JP2014156349A - 用紙綴じ具、後処理装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】歯型で綴じた部分における、開き方向による綴じ強度の差を減少させることができ、ユーザによる使用感を向上させることができる用紙綴じ具を提供する。
【解決手段】複数枚の用紙を重ね合わせて、複数枚の用紙に凹凸形状の歯型２６１を噛み合わせることで、該噛み合わせた部分により複数枚の用紙を綴じる用紙綴じ具２１０であって、凹凸形状は、複数の線分状の凹凸３００が略平行に配列されて構成され、複数の線分状の凹凸３００は、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部３０２が、凸状の線上に位置するよう配置される。
【選択図】図２１

Description

本発明は、例えばステープルなどの綴じ部材を用いずに、用紙に凹凸形状の歯型を噛み合わせて深絞り綴じを行う機能を有する用紙綴じ具、後処理装置及び画像形成システムに関する。
なお、本明細書における用紙は、例えば普通紙、各種の専用記録紙、転写紙、厚紙、葉書等、各種のシート状記録媒体を含むこととする。特に、各種の紙など繊維質の記録媒体を用いることにより、綴じ部における用紙同士の繊維の絡み合いにより用紙束を綴じることでき、より好ましい。

例えばＭＦＰ（多機能複合型プリンタ）などの画像形成装置に接続されて用いられるフィニッシャー（後処理装置）では、画像形成装置から送られてきた用紙を所定の枚数ごとに綴じる処理などが行われる。

こうした綴じ装置として、一般的に、ステープルを用いる構成が既に知られている。
また、近年の省資源・エコロジーおよびリサイクル性の観点から、ステープルなどの金属製の針を使用しない綴じ装置が考案されている。例として、綴じようとする用紙束の上下から、用紙に凹凸状の深絞りを形成する歯型を押し付ける用紙綴じ具が既に知られている。

こうした用紙綴じ具として、複数の線分状の凹凸を有して歯型が構成され、それら線分状の凹凸における端部が一直線上に並ぶように、各線分状の凹凸を等間隔に配列したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、上述した特許文献１、２のものなど、従来の用紙綴じ具では、用紙束を綴じた冊子をめくる際に、線分状の凹凸が配列された配列方向に対し垂直方向か平行な方向かによって、歯型による綴じ部分における綴じ強度が大きく異なるという問題があった。

具体的には、配列方向に垂直な方向に開くと、開こうとする力を複数の線分状の凹凸による絞り形状全体で分散して受け止めるため、比較的強い綴じ強度が得られる。
これに対し、配列方向と平行な方向に開くと、開こうとする力を、歯型による綴じ部分における線分状の凹凸の１つで集中して受けることとなる。このため、比較的弱い力で歯型による綴じ部分が剥がれてしまう。

このような冊子使用時の開き方向によって綴じ強度に差があると、ステープル綴じに比べユーザビリティが低下してしまうという問題があった。また、こうしてステープル綴じと比較した使用感が低下してしまうと、結果として深絞りによる用紙綴じ具そのものが敬遠されてしまうおそれがあった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、歯型で綴じた部分における、開き方向による綴じ強度の差を減少させることができ、ユーザによる使用感を向上させることができる用紙綴じ具を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明に係る用紙綴じ具は、複数枚の用紙を重ね合わせて、複数枚の用紙に凹凸形状の歯型を噛み合わせることで、該噛み合わせた部分により複数枚の用紙を綴じる用紙綴じ具であって、凹凸形状は、複数の線分状の凹凸が略平行に配列されて構成され、複数の線分状の凹凸は、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部が、凸状の線上に位置するよう配置されたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、歯型で綴じた部分における、開き方向による綴じ強度の差を減少させることができる。このため、ユーザによる使用感を向上させることができる。

本発明の実施形態の使用例を示す外観図である。 図１の後処理装置の内部構造を示す上面図である。 図１の後処理装置の内部構造を示す正面図である。 図３の分岐爪部分の詳細について説明する図（その１）である。 図３の分岐爪部分の詳細について説明する図（その２）である。 図３の綴じ具の動作及び構成例について説明する図（その１）である。 図３の綴じ具の動作及び構成例について説明する図（その２）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その１）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その２）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その３）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その４）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その５）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その６）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その７）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その８）である。 図１の後処理装置の綴じ動作を説明する図（その９）である。 プレスタック動作の概略を説明するための図（その１）である。 プレスタック動作の概略を説明するための図（その２）である。 本実施形態の用紙綴じ具２１０における歯型２６１周りの構成例を示す図である。 歯型２６１の形状例と、その歯型による綴じ部分４００の例を示す図である。 本実施形態の歯型２６１における第１の形状例と、その歯型による綴じ部分４００の例を示す図である。 本実施形態の歯型２６１における第２の形状例と、その歯型による綴じ部分４００の例を示す図である。 本実施形態の歯型２６１における第３の形状例と、その歯型による綴じ部分４００の例を示す図である。 本実施形態の歯型２６１における第４の形状例と、その歯型による綴じ部分４００の例を示す図である。 図２４の歯型２６１で２箇所綴じを行う場合の例を示す図である。 本実施形態の用紙綴じ具５０１とファン５０２を示す図である。

次に、本発明に係る用紙綴じ具を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

まず、本実施形態の概略について説明する。
本実施形態は、深絞り綴じ装置における凹凸絞り形状の歯スジについて、歯スジとなる複数の線分状の凹凸における各線分の端部が一直線状に整列された形状ではなく、凸状にずらす、または、弓状、円形状に配置された形状としている。このように、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部が凸状に配置されるようにしている。
このため、冊子をめくる際にも、歯型で深絞りして用紙同士が結合されている部分における、開き方向による綴じ強度の差を減少させることができる。このため、剥がれに対する保持力を確保することができ、ユーザによる使用感を向上させることができる。

次に、本実施形態に係る用紙綴じ具を備えた後処理装置２０１周りの構成について詳細に説明する。

図１に、本実施形態に係る後処理装置２０１の使用例を示す。図１は、搬送路内でシートを重ね合わせ整合する構成とその重ね合わせたシートを搬送路内で綴じる綴じ具とで構成される搬送路綴じ機構を有する後処理装置２０１を画像形成装置に連結（図１（ｂ））又は組込んだ場合（図１（ａ））の構成例である。

図２と図３を参照して、搬送路綴じ機構を有する本実施形態の後処理装置２０１について説明する。図２と図３はともに、搬送路綴じ機構を有する後処理装置の構成例であり、図２は平面図、図３は正面図を表す。各部名称と働きについて以下に説明する。

図２と図３の右側に記載された画像形成装置１０１は、画像形成装置排紙ローラ１０２を有し、後処理装置２０１に連結、又は、後処理装置２０１を組み込んでいる。

図２に示すように、後処理装置２０１は、入り口センサ２０２、入り口ローラ２０３、分岐爪２０４、排紙ローラ２０５、シフトリンク２０６、シフトカム２０７、シフトカムスタッド２０８、シフトカムホームポジションセンサ２０９、用紙綴じ具２１０、シート端検知センサ２２０、綴じ具ホームポジションセンサ２２１、綴じ具移動ガイドレール２３０、歯型２６１を有する。また、図３に示すように、シートの搬送路２４０、分岐路２４１、突き当て面２４２を内部に有する。

入り口センサ２０２は、後処理装置２０１に搬入されたシートの先端、後端、有無を検知する。
入り口ローラ２０３は、後処理装置２０１の入り口に位置しシートを装置に搬入する機能を有する。また停止・回転・搬送量を制御可能な駆動源と制御手段を有する。この制御手段は連結される画像形成装置に有っても良い。このローラニップを使用してシート突き当てスキュー補正も可能となっている。

分岐爪２０４は、シート後端を分岐路２４１へ導く為に設けた搬送路２４０を切換える回動可能な爪である。また、分岐路２４１の搬送面にシートを押圧する事が可能な構成となっており、これによりシートを固定可能となっている。
排紙ローラ２０５は、後処理装置２０１の出口に位置しシートを搬送・シフト・排出する機能を有する。また停止・回転・搬送量を制御可能な駆動源と制御手段を有する。この制御手段は連結される画像形成装置１０１に有っても良い。

シフトリンク２０６は、排紙ローラ２０５の軸端についており、シフトの移動力を受ける部位である。
シフトカム２０７は、シフトカムスタッド２０８を有し回転をする円盤状の部品である。この部品の回転によってシフトカムスタッド２０８を介しシフトリンク長穴部と連結された排紙ローラ２０５をシフトさせる。

シフトカムスタッド２０８は、シフトリンク長穴部と連動し、シフトカム２０７の回転運動を排紙ローラ２０５の軸方向の直動運動に変える。
シフトカムホームポジションセンサ２０９は、シフトリンク２０６の位置を検出し、このポジションをホームポジションとする。

用紙綴じ具２１０は、シートを綴じる道具である。本実施形態では１対の歯型で狭持する事でシートを変形させ繊維を絡める綴じ具を用いている。本発明はこの綴じ具に限定する物ではなく広く一般的に知られている綴じ具のように綴じる機能があれば良い。
シート端検知センサ２２０は、シートの側端を検出するセンサである。シートを揃える時に、このセンサ検知位置を基準に揃える。

綴じ具ホームポジションセンサ２２１は、シート幅方向に移動可能な用紙綴じ具２１０の位置を検出するセンサで、最大サイズのシートが搬送されても邪魔にならない位置に用紙綴じ具２１０が位置するポジションをホームポジションとし、この位置を検出する。
綴じ具移動ガイドレール２３０は、用紙綴じ具２１０がシート幅方向に安定して移動可能なように、その移動をガイドするレールである。

搬送路２４０は、受け入れたシートを搬送排出する通常の経路である。
分岐路２４１は、シートを重ね合わせて整合する為に設けられ、シートのスイッチバックにより後端側から搬入される搬送路である。
突き当て面２４２は、シート後端を突き当て整合する基準面である。
歯型２６１は、本実施形態では１対の凹凸が噛み合うような形状の歯型であり狭持する事でシートを変形させ繊維を絡める。

図４と図５を参照して、分岐爪２０４部分の詳細について説明する。本実施形態に係る後処理装置２０１には、搬送路２４０と分岐路２４１を切換える目的で回動可能に分岐爪２０４が設けられている。図中の右側より受け入れたシートが抵抗無く搬送出来るポジションがホームポジションとなっており、スプリング２５１により常時加圧されている。スプリング２５１は、分岐爪可動レバー部２０４ａにかけられ、分岐爪可動レバー部２０４ａにはリンクを介して分岐ソレノイド２５０も連結されている。

また、分岐路２４１搬送面と分岐爪２０４は搬送路内にあるシートを狭持可能に構成されている。搬送路の切換えは、分岐ソレノイド２５０をＯＮする事で分岐爪２０４は、図５中矢印方向に回動し、搬送路２４０を閉鎖し分岐路２４１へシートをガイドすることによって実現する。

図６と図７を参照して、用紙綴じ具２１０の動作及び構成例について説明する。但し構成はこの限りでは無い。歯型２６１は上下対となり噛み合う形状をしている。この歯型２６１は複数に組み合わせたリンク群の端に設置されており、加圧レバー２６２の回動によって、接離するように構成されている。

加圧レバー２６２は、回転するカム２６６によって回動する。このカム２６６は駆動モータ２６５より駆動力を与えられ回転し、カムホームポジションセンサ２６７の検知情報でその位置を制御される。カムホームポジションセンサ２６７検知状態をホームポジションとし、歯型２６１は開いた状態となっている（図６）。

図７を参照して、用紙を綴じるときの説明をすると、用紙を歯型２６１の開いた状態でその間に挿入し駆動モータ２６５の回転によってカム２６６を図中矢印方向へ回転させる。そのカム面の変位によって加圧レバー２６２は図中矢印方向に回動する。その回転力はてこを利用したリンク群を介し力を増し、その端部の歯型２６１に伝わる。一定量カム２６６が回転した時点で歯型２６１は噛み合い用紙を狭持する。この狭持によって用紙は変形加圧され隣接した用紙同士の繊維が絡み合い綴じられる。その後逆回転しカムホームポジションセンサ２６７の検知情報で停止する。また、加圧レバー２６２はバネ性を有しており過負荷が加わった時は撓みその過負荷を逃がすようになっている。

次に、図８ないし図１６を参照して、後処理装置２０１の綴じ動作について説明する。図８は、画像形成装置１０１からシートが出力されて、綴じ動作が開始される直前の状態を示している。上段が図２と同じく上面図であり、下段が図３と同じく側面図である。図８に示すように、画像形成装置１０１から出力が開始されると、各部はホームポジションに移動し、イニシャルを完了する。

図９は、受入れ待機状態を示す図である。画像形成装置１０１から出力されるシートが後処理装置２０１に搬入される前に、モード情報とシート情報を受け取り、その情報に基づき、受入れ待機状態になる。モードには、ストレートモード、シフトモード、綴じモードがある。以下、各モードについて順に説明する。

・ストレートモード
受入れ待機状態は、入り口ローラ２０３、排紙ローラ２０５が搬送方向に回転開始する。順次搬送排出され最終紙が排出されると各ローラは停止する。

・シフトモード
受入れ待機状態は、入り口ローラ２０３、排紙ローラ２０５が搬送方向に回転開始する。シフト排紙動作は、シートを受入れ搬送し後端が入り口ローラ２０３を抜けたところで、シフトカム２０７が一定量回転し排紙ローラが軸方向に移動する。この時シートも排紙ローラ２０５の移動と共に移動する。またシートが排出されるとシフトカム２０７はホームポジションに復帰するべく回転し次のシートにそなえる。この排紙ローラ２０５の動作を同じ部のシートが排出されるまで繰り返す。次の部のシートが搬入された場合はシフトカム２０７は先程とは逆回転し、シートは反対側に移動し排出される。

・綴じモード
受入れ待機状態は、入り口ローラ２０３は停止、排紙ローラ２０５が搬送方向に回転開始する。また用紙綴じ具２１０はシート幅より一定量退避した待機位置に移動して待機する。この後は、綴じモードの動作について説明をする。

シートが後処理装置２０１に搬入されると、その先端を入り口センサ２０２で検知し、一定距離搬送後に入り口ローラ２０３が回転し始める。この一定距離は、例えば、シート先端が入り口ローラ２０３ニップに突き当たって一定量の撓みを生じさせる距離のように、予め定められた距離である。これによりシートのスキューを補正する。

図１０に示すように、シートはその後端の入り口センサ２０２検知情報から搬送量をカウントされ、その位置情報を把握されている。

シート後端が入り口ローラ２０３ニップを通過したら、入り口ローラ２０３は次の用紙受入れの為に停止する。それと同時期にシフトカム２０７が図１０の矢印方向に回転し、シートと共に排紙ローラ２０５は軸方向に移動を開始する。するとシートは図１０の矢印方向に斜行しながら搬送される。その後、用紙綴じ具２１０に併設または組込まれたシート端検知センサ２２０ーがシートを検知するとシフトカム２０７は停止し、逆転し、シート端検知センサ２２０ーが非検知状態で停止する。以上の動作が完了し、シート後端が分岐爪２０４先端を通過した所定の位置で排紙ローラ２０５は停止する。

図１１に示すように、後処理装置２０１は、分岐爪２０４を図１１の矢印方向に回転、搬送路を切換えさせた後、排紙ローラ２０５を逆回転させシート後端を分岐路２４１に搬入させ突き当て面２４２に突き当て揃えをし排紙ローラ２０５を停止させる。この時排紙ローラ２０５はシートが突き当たるとスリップするように弱い搬送力となるように設定されている。

図１２に示すように、後処理装置２０１は、分岐爪２０４を図１２の矢印方向に回転させ、分岐路２４１にあるシート後端を分岐爪２０４の接触面で強力に押さえ待機する。次用紙が画像形成装置１０１から出力されてくると、１枚目と同様に、入り口ローラ２０３でスキュー補正を行う動作をする。入り口ローラ２０３の回転が開始するのと同時期に排紙ローラ２０５も搬送方向に回転を開始する。

図１３に示すように、２枚目以降も図１０、図１１の動作を実施し順次シートを狙いの位置に移動させ重ね合わせる事で整合状態のシート束を搬送路内にスタックする。

図１４に示すように、最終紙を整合状態の束として動作完了したら、排紙ローラ２０５を一定量搬送方向に回転させ停止する。この動作により、シート後端を突き当て面２４２に突き当てたときに発生した撓みを無くす。その後、分岐爪２０４を図１４の矢印方向に回転させ切換える事でシート束にかけていた押さえ力を開放する。

図１５に示すように、後処理装置２０１は、排紙ローラ２０５を回転させ、用紙綴じ具２１０の歯型２６１の位置とシートの加工位置が一致する距離分シート束を搬送し停止する。こうして、搬送方向の加工位置を合わせる。
また、用紙綴じ具２１０を図１５の矢印に、用紙綴じ具２１０の歯型２６１の位置とシートの加工位置が一致する距離分、用紙綴じ具２１０を移動させ停止する。こうして、幅方向の加工位置を合わせる。

この時、分岐爪２０４は図１５の矢印方向に回転しシート受入れ状態に復帰する。その後、綴じ具駆動モータ２６５をＯＮし、歯型２６１によってシート束を加圧し絞りを行う事で繊維同士が絡みシート同士が結合させ、綴じをする。今回の実施形態は絞りを行なう用紙綴じ具２１０であるが、半抜き加工や切曲げや切り曲げて更に穴に通すなどの綴じ方の綴じ具を使用しても同様の効果を得る事が出来る。

図１６に示すように、後処理装置２０１は、排紙ローラ２０５を回転させ、綴じた束を排出し、排出後にシフトカム２０７を回転させホームポジションに復帰、用紙綴じ具２１０を矢印方向に移動させホームポジションに復帰させる事で、動作を完了する。以上が、後処理装置２０１の綴じ動作である。

次に、後処理装置内の搬送路で、画像形成装置から搬送された用紙を重ねることにより後処理中の待ち時間をなくす、いわゆるプレスタック動作の概略について、図１７、図１８を参照して説明する。

画像形成装置１から出力された用紙は用紙後処理装置２にはいり、搬送ローラ４、搬送ローラ５で搬送され、用紙の移動力で切換爪９を回動させ、それにより確保された搬送路を通り、搬送ローラ７、搬送ローラ８により処理トレイ１８へ搬送される。搬送された用紙は矢印Ｂ方向へ自重落下し後端フェンス１１で搬送方向を揃えられる。予め用紙の後端をセンサＳ２で検知し、用紙搬送方向が揃えられ得る時間の後、整合フェンス１０により幅方向が揃えられる。この動作を繰り返す事で多枚数の用紙を１枚ずつ整合する。

最終紙を整合し終わるとステープル１２で整合された用紙束を綴じ、処理トレイ１８内の放出ベルト１４が矢印Ｃ方向に回転し、それに取り付いている放出爪１３により処理トレイ１８から矢印Ｄ方向へ用紙束を放出する。その用紙束は排出ローラ１５と従動コロ１６とによりトレイ３に排出スタックされる。

またトレイ３はスタック枚数に応じ上下移動する機構を持っている。
この従動コロ１６は搬送ガイド板１７に取り付いており、搬送する用紙束の厚みが変化しても同じ搬送力を得る事が出来るように支点１７ａを中心に回動可能に構成され、搬送ガイド板１７の自重で排出ローラ１５に加圧する構成になっている。

以上が１部の場合の動作である。
これが２部以上の場合は、画像形成装置１は、部の最終紙と次部の１枚目とのコピー間隔をその他の場合と同じ間隔でコピーを連続して用紙後処理装置２に送り込む。

２部目以降の処理動作を図１８を参照して説明する。
まず、図１８（ａ）の矢印方向に搬送ローラが回転し、２部目の１枚目が搬送される、センサＳ２がその後端を検知し、整合ユニットによる処理トレイ１８が用紙を受け入れる状態ではない場合図１８（ｂ）の矢印方向に搬送ローラ６，７，８が逆転し切換爪９により用紙は図のように搬送されその紙端をセンサＳ２で検知したら停止させる。

図１８（ｃ）に示すように搬送ローラ４，５により２枚目の紙が搬送され、その先端をセンサＳ２が検知すると図１８（ｄ）の矢印方向に搬送ローラ６，７，８が回転し、２枚の用紙を重ねた状態で搬送する。この時その後端をセンサＳ２で検知した時に処理トレイ１８が用紙を受け入れる状態にある場合はそのまま排出する、処理トレイ１８が用紙を受け入れる状態ではない場合は１枚目の時と同じ動作を繰り返す、また、処理トレイ１８が用紙を受け入れる状態になるまで繰り返した後２枚以上の紙を重ねた状態で排出する。

以上の動作により、２部以上のステープル処理時にも、生産性を落とす事無く効率よく後処理を可能とする。

次に、上述した後処理装置２０１に用いられる用紙綴じ具２１０における歯型周りの構成について詳細に説明する。

図１９に、リンク群の軸を中心に回転を行う部分の構成を抜き出して示す。この図１９は、上述した図６、図７とは上下方向逆向きの絵となっているが、歯型部分の説明を行いやすいように逆向きで記載してある。

本実施形態の用紙綴じ具２１０では、図１９（ａ）に示すように、軸２７１の軸方向と垂直方向に歯型部分の歯スジが形成されている。このため、歯型の歯スジとなる複数の線分状の凹凸における直線方向が、軸２７１の軸方向と垂直となっている。また、この用紙綴じ具２１０の軸２７１は、上述したリンク群の軸と平行である。

噛み合う歯型対の逆側は省略してあるが、矢印で示す視線方向から見た噛み合い形状は、図１９（ｂ）のように、凹凸が噛み合った時に用紙を絞り綴じすることが可能な形状をしている。

図２０に、一例として、歯型の歯スジとなる複数の線分状の凹凸３００が平行に配列された構成で、用紙の角部付近に絞り綴じによる綴じ部分４１０を形成した場合の歯型２６１および綴じ部分４００の拡大図を示す。図２０の例では、各線分状の凹凸３００における角部から遠い側に配置される端部３０２が、一直線上に位置するよう各線分状の凹凸３００が配列された構成例を示す。

図２０の構成例では、上述のように綴じ具の絞り綴じのために歯型を噛み合わせる軸２７１の軸方向に対して垂直方向に歯スジが形成されている。すなわち、噛み合わせられる一対の歯型が軸２７１により回動可能に連結され、噛み合わせ可能に構成されることで用紙綴じ具２１０が構成され、歯スジの直線方向がこの軸方向と垂直になっている。
このため、従来は、真上から荷重を加える必要があった綴じ構造が、複数に組み合わせたリンク群による回転駆動が歯型の歯スジに添って綴じ動作が行えることになり、歯型の加工が直線状になっている。このため、従来では課題となっていた、歯形の形状誤差がシビアになるという課題を解消することができる。

また、歯型の形状が直線状になりかつ、直線状の擦れになることで、従来の歯型に比較して耐摩耗性がアップする。さらに、歯型部分の均一な加重が行えるため、綴じの保持力が安定する効果がある。

なお、軸２７１の軸方向に対して垂直方向に歯スジを形成する構成で、歯スジとなる複数の線分状の凹凸３００は、上述のように略平行に配置される。この略平行としては、平行になるべく近い角度であることが好ましく、凹凸により用紙を噛み合わせた各噛み合い部分に十分な強度を持たせられる程度に隣接する線分状の歯型との距離が近くなりすぎない程度であればよい。

また、歯型を構成する複数の線分状の凹凸３００における線分の両端部３０１、３０２は、図２０に示すように角形とされてもよく、丸形であってもよく、他の形状とされてもよい。

次に、本実施形態の用紙綴じ具２１０における歯型の一例について、図２１を参照して説明する。図２１の例では、上述した図２０の例に対して、歯型を構成する複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部から遠い側に配置される端部３０２が、用紙角部から離れる方向に凸状である湾曲線上に位置するように配置された構成例となっている。

図２１の構成例では、上述のように軸２７１の軸方向に対して垂直方向に歯スジが形成され、かつ、歯スジとなる複数の線分状の凹凸３００における用紙角部から遠い側に配置される端部３０２が、弓状に配列されている。このため、この歯型による綴じ部分４１０では、綴じられた用紙束をユーザが開こうとした時、開こうとする方向が変わっても、開こうとする力を複数の線分状の凹凸４００で受け止めることができる。このように、綴じ部分４１０が、複数の線分状の凹凸４００で保持力を確保するため、開こうとする力に対する異方性を緩和することができる。このため、綴じられた用紙束のページをユーザがめくる方向に依存せず、綴じ部分４１０による保持力を確保でき、ユーザによる使用感を向上させることができる。

このように、図２１の構成例による歯型によれば、この歯型による綴じ部分４１０により安定した保持力を確保することができ、深絞りによる綴じ強度を確保することができる。

また、用紙角部以外に綴じ部分４００を形成する場合についても、用紙端部から遠い側に配置される端部３０２が、その用紙端部から遠ざかる方向に凸状である湾曲線上に位置するよう配置された構成とすることで、同様の効果を得ることができる。

次に、本実施形態の用紙綴じ具２１０における歯型の第２の例について、図２２を参照して説明する。図２２の例では、歯型を構成する複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部から遠い側に配置される端部３０２が、歯型のほぼ中央を境に一定の角度を持ってずれた配列とされた構成例を示す。

図２２の構成例では、複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部から遠い側に配置される端部３０２が、用紙角部から離れる方向に凸状である折れ線上に位置する。このため、図２１の構成例で上述した効果を同様に得ることができると共に、歯型２６１の製造の際、同一形状を一定の量ずらすことで各線分状の凹凸３００の加工を実現できる。このため、加工性に優れるという利点がある。また、この場合、歯型を小型化できるというメリットもある。

また、用紙角部以外に綴じ部分４００を形成する場合についても、用紙端部から遠い側に配置される端部３０２が、その用紙端部から遠ざかる方向に凸状である折れ線上に位置するよう配置された構成とすることで、同様の効果を得ることができる。

次に、本実施形態の用紙綴じ具２１０における歯型の第３の例について、図２３を参照して説明する。図２３の例では、歯型を構成する複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部から遠い側の端部３０２および近い側の端部３０１が、円形または楕円形に配列された構成例を示す。

図２３の構成例では、複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部から遠い側に配置される端部３０２が、上述した図２１の構成例と同様に、用紙角部から離れる方向に凸状である湾曲線上に配置される。この湾曲線は、図２３の構成例の場合、円弧または楕円弧となる。
さらに、用紙角部から近い側に配置される端部３０１についても、用紙角部に向かう方向に凸状である湾曲線上に配置される。この湾曲線についても、図２３の構成例の場合、円弧または楕円弧となる。

このため、異方性が非常に優れた歯形となり、図２１の構成例で上述した各効果をさらに大きく得ることができる。

また、図２３の構成例では、異方性に対して優れているため、第４の歯型例として図２４のように、歯スジとなる複数の線分状の凹凸３００における直線方向を用紙側面と同一方向または垂直方向にしてもよい。この図２４の構成例であっても、図２３の構成例で上述した効果を同様に得ることができる。

また、図２４に示す第４の歯型例では、図２５に示すように、２箇所綴じを行う場合でも歯型２６１を移動させるだけで綴じ処理を行うことができる。すなわち、歯型２６１を移動させるだけで、図２５に示す綴じ部分４１０ａ、４１０ｂの２つを形成することができる。
このため、綴じ具の回転機構を必要とせず、２箇所綴じを行うことができる。また、用紙の角部付近や２箇所綴じによる綴じ位置など、任意の綴じ位置に対しても、歯型２６１を移動させるだけで綴じ処理を行うことができる。

このため、綴じ具の回転機構を必要とせず、綴じ位置に影響されることなく、綴じ部分４１０による異方性に優れた保持力を確保できる。

次に、マシン冷却用に設置されている送風機講を利用して、綴じ具の清掃や用紙を綴じ具から剥離することについて説明する。本実施形態は、マシン冷却用に設置されている送風機講を利用し、用紙綴じ具に付着した紙粉を清掃し、用紙が用紙綴じ具に貼り付くのを防止することができる。
また、風を吹き付ける事により用紙を用紙綴じ具から剥離することにより、装置の複雑化・コストアップを招くことなく、容易に用紙を用紙綴じ具から剥離することができる。

今までの深絞り綴じ装置においては、凹凸の絞り形状を複数個平行に配列した用紙綴じ具により、用紙の裏表から押しつぶして用紙を凹凸形状にする事により綴じているため、用紙と用紙綴じ具の摩擦抵抗により用紙が用紙綴じ具にくっつき剥がれず、綴じ不良やＪＡＭが発生したりする問題があった。

そこで、用紙の剥離機構を設けてメカ的に用紙を用紙綴じ具からはがす対策が用いられている。その場合、用紙を剥離する機構を新たに設ける必要があるため、複雑化・コストアップするという問題があった。また、用紙綴じ具に付着した紙粉が粘着剤の役割となり、用紙と用紙綴じ具が貼り付き易くなることに関する考慮はされていないという問題があった。

図２６は、本実施形態の用紙綴じ具５０１とファン５０２を示す図である。送風路は、図中において省略している。ファン５０２により、用紙綴じ具５０１に風を当てている。用紙綴じ具５０１に用紙がないときは、歯型の歯５０３（以下、歯５０３と称す。）に風が当たり紙粉等を吹き飛ばし、清掃する事ができる。また、用紙束がある場合は、歯５０３から用紙をはがす事ができる。

本実施形態は片側のファン５０２から風を当てているが、両側から風を当てる事により（図の場合上下）、両方の歯５０３から用紙をはがす事ができる。また、用紙のないときに風を片側ずつ交互に当てると両方の歯５０３を清掃する事ができる。

風の吹き出し方向を歯５０３から用紙搬送下流方向に向けると吹き飛ばされた紙粉が搬送路下流方向に動くため、その後用紙に付着して用紙とともに機外に排出する事ができる。また、ファン５０２の風の向きを図中の矢印と反対方向にすると機内の熱を機外に放出する事ができる。

以上のように、上述した実施形態は、以下の特徴を有する。
複数枚の用紙を重ね合わせて、ステープルなどの綴じ部材を使用することなく用紙に凹凸の歯型を噛み合わせる事により用紙同士の繊維の絡み合いにより用紙束として綴じるようにした用紙綴じ具となっている。そして、この深絞り綴じ機構は、複数に組み合わせたリンク群の端に設置された上下対となり噛み合う歯型形状をしており、歯型形状は、回転の支点軸に対して直角方向に複数の直線状凹凸形状が形成される。かつ、回転支点軸と平行な位置にある歯型の端面が凸形状に配列されている。

また、こうした回転支点軸と平行な位置にある歯型の端面が、外側に弓状に配列されるように構成してもよい。

また、回転支点軸と平行な位置にある歯型の端面が、歯型の中央を境に一定の角度を持ってずれているように構成してもよい。

また、回転支点軸と平行な位置にある歯型の端面が、円形を含む楕円形状に配列されるように構成してもよい。

また、上述した実施形態の用紙綴じ具２１０を備え、この用紙綴じ具２１０を回転可能とした後処理装置２０１を構成することもできる。また、こうした後処理装置２０１が画像形成装置１０１に接続されて構成された画像形成システムとすることもできる。

以上のように、上述した本発明の実施形態では、歯型を構成する複数の線分状の凹凸３００における、用紙角部や２箇所綴じの綴じ部分などでの用紙端部から遠い側の端部３０２を、凸状の線上に配置している。凸状の配置としては、例えば各端部３０２を弓状の湾曲線上に配置する、折れ線上に配置する、円または楕円上に配置する、などの構成がある。

こうした構成により、綴じられた用紙束をユーザが開こうとした時、開こうとする方向が変わっても、開こうとする力を綴じ部分４１０における複数の線分状の凹凸４００で分散して受け止めることができる。

このように、開こうとする力のはたらく方向が変わっても、綴じ部分４１０における複数の線分状の凹凸４００で保持力を確保するため、開こうとする力に対する異方性を緩和することができる。

このように、冊子をめくる際に深絞りされて用紙同士が結合されている部分の数を増やすことができるため、開こうとする方向が変わっても、剥がれに対する保持力を確保することができる。このため、綴じられた用紙束のページをユーザがめくる方向に依存せず、綴じ部分４１０による安定した保持力を確保でき、ユーザによる使用感を向上させることができる。

ここで、歯型２６１を構成する複数の線分状の凹凸３００を、例えば扇状の凹凸形状や円形状の凹凸形状にすることで、綴じ部分４００における上述した異方性を高めようとする方法を考えるとする。この場合、歯型の形状から、真上から均一に加重しなければ歯型の噛み合わせがずれたり、歯型の磨耗に繋がることで耐久性が低下してしまうおそれがある。また、真上からの均一加重を実現するためにはコストがかかってしまうという問題もある。

これに対し、上述した実施形態によれば、綴じ機構を支点を回転する機構の先端に歯型を取り付けた構成で、かつ、先端の歯型の歯スジを支点軸に対して直角方向に四角上の形状としている。このように、歯型２６１を開閉させる軸２７１の軸方向と垂直な方向に、複数の線分状の凹凸３００による歯スジを配置しているため、深絞り時の歯型の噛み合わせを安定させ、均一な荷重を行うことができる。また、歯型の合わせ部分の噛み合わせ部分のこすれを減らすことができ、耐磨耗性に優れた歯型とすることができる。

以上のように、上述した実施形態によれば、安価な手段で綴じ機構を動作させながらも、歯型形状の部品公差を厳しくすることなく、耐久性に優れた綴じ機構を構成することができる。さらに、綴じ力を確保するための歯スジの合わせを安定させ、かつ、綴じの異方性を緩和することができる。

また、本実施形態の用紙綴じ具２１０を備えた後処理装置２０１を上述のように構成することで、本実施形態の用紙綴じ具２１０により自動的に冊子束を作成する綴じ装置とすることも可能である。

以上のように、上述した実施形態によれば、機内を冷却する送風手段であるファン５０２の風を紙と綴じ具５０１の歯５０３が離間し、歯５０３に付着した紙粉を除去する方向に送る事ができる構成をさらに備えてもよい。機構の大型化・複雑化・コストアップをすることなく、歯５０３と用紙の貼り付を防止することができる。

また、送風方向を切換えて用紙の離間、紙粉除去と機内冷却の機能を切換える事ができる。機構の大型化・複雑化・コストアップをすることなく、歯５０３と用紙の貼り付を防止することができる。

また、紙粉を除去する風の向きが歯５０３から下流方向に向けることができる。風により紙粉を歯５０３より下流方向に動かすために、その後用紙に付着し機外に排出する事ができ、紙粉が綴じ部に戻ってきて再付着する事を防ぐことができる。

さらに、風を両側から両側の歯５０３に当てることにより、両側の歯５０３を清掃できる。また、風を片側の歯５０３ずつ交互に当てることにより、風の干渉を防止し効率よく清掃できる。

なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した図２１、図２２の歯型形状では、綴じ位置や綴じ個数に応じて綴じ具の歯型の角度を変更する構成をさらに備えてもよい。このようにすることで、図２１、図２２の歯型形状でも、２箇所綴じや多様な綴じ位置を実現することができ、さらに、綴じ保持力を安定的に確保し易くすることができる。
この場合、用紙綴じ具２１０そのものを回転させても良いし、歯型２６１の部分だけを回転させても良い。また、綴じる用紙束を回転させる構成としても良い。

１０１ 画像形成装置
２０１ 後処理装置
２１０ 用紙綴じ具
２６１ 歯型
２７１ 軸
３００ 線分状の凹凸
３０１、３０２ 端部
４００ 線分状の凹凸
４０１、４０２ 端部
４１０ 綴じ部分
５０２ ファン
５０３ 歯

特許第４０４４４１６号公報 特開平７−１６５３６５号公報

Claims (7)

1. 複数枚の用紙を重ね合わせて、前記複数枚の用紙に凹凸形状の歯型を噛み合わせることで、該噛み合わせた部分により前記複数枚の用紙を綴じる用紙綴じ具であって、
   前記凹凸形状は、複数の線分状の凹凸が略平行に配列されて構成され、
   前記複数の線分状の凹凸は、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部が、凸状の線上に位置するよう配置されたことを特徴とする用紙綴じ具。
2. 前記複数の線分状の凹凸は、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部が、該用紙端部から遠ざかる方向に凸状である湾曲線上に位置するよう配置されたことを特徴とする請求項１記載の用紙綴じ具。
3. 前記複数の線分状の凹凸は、各線分の直線方向における少なくとも用紙端部から遠い側の端部が、該用紙端部から遠ざかる方向に凸状である折れ線上に位置するよう配置されたことを特徴とする請求項１記載の用紙綴じ具。
4. 前記複数の線分状の凹凸は、各線分の直線方向における端部が、円または楕円上に位置するよう配置されたことを特徴とする請求項１記載の用紙綴じ具。
5. 前記凹凸形状の歯型は、軸により回動可能に連結されて噛み合わせ可能に構成され、
   前記複数の線分状の凹凸は、該線分の直線方向が前記軸の軸方向と垂直になるよう設けられたことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の用紙綴じ具。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の用紙綴じ具を備えたことを特徴とする後処理装置。
7. 請求項６記載の後処理装置が画像形成装置に接続されて構成され、
   前記画像形成装置で画像形成された用紙を前記後処理装置に搬送するよう構成されたことを特徴とする画像形成システム。

Images