上のセンサと複数の検出フラグを必要とする場合と比較してスライド部材を簡単な構造で正確に位置検出することが可能となる。

また本発明は、スライド部材のストローク限度位置を判別する判別手段をエンコーダで駆動モータの停止を判別するか、或いはこのエンコーダを用いることなく駆動モータの負荷変動を検出することによって特別なセンサディバイスを必要とせず更に簡単な構造でスライド部材の位置検出が可能となる。

更に本発明は、スライド部材のストローク限度位置をこの位置に配置したポジションセンサで検出することも可能であり、従来と比較して使用するセンサディバイスの数を少なくすることが出来る。このようにセンサ数を少なくすることによってスライド部材の位置を判別する制御ＣＰＵなどの制御機構を簡素化することが可能である。

本発明に係わる穿孔装置の全体構成の説明図。 図１の装置における要部断面説明図。 図１の装置に於けるカム手段を示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は円筒カムを平面に展開した状態を示す説明図。 図１装置におけるスライド部材のホームポジションを検出する検出手段の説明図であり、（ａ）はその平面状態を、（ｂ）はその断面状態を示す。 図１装置におけるスライド部材のストローク限位置を判別する判別手段の構成図であり、（ａ）はスライド部材のストローク限の位置規制の説明図であり、（ｂ）は判別手段の構成を示すタイミングチャート。 図１装置におけるスライド部材とパンチ部材との位置関係の説明図。 図１乃至図４の装置のスライド部材と異なる実施形態のスライド部材（スライドカム）を示す説明図。 本発明に係わる穿孔装置の制御を示すフローチャート。 （ａ）は装置起動時の初期化動作を示すフローチャート、（ｂ）は制御構成を示すブロック図である。 本発明に係わる画像形成装置における後処理装置の構成説明図。

以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。

［基本構成の説明］
まず本発明の基本的構成について説明する。図１に全体構成を説明するように本発明は複数のパンチ部材４０を予め規格化された位置に配列する。このパンチ部材４０は上部フレーム３０に上下動（図１上下方向）可能に支持する。そしてこの複数のパンチ部材は２穴穿孔用のパンチ部材４０ｂ、４０ｃと４穴穿孔用のパンチ部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄに２つ以上のグループに区割する。この場合２穴、４穴について図示してあるが２穴、３穴、或いはそれ以外の組み合わせであっても良い。

上記パンチ部材４０には、対向する位置に刃受孔３８を配置し、この刃受孔３８は下部フレーム３５に設ける。また上記上部フレーム３０にはスライド部材５０を所定ストロークで往復動可能に配置し、上記複数のパンチ部材４０に駆動モータの駆動を伝達する。このスライド部材５０は後述する図１乃至図５に示す実施形態ではラック歯車５１で各パンチ部材４０に回転運動を伝達し、後述する図７に示す実施形態では溝カム８３を有するスライドカム（スライド部材）８２で各パンチ部材４０に垂直直線運動を伝達する。そしてスライド部材５０（８２）には往復動するストローク限位置に位置規制ストッパ２８ａ（図４参照）を設ける。このストッパはスライド部材５０の右限位置にストッパ２８ａを、左限位置にストッパ２８ｂを設けるか、少なくとも一方に配置する。

上記スライド部材５０には駆動モータＭを、減速ギァを介して連結し、モータＭの正逆転でスライド部材５０が往復動するように駆動連結する。この場合１方向回転モータと正逆転クラッチでスライド部材５０が往復動するように構成しても良い。このモータＭにはエンコーダ５４を設けエンコードセンサＳｅでモータの速度制御（ＰＷＭ制御）を行うように構成する。

そこで上記スライド部材５０には、パンチ部材４０に２穴穿孔動作を行わせる第１領域Ｒａと４穴穿孔動作を行わせる第２領域Ｒｂを図４に示すように両領域の中央部のホームポジションＨｐから例えば右方向に移動するときには第１領域Ｒａ（４穴穿孔）、左方向に移動するときには第２領域Ｒｂ（２穴穿孔）のように領域設定する。そしてスライド部材５０にセンサフラグ５５を設け、このフラグ５５（図示のものは第１フラグ５５ａ、第２フラグ５５ｂ、第３フラグ５５ｃ）を検知するポジションセンサＳｈを装置フレームに配置する。そして第１フラグ５５ａと第２フラグ５５ｂの間に第１領域Ｒａが設定され、第１フラグ５５ａと第３フラグ５５ｃの間に第２領域Ｒｂが設定されている。

このような構成において後述する制御手段６０は、上記スライド部材５０がストローク限位置に位置するか否かを判別する判別手段６０ａを設ける。この判別手段６０ａは次のいずれかで構成する。

「判別手段の第１実施形態」
第１の実施形態は、上記記判別手段６０ａを、「駆動モータＭの回転を検出するエンコーダ５４と、このエンコーダの回転量からスライド部材が位置規制ストッパ２８ａに突き当たって停止したことを判別する」ように構成する。この場合は、エンコーダ５４の回転量を制御ＣＰＵ６０で駆動モータＭの回転が停止したことを判断し、このときスライド部材５０が位置規制ストッパ２８ａに位置すると判断する。

「判別手段の第２実施形態」
第２の実施形態は、上記判別手段６０ａを、「スライド部材５０のストローク限に配置されたポジションセンサ」で構成する。この場合は、図５（ａ）に破線で示すようにスライド部材５０がストローク限位置のストッパ２８ａに突当たった位置にフラグ５５ｘとポジションセンサＳｘを設ける。

「判別手段の第３実施形態」
第３の実施形態は、上記判別手段６０ａを、「スライド部材が位置規制ストッパ２８ａに停止した駆動モータの負荷変動を検出する」ように構成する。この場合は、図示しないがモータの駆動電流値を検出する。そしてこの電流値が基準値より大きく変動したときスライド部材５０が位置規制ストッパ２８ａに突き当たって停止したと判断する。このモータの駆動電流検出回路は既に広く知られているので説明を省略する。

なお、いずれの場合も制御手段６０は、駆動モータＭに初期化動作を行なわせる際に、この駆動モータＭを穿孔動作時より低速で回転することが好ましい。後述する装置は駆動モータＭをＰＷＭ制御している。そこでモータに供給する電源パルスのデューティ比を通常の穿孔動作時より初期動作時に低くする。

次に図示の装置についてその構成を詳述する。図１に示す穿孔装置Ａは４つのパンチ部材で被穿孔シートに２穴又は４穴の穿孔を施す装置を示す。またスライド部材５０はラック歯車で構成し、モータの回転を複数のパンチ部材４０にラジアル方向の回転運動として伝達する場合を示す。これと共に図示のものは各パンチ部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが上死点から下死点にラジアル方向に回転しながらスラスト方向（穿孔方向）に穿孔動作する装置を示している。以下その構成について説明する。

図１に示すようにこの装置は上部フレーム（ベースフレーム）３０と、下部フレーム（ダイプレート）３５とで構成されている。この上部フレーム３０と下部フレーム３５は被穿孔シート（以下単に「シート」という）Ｓをセットする間隔を隔てて上下に対向するように配置され、その長さ寸法はシートの幅方向長さより大きく形成されている。そして上部フレーム３０には所定の規格(ファイル穴規格)に応じた間隔で第１パンチ部材４０ａ、第２パンチ部材４０ｂ、第３パンチ部材４０ｃ、第４パンチ部材４０ｄが上下動自在に軸支持されている。また下部フレーム３５には各パンチ部材に対向する位置に刃受け孔３８が設けられている。

上記各パンチ部材４０は通常の円柱形状に構成され、その先端に穿孔刃４１が設けられている。この第１乃至第４パンチ部材４０ａ〜４０ｄは同一構造で構成されているのでその１つについて説明する。上記上部フレーム３０は図２に示すように断面コ字状のチャンネル部材で構成され、上下に対向する上ガイド３１と下ガイド３２にガイド孔３１ａ、３２ａが設けられている。パンチ部材４０はこのガイド孔３１ａに上軸部４２ａが、ガイド孔３２ａに下軸部４２ｂが嵌合支持されている。

従ってパンチ部材４０は上部フレーム３０に図２上下方向（穿孔方向）に摺動自在に支持されている。またパンチ部材４０には鍔状段差部４３が設けてある。上記下部フレーム３５は上部フレーム３０に前述の間隙を形成して固定ネジ３９で一体に取り付けてあり、この上部フレーム３０，下部フレーム３５でユニット化されている。

そこで上記パンチ部材４０にはカム手段（図示のものは円筒カム４４）が一体に設けてあり、この円筒カム４４の外周には傾斜カム面４５θを有するカム溝４５が形成してある。この円筒カム４４で構成したカム手段は後述するようにパンチ部材４０に作用する駆動力をスラスト方向とラジアル方向に運動変換する運動変換手段を構成している。一方前記上部フレーム３０にはこのカム溝４５と係合するカムフォロア部材３３が固定してある。図示のカムフォロア部材３３は、台座部３３ａとガイド軸部３３ｂとカム係合部（以下リードピンという）３３ｃとを備え、前記ガイド孔３１ａ、３２ａと所定の位置関係となるように上部フレーム３０に形成した取付け孔に嵌合し台座部３３ａをビスなどで固定する。そしてガイド軸部３３ｂは後述するスライド部材５０をガイドし、リードピン３３ｃは上記カム溝４５と係合するピン形状に構成されている。従ってパンチ部材４０は上部フレーム３０に上下摺動自在に支持され、これに設けたリードピン３３ｃにカム溝４５が係合保持される。このリードピン３３ｃがカムフォロアを構成している。

また、上記パンチ部材４０には受動歯車４６が一体に取り付けられている。この受動歯車４６は後述する伝動手段（ラック歯車）５１に歯合され、駆動モータＭに連結されている。このように構成されたパンチ部材４０は、穿孔刃４１及び上下軸部４２ａ、４２ｂを例えばＳＵＳ系鋼材のような研磨性の良い素材で構成する。この他鉄系金属或いはセラミックなどで形成しても良い。また、円筒カム４４と受動歯車４６とはＰＯＭ（ジュラコン樹脂）などの合成樹脂で成形することが加工性、静音性などから好ましが、特にその材質を特定するものではない。

そしてパンチ部材４０の穿孔刃４１と円筒カム４４と受動歯車４６とを一体化する。この一体化はこれらの三者を一体的に回転させる為であり、成型時にインサート成形によって一体化するか或いは固定ビス、接着剤などで固定する。例えばパンチ部材４０の軸部を断面非円形（角軸、Ｄカット軸など）に形成し、これに例えば樹脂で一体成形した円筒カム４４と受動歯車４６とを圧入して必要に応じて固定ビス、接着剤などで固定する。尚上記円筒カム４４に形成したカム溝４５の形状については後述する。

また上記パンチ部材４０の先端に設けられた穿孔刃４１の形状は先端面が断面Ｕ字状、Ｖ字状など波状にカットされ、シートＳと当接する端面は凹凸形状に形成されている。これはシートＳを貫通する穿孔刃４１を先鋭状に形成するのと同時にパンチ部材４０をラジアル方向に回転させながら穿孔する際の剪断力を大きくするためである。更に穿孔刃４１の形状は先端が先鋭状に尖った斜裁形状に構成することによって更に穿孔時の剪断作用を大きくすることが出来る。

次に上部フレーム３０にはスライド部材５０が図１左右方向に移動自在に組み込まれる。このスライド部材５０にはラック歯車５１が形成され、このラック歯車５１は上述のように上部フレーム３０に複数（図示のものは４個所）配置されたパンチ部材４０ａ〜４０ｄの各受動歯車４６と噛合するようになっている。そしてスライド部材５０はその上下方向を前記カムフォロア部材３３のガイド軸部３３ｂと下ガイド３２との間に規制され、またその前後方向を上部フレーム３０の背面と各受動歯車４６との間に規制され（図２参照）、図１左右方向に移動（摺動）自在に支持されている。これによって各パンチ部材４０ａ〜４０ｄの受動歯車４６とスライド部材５０のラック歯車５１とが噛合され、スライド部材５０の移動量に応じて各パンチ部材４０ａ〜４０ｄは所定の角度関係（後述の位相差）でそれぞれ回転されることとなる。

上記スライド部材５０には駆動モータＭが次のように連結されている。前記上部フレーム３０にはブラケット５３で駆動モータＭが取り付けてあり、その回転軸は減速歯車を介して駆動歯車Ｇ１に連結されている。そしてこの駆動歯車Ｇ１がスライド部材５０のラック歯車５１に歯合してある。従って駆動モータＭの正逆転でスライド部材５０は図１左右方向に移動することとなる。尚図示５４はモータの回転軸に設けたエンコーダであり、Ｓｅはこれを検出するエンコードセンサである。

また、上記スライド部材５０のホームポジションを位置検出するポジションセンサＳｈが装置フレームに配置されている。図４に示すようにスライド部材５０にはセンサフラグ５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けてあり、ポジションセンサＳｈでフラグ位置を検出するようになっている。

次に上述のように構成されたパンチ部材４０のカム溝４５について説明する。前述のように各パンチ部材４０ａ〜４０ｄに設けられた円筒カム４４には図３（ａ）（ｂ）に示すようなカム溝４５が設けられている。図示のものはシートＳにパンチ穴を２穴と４穴いずれかを選択して穿孔する構造にしてある。この関係で第１パンチ部材４０ａと第４パンチ部材４０ｄの各円筒カム４４の外周に同一形状のカム溝４５ａ、４５ｄが、第２パンチ部材４０ｂと第３パンチ部材４０ｃの円筒カム４４の外周には同一形状のカム溝４５ｂ、４５ｃが形成してある。

上記各カム溝４５ａ〜４５ｄには穿孔方向に（図３（ａ）上下方向）に対し所定角度（θ）傾斜した傾斜カム面４５θが設けられ、第１，第４カム溝４５ａ、４５ｄには１個所、第２，第３カム溝４５ｂ、４５ｃには２個所に傾斜カム面４５θが形成されている（図３（ｂ）参照）。そして第１，第４カム溝４５ａ、４５ｄの傾斜カム面４５θと第２，第３カム溝４５ｂ、４５ｃの１つの傾斜カム面４５θはそれぞれ円筒カム４４の同一角度位置（第１角度位置）に配置され、この第１角度位置でシートＳに４穴開けする。

また第２，第３カム溝４５ｂ、４５ｃの他の傾斜カム面４５θは円筒カム４４の上記第１角度位置と異なる角度位置（第２角度位置）で同一角度位置に形成され、この第２角度位置ではシートに２穴開けする。この第２角度位置では第１，第４カム溝４５ａ、４５ｄは円筒カム４４の外周方向に水平な直線溝で形成されている。従って前述のように上部フレーム３０に固定されたリードピン３３ｃと係合している第１乃至第４カム溝４５ａ〜４５ｄは上記第１角度位置では第１乃至第４パンチ部材４０ａ〜４０ｄがシートＳに４穴穿孔し、上記第２角度位置では第２、第３パンチ部材４０ｂ、４０ｃがシートＳに２穴穿孔することとなる。

また上記各円筒カム４４は所定角度ずつ位相差を有するように上部フレーム３０に取り付けられ、同時孔開けする際に各パンチ部材４０ａ〜４０ｄの孔開けタイミングを異ならせている。つまり図１に示すように４穴開けの時、各パンチ部材４０ａ〜４０ｄは、第１パンチ部材４０ａ、第２パンチ部材４０ｂ、第３パンチ部材４０ｃ、第４パンチ部材４０ｄの順に時間差（カム溝の変移差）を持って孔開けタイミングをズラしている。２穴開けの時も同様に第２パンチ部材４０ｂ、第３パンチ部材４０ｃの順に位相差を持たせている。このような位相差は装置組み立て時に各パンチ部材４０ａ〜４０ｄの受動歯車４６を前述のスライド部材５０のラック歯車５１と歯合する際にカム溝４５ａ〜４５ｄの位置を所定角度ずつズラせることによって孔開けタイミングを異ならせるようにする。

以上パンチ穴を２穴，４穴にする場合について説明したが、前述のパンチ部材４０の配置間隔及び配置数を変更することにより３穴打ち、或いは中央の間隔を異ならせてシート上下に４穴穿孔することも可能であることは勿論である。また、図１の装置で円筒カム４４にはその外周全域にカム溝４５を形成したが、これは傾斜カム面４５θの部分のみに形成し、このカム部分でパンチ部材４０を往復動する構成であっても良い。更に本発明にあって穿孔刃４１の端面形状をＵ字、Ｖ字状にカットする場合を示したがこれは半裁円形状であっても良い。

［パンチ部材の動作制御］
次に上述のパンチ部材４０の動作制御について説明する。まず第１〜第４パンチ部材４０ａ〜４０ｄの穿孔動作を図３（ｂ）に基づいて説明する。同図は前述の円筒カム４４を平面に展開したカム線図を示し、第２第３パンチ部材４５ｂ、４５ｃには２つの傾斜カム面４５θが形成してあり、第１第４パンチ部材４０ａ、４０ｄには１つの傾斜カム面４５θが形成されている。そして全てのパンチ部材４５ａ〜４５ｄには同一個所（正確には少許の位相差を有する）に傾斜カム面θが形成されている。そこで図３（ｂ）に図示する位置にホームポジションＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３が設定され、第１ホームポジションＨＰ１と第２ホームポジションＨＰ２間でスライド部材５０を往復動すると被穿孔シートには４穴の穿孔が施され、第２ホームポジションＨＰ２と第３ホームポジションＨＰ３間でスライド部材５０を往復動すると被穿孔シートには２穴の穿孔が施されるように構成されている。

そこで前述のスライド部材５０には図６に示すようにセンサフラグ５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けてあり、このフラグを検出するポジションセンサＳｈがホームポジションＨＰ（図４参照）に配置してある。また駆動モータＭには前述したようにエンコーダ５４とエンコードセンサＳｅが配置されている。上記ホームポジションは図４に示すようにスライド部材５０の第１領域Ｒａと第２領域Ｒｂの中間に設定され、ホームポジションＨＰから第１領域Ｒａで往復動するときにはパンチ部材が４穴穿孔を実行し、第２領域Ｒｂで往復動するときには２穴穿孔するようになっている。そして第１領域Ｒａはフラグ５５ａと５５ｂをポジションセンサＳｈで検出して動作基準位置（穿孔開始点）を判別し、第２領域Ｒｂはフラグ５５ａと５５ｂを検出して動作基準位置（穿孔開始点）を判別している。このとき初期状態でスライド部材５０がフラグ５５ａをポジションセンサＳｈが検出するホームポジションに位置決めする必要が生ずる。以下このホームポジションの位置決めについて説明する。

図６（ａ）はスライド部材５０が左限位置で位置規制ストッパ２８ｂに突き当たった状態を示し、フラグ５５ｂでポジションセンサＳｈはＯＮ状態となる。（ｂ）はスライド部材５０が第１領域Ｒａに位置する状態を示し、この位置でもセンサＳｈはＯＮ状態となるようにフラグ５５ｂが形成されている。（ｃ）はスライド部材５０がホームポジションに位置する状態を示し、フラグ５５ａでポジションセンサＳｈはＯＮ状態となる。（ｄ）はスライド部材５０が第２領域Ｒｂに位置する状態を示し、フラグ５５ｃでポジションセンサＳｈはＯＮ状態となる。（ｅ）はスライド部材５０が右限位置で位置規制ストッパ２８ａに突き当たった状態を示し、この位置でもセンサＳｈはＯＮ状態となるようにフラグ５５ｃが形成されている。

そこで通常の穿孔動作では、図６（ｃ）のホームポジションＨＰにスライド部材５０を位置させる（後述する）。そして制御手段６０で４穴穿孔が選択された場合にはスライド部材５０を図（ｃ）から図（ｂ）に移動する。つまりスライド部材５０を第１領域Ｒａで往復動させる。このときの移動量は前述したエンコーダ５４のパルス数で制御する。この動作でシートには４穴穿孔が施される。

また２穴穿孔が場合には、スライド部材５０を図（ｃ）から図（ｄ）に移動する。つまりスライド部材５０を第２領域Ｒｂで往復動させる。この動作でシートには２穴穿孔が施される。

次に装置起動時、或いはジャム処理後の装置再開時にスライド部材５０は図（ａ）〜（ｅ）のいずれに位置するか判らない。そこで後述する制御手段６０は駆動モータをスライド部材５０の一方のストローク限（ストッパ２８ａか２８ｂ位置）に向けて移動する。これを右限ストッパ２８ａについて説明すると、制御手段６０は初期化動作時にはスライド部材５０を図６右側に移動するように駆動モータＭを制御する。するとスライド部材５０が図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）のときには右側に移動して右限ストッパ２８ａに突き当たって停止する。また図（ｅ）のときにはその位置に静止している。

そこで後述する判別手段６０ａは、前述した第１実施形態の場合には、駆動モータＭの回転を検出するエンコーダ５４と、このエンコーダの回転量からスライド部材が位置規制ストッパ２８ａに突き当たって停止したことを判別する。また第２の実施形態の場合にはスライド部材５０のストローク限に配置されたポジションセンサＳｘで検知する。また第３実施形態の場合にはスライド部材５０が位置規制ストッパ２８ａに停止した駆動モータの負荷変動を検出する。そして前述したように駆動モータＭを逆転させてスライド部材５０を復帰方向（図６左方向）に移動させる。そしてこのスライド部材５０がホームポジションに戻るとポジションセンサＳｈがこれを検出する。その検知信号で駆動モータＭを停止する。つまりポジションセンサＳｈはフラグ５５ｂを検知したＯＮ状態（右限位置）からＯＦＦ状態（第１領域Ｒａ）、次いでＯＮ状態（ホームポジション）となる。このＯＦＦ状態からＯＮ状態となったときに駆動モータＭを停止するとスライド部材５０をホームポジションＨＰに位置付けることが出来る。

このように本発明は、初期化動作でスライド部材５０を予め設定したストローク限の一方（図示のものは右限位置）に移動するように駆動モータを制御し、この移動でスライド部材５０がストローク限に位置することを確認する判別手段を設け、次いでスライド部材５０を逆方向に移動してホームポジションに移動する。そしてこのポジションセンサＳｐからの信号で駆動モータＭを停止するか、或いは後続する穿孔動作に移行することを特徴としている。

［スライドカムによる穿孔機構］
次に図７に示す実施形態について説明する。パンチ部材４０の構成は前述の第１、第２の実施形態と同一であるので同一符号を付して説明を省略する。そこで図７に示すものは、所定ストロークで往復動する往復伝動部材をスライドカム８２で構成する場合を示す。図１と同様に装備した駆動モータＭに連結されたスライドカム８２にはＶ字状溝カム８３が形成され、このＶ字状溝カム８３は穿孔方向に所定角度で傾斜した傾斜カム面８３ａを備えている。そしてこのＶ字状溝カム８３に係合するカムフォロアーピン８３ｐがパンチ部材４０に嵌合したキャップ部材８４に植設してある。そしてキャップ部材８４はパンチ部材４０の上端部に回動可能にピボット支持してある。その他の構成は図１と同一である。

このような構成に於いてスライドカム８２を図示左右方向に所定ストロークで往復動すると、Ｖ字状溝カム８３の傾斜カム面８３ａがフォロアピン８３ｐを上死点から下死点に向けてスラスト方向に押下する。そして上記Ｖ字状溝カム８３の傾斜方向が反転するとパンチ部材４０は復帰スプリング６９で下死点から上死点に復帰する。かかる過程でパンチ部材４０は上死点から下死点には反時計方向に回転しながらシートを穿孔し、下死点から上死点に復帰するときには時計方向に回転方向を反転させる。このとき穿孔刃４１に付着とした屑紙片８０は四方八方に振り飛ばされることとなる。

尚図７に示す装置にはスライドカム８２の位置を検出するセンサフラグとポジションセンサとが図１の装置と同一の構成で配置してあり、このスライドカム８２には図１の装置と同様に駆動モータＭ（図示せず）に連結してある。従って２穴、４穴の穿孔動作は図１の装置と同一の構成で制御される。

［駆動制御手段の構成］
図９（ｂ）に図１の装置の制御構成を示す。例えば制御ＣＰＵ６０６０で構成し、図示しないコントロールパネルから２穴４穴の選択手段６１を構成する。そして制御ＣＰＵ６０はＲＯＭ６２のプログラムとＲＡＭ６３の制御データに従って初期化動作と穿孔動作を実行する。上記制御ＣＰＵ６０にはポジションセンサＳｈの検知信号とエンコーダ５４の検知信号がエンコードセンサＳｅから電送される。またジャム検出手段の検知信号が送られる。図示のジャム検出手段はスライド部材５０が所定時間内にホームポジションに復帰しないときジャムと判定するようにポジションセンサＳｈの検知信号でジャム検出している。

次に図８のフローチャートに基づいてパンチ動作を説明する。装置電源が投入され、装置が起動する（Ｓｔ１００）と制御手段は初期動作を行う。この動作は後述するがスライド部材５０がホームポジションＨＰに位置するか否かを検出して、この位置以外のときにはスライド部材５０をホームポジションＨＰに移動する。この初期動作でスライド部材５０がＨＰに移動しないときには装置故障としてエラー警告する。次に制御手段は例えば後処理装置Ａはから２穴孔開けであるか４穴孔開けであるか孔開けモードの選択信号（Ｓｔ１０１）を受ける。

次に制御手段６０は孔開けモードの選択信号で指示された穿孔動作を実行するが
このときスライド部材５０はホームポジションＨＰに位置している（Ｓｔ１０２）。そこで制御手段６０はシートが所定の穿孔位置にセットされているか否か例えば図示しないペーパセンサからの信号で判断する（Ｓｔ１０３）。シートが穿孔位置にセットされているときには駆動モータＭを回転駆動する（Ｓｔ１０４）。このとき例えば４穴穿孔のときにはスライド部材５０を第１領域Ｒａ方向にモータを回転し、２穴穿孔のときには第２領域Ｒｂ方向にモータを回転する。するとシートには４穴又は２穴の穿孔が施される（Ｓｔ１０５）。次に制御手段６０はスライド部材５０による穿孔動作の終了をポジションセンサＳｈで４穴穿孔のときにはフラグ５５ｂの検知、２穴穿孔のきにはフラグ５５ｃを検知する（Ｓｔ１０６）。

この穿孔終了の検知信号で所定時間内にセンサＯＮしたときには、穿孔位置に次シートが準備されるか否かを図示しないペーパセンサからの信号で判断し（Ｓｔ１０７）、次シート有りのときにはステップ１０２に戻り、次シートなしのときにはジョブ終了とする。また、所定時間経過してもセンサＯＮしないときには装置電源をＯＦＦし、同時にジャム表示する（Ｓｔ１０８）。そしてジャム処理後の装置電源ＯＮで上述の初期化動作に移行する。

上記初期化動作について図９（ａ）のフローチャートに従って説明する。初期化指示信号を受けると制御手段６０は駆動モータＭを予め設定された方向、図示装置ではスライド部材５０を右限ストッパ２８ａに向けて移動する方向に回転する（Ｓｔ１０９）。そしてスライド部材５０が右限ストッパ２８ａに到達したかいなかを判別手段６０ａで判別する（Ｓｔ１１０）。この判別でスライド部材５０が右限位置のときには駆動モータを逆転する（Ｓｔ１１１）。そしてポジションセンサＳｈがＯＮになるか否かを判断し（Ｓｔ１１２）、スライド部材５０がホームポジションのときには駆動モータＭを停止し、前述した穿孔動作に移行する。

［後処理装置の説明］
次に本発明に係わる画像形成装置Ｂにおける後処理装置Ｃの構成を図１０に従って説明する。図１０に示す画像形成システムは、シートに順次印刷を施す画像形成装置Ｂと、この画像形成装置Ｂの下流側に付設された後処理装置Ｃとから構成されている。そして画像形成装置Ｂで画像形成したシートを後処理装置Ｃで印刷済のシートに穿孔処理を施すように構成されている。まず画像形成装置Ｂは複写機、プリンタ、印刷機など種々の構造のものが採用可能であるが図示のものは静電印刷装置を示す。この画像形成装置Ｂはケーシング１内に給紙部２と、印字部３と、排紙部４と制御部（図示せず）とが内蔵されている。給紙部２にはシートサイズに応じた複数のカセット５が準備され、制御部から指示されたサイズのシートが給紙経路６に繰り出される。この給紙経路６にはレジストローラ７が設けられ、シートを先端揃えした後所定のタイミングで下流側の印字部３に給送する。

印字部３には静電ドラム１０が設けられ、このドラム１０の周囲には印字ヘッド９、現像器１１、転写チャージャ１２などが配置されている。そして印字ヘッド９は例えばレーザ発光器などで構成され、静電ドラム１０上に静電潜像を形成し、この潜像に現像器１１でトナーインクを付着し、転写チャージャ１２でシートに印刷する。この印刷シートは定着器１３で定着され排紙経路１７に搬出される。排紙部４には上記ケーシング１に形成した排紙口１４と排紙ローラ１５が配置されている。尚図示１６は循環経路であり、排紙経路１７からの印刷シートをスッチバック経路で表裏反転した後再びレジストローラ７に送り、印刷シートの裏面に画像形成する。このように片面若しくは両面に画像形成された印刷シートは排紙口１４から排紙ローラ１５で搬出される。

尚図示２０はスキャナユニットであり、上記印字ヘッド９で印刷する原稿画像を光学的に読み取る。その構造は一般的に知られているように原稿シートを載置セットするプラテン２３と、このプラテン２３に沿って原稿画像をスキャンするキャリッジ２１と、このキャリッジ２１からの光学像を光電変換する光学読取手段（例えばＣＣＤディバイス）２２とから構成されている。また図示のものは原稿シートを自動的にプラテンに給送する原稿送り装置２５がプラテン２３上に装備してある。

そこで上記画像形成装置Ｂの排紙口１４には後処理装置Ｃが連設してある。この後処理装置Ｃはシート搬送経路２６と、この搬送経路２６に配置したパンチユニット２７と排紙スタッカ２９とから構成されている。シート搬送経路２６にはパンチユニット２７の上流側に整合手段２６ａが設けられ、シート後端を整合する。また搬送経路２６には正逆転ローラ２６ｂが配置され、搬入口２６ｃからのシートを整合手段２６ａに突き当て整合し、同時にこの正逆転ローラ２６ｂはパンチユニット２７からシートを排紙スタッカ２９に搬出する。図示Ｓｉはシート検知センサである。尚パンチユニット２７は先に説明した図１に示す装置で構成されている。

このように構成された後処理装置Ｃは画像形成装置Ｂから印刷済のシートを搬入口２６ｃから受け取り、シート後端をシート検知センサＳｉで検知し、シート後端が整合手段２６ａを通過したタイミングで正逆転ローラ２６ｂを逆転（図示反時計方向）する。するとシートはスイッチバックされシート後端が整合手段２６ａに突き当て整合される。この整合後に正逆転ローラ２６ｂは停止し、シートをその位置に保持する。この状態でパンチユニット２７は駆動モータＭを駆動して前述の穿孔動作を実行する。穿孔動作の実行後は正逆転ローラ２６ｂを図示時計方向に回転しパンチ穴を施されたシートを排紙スタッカ２９に搬出する。尚この後処理装置Ｃには、図示しないがステープルユニット、スタンプユニットなどが装置仕様に応じて組み込まれる。

Ａ 穿孔装置
Ｓ シート
Ｍ 駆動モータ
Ｇ１ 駆動歯車
Ｓｅ エンコードセンサ
Ｓｈ ポジションセンサ
Ｓｘ ポジションセンサ
２８ａ、２８ｂ 位置規制ストッパ
３０ 上部フレーム（ベースフレーム）
３１ 上ガイド
３１ａ ガイド孔
３２ 下ガイド
３２ａ ガイド孔
３３ カムフォロア部材
３３ａ 台座部
３３ｂ ガイド軸部
３３ｃ カム係合部（リードピン）
３５ 下部フレーム（ダイプレート）
３８ 刃受け孔
３９ 固定ネジ
４０ パンチ部材
４０ａ 第１パンチ部材
４０ｂ 第２パンチ部材
４０ｃ 第３パンチ部材
４０ｄ 第４パンチ部材
４１ 穿孔刃
４２ａ 上軸部
４２ｂ 下軸部
４３ 鍔状段差部
４４ カム手段（円筒カム）
４５θ 傾斜カム面
４５ カム溝
４６ 受動歯車
５０ スライド部材
５１ 伝動手段（ラック歯車）
５３ ブラケット
５４ エンコーダ
５５ａ〜５５ｃ センサフラグ
６０ａ 判別手段

Claims (8)

1. 所定位置にセットされたシート類に異なるパンチ穴を選択的に穿孔する装置であって、
   ２つ以上のグループに区割された複数のパンチ部材と、
   駆動モータと、
   前記駆動モータの回転運動を前記パンチ部材に伝達する伝動手段と、
   この伝動手段に設けられ所定のストロークで往復動するスライド部材と、
   前記スライド部材の少なくとも一方のストローク限に設けられた位置規制ストッパと、
   前記スライド部材の位置を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動モータを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記スライド部材は、前記ストローク内に前記第１のグループのパンチ部材に穿孔動作を実行させる第１領域と、異なる他のグループのパンチ部材に穿孔動作を実行させる第２領域が設定され、
   前記検出手段は、
   前記第１領域と第２領域の間に設定された前記スライド部材のホームポジションを検知するポジションセンサと、
   前記スライド部材がストローク限位置に位置するか否かを判別する判別手段と、
   で構成され、
   前記制御手段は、初期化動作として前記駆動モータに、
   前記スライド部材を所定のストローク限位置に移動する動作と、
   前記検出手段のストローク限位置判別手段に基づいて前記スライド部材を逆方向に復帰移動させる動作と、
   前記スライド部材の復帰移動で前記ポジションセンサの検知信号を取得した後に、このスライド部材を選択された前記第１領域又は前記第２領域に移動する動作、
   を行わせることを特徴とする穿孔装置。
2. 前記判別手段は、
   前記駆動モータの回転を検出するエンコーダと、
   このエンコーダの回転量から前記スライド部材が前記位置規制ストッパに停止したことを判別するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
3. 前記判別手段は、
   前記スライド部材のストローク限に配置されたポジションセンサで構成されることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
4. 前記判別手段は、
   前記スライド部材が前記位置規制ストッパに停止した前記駆動モータの負荷変動を検出する手段で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
5. 前記スライド部材は前記駆動モータの回転運動を前記複数のパンチ部材に回転運動として伝達し、
   前記複数のパンチ部材には回転運動を穿孔動作に変換するカム手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
6. 前記スライド部材は、
   前記駆動モータの回転運動を前記複数のパンチ部材の穿孔動作に変換するカム手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
7. 前記制御手段は、前記駆動モータに前記初期化動作を行なわせる際に、この駆動モータを穿孔動作時より低速で回転することを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
8. シート上に画像を形成する画像形成装置と、
   この画像形成装置からのシートを所定の処理位置に搬送セットする搬送手段と、
   前記処理位置に配置され前記シートに穿孔処理を施す穿孔装置と、
   前記処理位置からシートを搬出する排紙手段と、
   を備え、
   前記穿孔装置は請求項１乃至７のいずれか１項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置に於ける後処理装置。

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