JP2014177319A - 用紙処理装置、自動用紙処理装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙束に対し、簡易な構成で安定して強い綴じ強度を与え得る圧着方式の用紙綴じ装置を提供する。
【解決手段】凹凸歯型５０、６０は、それぞれの歯５１、６１の歯面の一部が弾性体８０で形成されている。この一対の凹凸歯型５０、６０の歯５１、６１を噛み合わせて圧着綴じを行うと、圧着する歯５１、６１の歯面に形成された弾性体８０がそれぞれ他方の歯の歯面形状に倣って変形する。すると歯５１、６１の加工精度や組立精度の低下によって歯５１、６１の噛み合いにすき間やずれが生じても、弾性体８０が歯面形状に倣って変形する。そのため、すき間なく広い面積で圧着綴じでき、強い用紙の綴じ力を得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、金属製の綴じ針や糊、また、熱エネルギーを使用しないで複数枚の用紙を綴じ込むことができる用紙処理装置、これを備えた自動用紙処理装置、画像形成装置に関する。

従来、用紙束を綴じる方法として金属針を用いたステイプルが広く使われている。しかし、用紙束の廃棄時やシュレッター時における分別の手間や資源リサイクル、また、食品や福祉医療、教育業界における金属針による受傷の懸念から、近年では金属針を用いない綴じ方法、綴じ具が注目されている。

これらによる綴じは、一般的に「針無し綴じ」として知られている。これらには、例えば、用紙に設けた舌状片を係止孔に差し込んで用紙束を綴じる半抜き方式や、凹凸歯を強く噛み合わせることで生じる紙繊維の絡まりや粘着によって用紙束を綴じる圧着方式がある。また、エンボス形状の凹凸歯を用紙に押圧して用紙束に形成した凹凸部の紙間摩擦力によって用紙束を綴じるエンボス方式、綴じ部にトナーを塗布して綴じるトナー方式など、様々な方式も既に知られている。

ところで、トナー方式ではトナー塗布後の再加熱による機構の大型化が問題となり、半抜き方式では用紙の舌状片を係止孔へ挿入するための機構が複雑になるが問題となる。綴じた用紙束に孔が開いている点、舌状片があることによって綴じ部の厚さが増す点なども懸念事項として挙げられる。また、エンボス形状の凹凸歯を用紙に押圧するエンボス方式では、凹部と凸部の歯面が擦る事で用紙が擦り切れてしまい綴じ強度が低下するという問題がある。

一方、圧着方式は、凹凸歯で用紙束を加圧するだけで綴じられる簡単な機構である。また、用紙束に孔や切り抜きを施さないため用紙へのダメージが少ない。そのことから、用紙後処理装置へ搭載する方式では最適と考えられている。

しかし、凹凸歯を備えた圧着方式は、噛み合いが生じる凹凸歯の全域で圧着綴じを施そうとする。そのため、用紙束の厚さが増大したときに凹凸歯と用紙との間にすき間が生じ、綴じ面積が減少し、綴じ強度が低下するという問題がある。また、凹凸歯の加工精度や組立精度の低下によって凹凸歯の噛み合いにずれやすき間が生じ、用紙束に圧着綴じが施される面積が減少し、綴じ強度が低下するという問題もある。

上述のような問題点を解決するため、特許文献１には、一方の圧着歯凹凸形状の高低差を他方の圧着歯凹凸形状の高低差よりも大きくすることが提案されている。これは、用紙束の厚さが増大しても一定の領域で圧着綴じが行うことができるが、圧着綴じを施す面積が減少することで綴じ強度が低下するという問題が残る。さらに、圧着歯凹凸形状間のすき間が大きく、凹凸形状を強く噛み合わせることで生じる用紙の紙繊維の絡まりを得ることができず、綴じ力が低下する。

このような問題点の解決するために、特許文献２には、複数の圧着歯を備えた用紙綴じ装置が提案されている。この装置は、綴じられる用紙の種類や枚数によって最適な圧着歯を選択して用紙に圧着綴じを施す。このことで用紙束に十分な綴じ強度を与えているが、装置が大型化、複雑化してしまうという新たな問題が生じる。

本発明は上述の諸問題を解消するため、用紙束に対し、簡易な構成で安定して強い綴じ強度を与え得る圧着方式の用紙綴じ装置を提供することを目的とする。

本発明の用紙処理装置は、凹凸形状の一対の歯型を用いて用紙束を圧着して綴じる用紙処理装置において、前記一対の歯型の歯の歯面の少なくとも一部が弾性体で形成されてなることを特徴とする。

本発明によれば、一対の圧着歯が噛み合う歯面のうち少なくとも一部が弾性体で形成されていることで、圧着歯の凹凸形状の噛み合いにすき間やずれが生じている状態で圧着綴じが行なわれる時でも、歯面に形成された弾性体がもう一方の圧着歯の凹凸形状に倣って変形し、用紙束に圧着綴じが行なわれる面積が増えるため、強い綴じ強度を得ることができる。

本発明の実施対象となり得る用紙後処理装置と画像形成装置の一例の概略構成図 用紙束綴じ手段の１つである圧着綴じ方式について示す断面図 本発明の実施形態１に係る圧着綴じ装置の一対の圧着歯型を示す断面図 比較のための従来技術に係る圧着綴じ装置を示した図 比較のため従来技術に係る他の圧着綴じ装置を示した図 本発明の実施形態２を示す断面図 本発明の実施形態３を示す断面図 本発明の実施形態４を示す断面図

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施対象となり得る用紙後処理装置１００と画像形成装置２００の一例の概略構成図である。用紙後処理装置１００は、画像形成装置２００の排紙側側面に設置され、画像形成装置２００から搬送されてきた用紙を受け入れる受入口１が設けられている。受入口１の用紙搬送下流側には入口ローラ２が設けられている。さらに用紙搬送方向下流側には中継ローラ３が設けられている。また、入口ローラ２と中継ローラ３の間には穿孔部４が設けられており、図示しない穿孔処理制御部によって制御され、用紙に穿孔処理を施している。

用紙後処理装置１００には複数の搬送経路がある。図１に示す用紙後処理装置１００は、画像形成装置２００から搬送されてきた用紙をそのまま排紙トレイに排出するストレート搬送経路１０１を備えている。また、用紙に端綴じを行う端綴じ搬送経路１０２、用紙に中綴じを行なう中綴じ搬送経路１０３を備えている。

中継ローラ３の用紙搬送方向直後には第１分岐爪５が設けられている。第１分岐爪５は、水平方向に設けられたストレート搬送経路１０１と下方向に設けられた端綴じ搬送経路１０２との切り替えを行っている。ストレート搬送経路１０１にはストレート搬送ローラ６が設けられ、さらにその用紙搬送方向下流側に第１排紙ローラ７が設けられている。

第１排紙ローラ７の用紙搬送方向下流側には第１排紙トレイ８が設けられ、第１排紙ローラ７によって排出された用紙が積載されるようになっている。端綴じ搬送経路１０２には複数の端綴じ搬送ローラ９が設けられ、さらにその用紙搬送方向下流側には積載トレイ１０が設けられている。積載トレイ１０には用紙揃えジョガー１１が設けられ、積載トレイ１０に積載された用紙の幅方向を揃えている。また、積載トレイ１０の近傍に端綴じ圧着綴じ部１２が設けられている。端綴じ圧着綴じ部１２は、図示しない端綴じ圧着綴じ制御手段によって制御され、用紙の所定の位置に綴じ処理を施している。

端綴じ搬送経路１０２の用紙搬送方向下流側には第２分岐爪１３が設けられている。第２分岐爪１３、その上方に設けられたストレート搬送経路１０１と下方に設けられた中綴じ搬送経路１０３との切り替えを行っている。中綴じ搬送経路１０３には複数の中綴じ搬送ローラ１４が設けられ、下流に用紙サイズに応じて可動する中綴じ基準フェンス１５が設けられている。

中綴じ基準フェンス１５の上方には中折りブレード１６が設けられ、中折りブレードと対向する位置に中折りローラ１７が設けられている。また、中綴じ基準フェンス１５と中折りブレード１６の間には中綴じ圧着綴じ部１８が設けられている。中綴じ圧着綴じ部１８は、図示しない中綴じ圧着綴じ制御手段によって制御され、用紙の所定の位置に綴じ処理を施している。

中折りローラ１７の用紙搬送方向下流側には第２排紙ローラ１９が設けられている。さらに下流側には第２排紙トレイ２０が設けられ、第２排紙ローラ１９によって排出された用紙が積載されるようになっている。

次に、このような構成の用紙後処理装置１００の動作について説明する。
例えば、用紙束の端綴じを行うときは、画像形成装置２００によって印写された用紙は図示しない画像形成装置２００の排紙口、次いで用紙後処理装置１００の受入口１を通過し、用紙後処理装置１００に搬送される。

用紙後処理装置１００に搬送された用紙は、入口ローラ２、次いで中継ローラ３によって搬送される。そして、第１分岐爪５の作用によって下方に設けられた端綴じ搬送経路１０２へと搬送される。

端綴じ搬送経路１０２に搬送された用紙は、端綴じ搬送ローラ９によってさらに下流に搬送され、積載トレイ１０に積載される。積載された用紙は用紙揃えジョガー１１によって幅方向を揃えられる。指定した枚数の用紙が積載されると、図示しない圧着綴じ制御手段によって制御された端綴じ圧着綴じ部１２によって、用紙の所定の位置に綴じ処理が施される。端綴じ処理が施された用紙束は用紙搬送方向下流へ搬送され、第２分岐爪１３の作用によってストレート搬送経路１０１へと搬送される。

ストレート搬送経路１０１へと搬送された用紙束は、ストレート搬送ローラ６、次いで第１排紙ローラ７によって第１排紙トレイ８へと排出され積載される。一方、中綴じを行うときは、端綴じを行うときと同様に積載トレイ１０へと用紙が搬送された後、積載トレイ１０にて積載されることなくさらに下流へと搬送され、第２分岐爪１３の作用によって中綴じ搬送経路１０３へと搬送される。

中綴じ搬送経路１０３に搬送された用紙は中綴じ搬送ローラ１４によってさらに用紙搬送方向下流側へ搬送される。そして中綴じ搬送経路１０３の終端に設けられた中綴じ基準フェンス１５に突き当てられ集積される。指定した枚数の用紙が集積されると、図示しない中綴じ圧着綴じ制御手段によって制御された中綴じ圧着綴じ部１８により用紙束の所定の位置に綴じ処理が施される。

中綴じ処理が施された用紙束は中綴じ基準フェンス１５によって用紙サイズごとに決められた位置まで持ち上げられ、中折りブレード１６と中折りローラ１７によって中折り処理が施される。中折り処理が施された用紙束は第２排紙ローラ１９によって第２排紙トレイ２０に排出され積載される。

ここで図２を用いて用紙束綴じ方式の一つである圧着綴じ方式について説明する。圧着綴じ方式の用紙束綴じ手段では用紙束Ｐに対して垂直かつ対向する位置に一対の凹凸歯型３０、４０を配置する。これら凹凸歯型３０、４０で用紙束Ｐの圧着綴じを行うときは、まず、印刷された用紙を凹凸歯型３０、４０間に積載する（ａ）。指定した枚数の用紙が積載されると凹凸歯型３０、４０を用紙束Ｐ方向へ移動させて歯３１、４１で用紙束Ｐを挟みこみ（ｂ）、歯形の凹凸を噛み合わせて用紙を加圧する（ｃ）。それにより所定の加圧力、および加圧時間で圧着綴じが施されると、凹凸歯型３０、４０は用紙束Ｐから離間し、元の位置で待機する（ｄ）。この圧着綴じ方式で綴じられた用紙束Ｐには凹凸の歯の形状が転写され、凹凸になった紙同士の嵌合や、用紙間の紙の繊維の絡まりによって綴じ力が保持される。

＜実施形態１＞
次に図３、図４を用いて実施形態１を説明する。
図３は本発明の実施形態１に係る圧着綴じ装置の一対の凹凸歯型５０、６０を示す断面図である。この図３は、図２（ａ）に対応する図である。図３に示すように、本実施形態の凹凸歯型５０、６０は、それぞれの歯５１、６１の歯面の一部が弾性体８０で形成されている。

図３に示す一対の凹凸歯型５０、６０の歯５１、６１を噛み合わせて圧着綴じを行うと、圧着する歯５１、６１の歯面に形成された弾性体８０がそれぞれ他方の歯の歯面形状に倣って変形する。そのため、歯５１、６１の加工精度や組立精度の低下によって歯５１、６１の噛み合いにすき間やずれが生じても、弾性体８０が歯面形状に倣って変形することで、すき間なく広い面積で圧着綴じされ、強い綴じ力を得ることができる。

一方、比較のために示した図４に示す従来技術に係る圧着綴じ装置では、凹凸歯型５２、６２の歯５３、６３を噛み合わせて圧着し、圧着綴じを行う。しかし、歯５３、６３が作り出す凹凸形状そのままに用紙束Ｐを屈曲させることはできない。そこで、歯５３、６３間にどうしてもすき間が生じ、それにより綴じ面積が小さくなる。そのため、強い綴じ力を得ることができない。

また、これも比較のため図５に示す他の従来技術に係る圧着綴じ装置では、凹凸歯型５４、６４の歯５５、６３がずれた状態で噛み合わせると、不完全な噛み合いとなって歯７２、８２間にすき間が生じる。すると、綴じ面積が小さくなり、そのために強い綴じ力を得ることができない。

＜実施形態２＞
次に本発明の実施形態２を図６を参照して説明する。
図６に示す実施形態では、凹凸歯型５６、６６の一方（図では上側の歯型５６）の歯５７の歯面の全面に弾性体８０が層状に形成され、圧着する相手である凹凸歯型６６の歯６７の歯面とほぼ完全に噛み合えるようにされている。この構造では、弾性体８０を一部品で構成できるので、実施形態１のような構成の場合よりも製造コストを安価にできる。

＜実施形態３＞
次に本発明の実施形態３を図７を参照して説明する。
図７に示す実施形態では、凹凸歯型５８、６８の一方（図では上側の歯型５８）の歯５９が全て弾性体８０で形成されている。すなわち歯５９の凹凸形状がすべて弾性体８０で形成されている。そのため、歯５９、そして歯６９が複雑な凹凸形状のものであっても容易に噛み合わせ得るため、安価に形成することができる。また、この構造では、弾性体８０と歯型５８の歯５９を設ける部分を一部品で構成できるので、実施形態１のような構成の場合よりも製造コストを安価にできる。

＜実施形態４＞
次に本発明の実施形態４を図８を参照して説明する。
図８に示す実施形態では、凹凸歯型７０、７１の歯７２、７３の高さがそれぞれ同一で、歯７２、７３の先端を形成する弾性体９０は高摩擦材料で構成されている。そのため、歯７２、７３の先端の弾性体９０が用紙束Ｐと同時に接触し（接触面はもちろん異なる）、さらに歯７２、７３が噛み合い方向に動いたときに高摩擦材料である弾性体９０と用紙との摩擦力によって用紙束Ｐを構成する用紙のずれが防止できる。それによって、安定して強い綴じ力を得ることができる。

なお、従来技術に係る圧着綴じ装置で圧着綴じを行うと、凹凸歯型の歯の先端が用紙束と接触し、さらに歯が噛み合い方向に動いたとき、用紙と接触している歯の先端に向かって用紙を引き込む力が働いてしまう。さらに、接触している歯の先端と用紙との間の摩擦力が弱いため、用紙がずれてしまう。したがって、安定した強い綴じ力を得ることができない。

＜実施形態５＞
図１で示したような、端端綴じ圧着綴じ部１２、中綴じ圧着綴じ部１８の一方もしくは両方に上述した本発明の実施形態に係る圧着綴じ装置の一対の凹凸歯型を搭載することができる。そのような構成とした場合、図示しない制御手段による制御で圧着綴じを自動的に行える自動用紙処理装置とすることができる。そのため、作業者の手を煩わせることなく用紙束Ｐに用紙綴じを施すことができる。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：受入口
２ ：入口ローラ
３ ：中継ローラ
４ ：穿孔部
６ ：ストレート搬送ローラ
７ ：第１排紙ローラ
８ ：第１排紙トレイ
９ ：搬送ローラ
１０ ：積載トレイ
１１ ：用紙揃えジョガー
１２ ：部
１４ ：搬送ローラ
１５ ：基準フェンス
１６ ：中折りブレード
１７ ：中折りローラ
１８ ：部
１９ ：第２排紙ローラ
２０ ：第２排紙トレイ
５０、５２、５４、５６、５８、７０ ：凹凸歯型（上側）
５１、５３、５５、５７、５９、７１ ：歯（上側）
６０、６２、６４、６６、６８、７２ ：凹凸歯型（下側）
６１、６３、６５、６７、６９、７３ ：歯（下側）
８０、９０ ：弾性体
１００ ：用紙後処理装置
１０１ ：ストレート搬送経路
１０２ ：搬送経路
１０３ ：搬送経路
２００ ：画像形成装置
Ｐ ：用紙束

特開２０１０−２０８８５４号公報 特開２０１０−２７４６２３号公報

Claims (7)

1. 凹凸形状の一対の歯型を用いて用紙束を圧着して綴じる用紙処理装置において、前記一対の歯型の歯の歯面の少なくとも一部が弾性体で形成されてなることを特徴とする用紙処理装置。
2. 前記一対の圧着歯型の一方の歯の歯面又は両方の歯型の歯の歯面が全て弾性体で形成されてなることを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
3. 前記用紙処理装置において、前記一対の圧着歯型の少なくとも一方の歯が全て弾性体で形成されてなることを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
4. 前記一対の圧着歯型の歯がなす凹凸形状の高さがそれぞれ同一で、かつ、前記凹凸形状の歯の先端が高摩擦材料の弾性体で形成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の用紙処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の用紙処理装置を備えたことを特徴とする自動用紙処理装置。
6. 請求項１乃至４のいずれかに記載の用紙処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項５に記載の自動用紙処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。