JP6848375B2 - 記録材綴じ装置および記録材後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材綴じ装置および記録材後処理装置に関する。

重ねられた複数枚の記録材をそれぞれ歯列を備えた対をなす歯型で挟んで圧力を加え、波形状に変形させて互いに結合させる記録材綴じ装置が知られている。

特開２０１１−２０１６５４号公報

対をなす２個の歯型の歯が歯の並ぶ方向に関してずれていると、一つの歯の一方の歯面は、相手側の歯に強く当たり、他方の歯面は当たりが弱くなる片当たりが発生する。当たりの強い側では記録材が破れ、当たりの弱い側では結合力が弱くなる場合がある。

本発明は、噛み合う歯型の歯の片当たりを抑えることを目的とする。

請求項１に係る発明は、配列された複数の歯を有し、当該複数の歯のそれぞれが歯幅方向から見たとき斜面を有する山形状である、第１歯型と、配列された複数の歯を有し、第１歯型と噛み合い、第１歯型と協働して第１歯型の歯の斜面との間に記録材束を挟んで記録材を綴じる第２歯型であって、噛み合い開始から噛み合い完了まで第１歯型に対し歯幅方向において傾いており、傾きが噛み合い開始から完了まで徐々に減少する、第２歯型と、を備える記録材綴じ装置である。

請求項２に係る発明は、第１歯型が装着される第１装着面を備えた第１アームと、第２歯型が装着される第２装着面を備えた第２アームであって、第１アームと協働して第１歯型と第２歯型を噛み合わせ、噛み合い完了時において第２歯型を第１歯型に対して傾けるために第２装着面が第１装着面に対して傾いている、第２アームと、を備える請求項１に記載の記録材綴じ装置である。

請求項３に係る発明は、第１装着面と第２装着面の少なくとも一方が、対応する第１アームまたは第２アームの台座上に配置されたくさび形状のシムにより形成される、請求項２に記載の記録材綴じ装置である。

請求項４に係る発明は、長方形の複数の記録材が集積された記録材束が形成される記録材集積部と、記録材集積部に集積された記録材の縁に近い側から第１歯型と第２歯型が噛み合い始める、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録材綴じ装置と、を備える記録材後処理装置である。

請求項１に係る発明によれば、噛み合う歯型の歯の片当たりを抑えることができる。

請求項２に係る発明によれば、容易に歯型を傾けることができる。

請求項３に係る発明によれば、歯型の傾きを容易に調整することができる。

請求項４に係る発明によれば、記録材をめくるときに力を受ける部分の結合力を高めることができる。

画像形成システムの概略構成を示す模式図である。 記録材綴じ装置の外観を示す斜視図である。 記録材綴じ装置の内部構造を示す斜視図である。 記録材綴じ装置の内部構造を示す斜視図である。 記録材綴じ装置の分解斜視図である。 記録材綴じ装置の綴じ作動部と左右のサイドフレームを分離した状態で示す斜視図である。 記録材綴じ装置の綴じ作動部を別の方向から見たときの斜視図である。 送出ばねを示す斜視図である。 支えばねを示す斜視図である。 綴じ動作の説明図であり、綴じ作動部のホーム位置を示す図である。 綴じ動作の説明図であり、上下の歯型がやや閉じた状態を示す図である。 綴じ動作の説明図であり、上下の歯型が噛み合う直前の状態を示す図である。 綴じ動作の説明図であり、上下の歯型の噛み合いが完了した状態を示す図である。 集積トレイと記録材綴じ装置の位置関係を示す図である。 集積トレイの先端壁の断面形状を示す図である。 上アームと下アームから上歯型と下歯型を取り外した状態を示す分解図である。 上歯型と下歯型の噛み合わせについての説明図である。 上歯型の歯と下歯型の歯の位置関係を示す図である。 上歯型と下歯型の噛み合い完了時おける綴じ作動部を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、本実施形態の記録材綴じ装置１０を備えた画像形成システム１１の概略構成を示す模式図である。画像形成システム１１は、例えば電子写真方式による印刷機能や複写機能などを備えた画像形成装置１２と、画像形成装置１２にて画像形成された後の記録材に対して例えば穴あけや綴じなどの後処理を行う記録材後処理装置１３を備えている。本実施形態の記録材綴じ装置１０は、記録材後処理装置１３に搭載され得るものである。

画像形成装置１２は、取得した原稿情報に基づきトナー像を形成する画像形成部１４を有する。原稿情報は、画像形成装置１２が備えた原稿読取り部１５により原稿を読み取って取得してもよく、また外部装置から取得してもよい。画像形成装置１２は、更に記録材送り機構１６を含む。送られる記録材は、定められた形状、例えば長方形にカットされたシート状の記録材であり、材質は例えば紙である。記録材送り機構１６は、積層された記録材を保持する供給トレイ１７と、供給トレイ１７から排出口１８へと記録材を送る搬送路１９を備える。搬送路１９を送られる過程で記録材は画像形成部１４で形成されたトナー像を受け取り、トナー像が定着される。排出口１８から送り出された記録材は、記録材後処理装置１３に受け取られる。

記録材後処理装置１３において、受け取った記録材は、必要に応じて集積トレイ２０上に積層され記録材束が形成される。集積が必要でない場合、記録材は排出トレイ２１に送出される。記録材が集積トレイ２０上に予め定められた枚数集積されると、この記録材の束に対し、穴あけ、綴じなどの後処理が実行される。記録材綴じ装置１０は、記録材束を綴じる後処理を行う。記録材綴じ装置１０は、それぞれ複数の歯が並んだ対をなす２個の歯型２２，２４を有する。２個の歯型を区別するために、便宜上、図１において上側に位置する歯型を上歯型２２、下側に位置する歯型を下歯型２４と記す。２個の歯型２２，２４は、綴じ対象となる記録材を挟んで対向するよう配置されればよく、例えば左右に配置されてもよい。

上歯型２２と下歯型２４は、一方または双方が駆動機構により相手側の歯型に向けて進退し、進出したときには歯型同士が噛み合う。歯型が噛み合うことにより、挟まれた記録材は波形に変形し、記録材同士が結合して、綴じられる。綴じられた後、記録材束は、排出トレイ２１に送り出される。

さらに、画像形成システム１１は、画像形成装置１２および記録材後処理装置１３の各部、各機構の動作を制御する制御部２５を有する。制御部２５は、使用者からの要求を取得し、要求に応じて画像形成システム１１の各部の動作を制御する。

図２は、記録材綴じ装置１０の外観を示す斜視図である。記録材綴じ装置１０の外形は、概略直方体である。説明を簡略にするために、この直方体の辺の延びる方向に従って、互いに直交する前後、上下、左右の方向を定める。上下方向は、上歯型２２と下歯型２４が対向する方向に概ね一致しており、前後方向は、上歯型２２と下歯型２４が装着される上アーム２６および下アーム２８（図３参照）が延びる方向に概ね一致している。記録材綴じ装置１０の外形である直方体の、上フレーム３０の上面板３０ａが規定する装置上面３２と、前フレーム３４の前面板３４ａが規定する装置前面３６とが交差する角近傍の前上隅領域３８に上歯型２２と下歯型２４が配置される。この前上隅領域３８において、上下の歯型２２，２４により記録材が挟持され綴じられる。記録材綴じ装置１０の左右は、２枚のサイドフレーム、つまり左サイドフレーム４０Ｌ、右サイドフレーム４０Ｒによって概ね覆われている。

図３は、右サイドフレーム４０Ｒを取り除き、内部が見えるようにした記録材綴じ装置１０の斜視図である。上フレーム３０は、開口３０ｂが設けられた背面板３０ｃと、背面板３０ｃの下縁から前方に延びる支持板３０ｄを含む。背面板３０ｃは、開口３０ｂが設けられた部分で湾曲しており、これにより記録材綴じ装置１０の外形は、後上隅領域において丸面取された形状となっている。支持板３０ｄには、ホーム位置センサ４２が配置されている。ホーム位置センサ４２は、後述する綴じ作動部のホーム位置を検出するセンサである。ホーム位置の検出に関しては、綴じ作動部の動作と合わせて説明する。

前上隅領域３８の対角の位置、つまり後下隅領域４４にモータ４６が配置される。モータ４６は、出力軸にモータピニオン４６ａ（図５参照）を備え、モータピニオン４６ａが左サイドフレーム４０Ｌの外側に配置されたギア列４８の一つのギアに噛み合っている。ギア列４８は、減速ギア列を構成し、モータ４６は、ギア列４８を介してカム軸５０を回転駆動する。

図４は、図３の状態から更にモータ４６を取り除いた記録材綴じ装置１０の斜視図である。左サイドフレーム４０Ｌには、エンコーダブラケット５２が固定され、エンコーダブラケット５２上にモータ４６の回転角度を検出するエンコーダ５４が配置されている。エンコーダ５４は、エンコーダブラケット５２に回転可能に支持された回転子５４ａと、エンコーダブラケット５２に固定されたフォトセンサ５４ｂを含む。回転子５４ａは、回転軸を有する羽根車形状を有し、回転軸の端にはエンコーダピニオン５４ｃが設けられている。エンコーダピニオン５４ｃは、ギア列４８の一つのギア４８ａ（図５参照）に噛み合っており、モータ４６が回転すると、回転子５４ａが回転する。エンコーダピニオン５４ｃが噛み合うギア４８ａは、ギア列４８の初段のギアであってよい。フォトセンサ５４ｂは、対向する二つの部分を有し、この間を回転子５４ａの羽根が通過することを検出する。羽根の通過回数を計数することでモータ４６の出力軸の回転角度が検出される。フォトセンサ５４ｂは、回転子５４ａの羽根の通過を検出できる他の形式のセンサに代替してもよい。

図５は記録材綴じ装置１０の分解図であり、図６，７は綴じ作動部の要部を示す図である。綴じ作動部は、すでに述べた上アーム２６、下アーム２８および後述するレバーリンク５６、支持レバー７２、さらにこれらを結合する連接ピン５８、アームピン６４、ガイドピン７０などから構成される。

上アーム２６は、略前方に延び先端部に上歯型２２が装着されるアーム部２６ａと、アーム部２６ａから分岐して下方に延び、レバーリンク５６に連結される連接部２６ｂを有する。連接部２６ｂとレバーリンク５６は、連接ピン５８によって、このピン周りに相互に回動可能に連結されている。上アーム２６の先端部には、上歯型２２の近傍に位置するように上ガイド板６０が装着されている。上ガイド板６０の上歯型２２の左右に位置する部分は、ばね鋼板等の鋼板を屈曲して形成された前方に開いたＶ字形の部分６０ａを有する。Ｖ字形の部分６０ａは、記録材を綴じるときこのＶ字が閉じ、弾性によってＶ字が開く力によって、綴じられた後の記録材が上歯型２２から引き離される。連接ピン５８は、円柱形状の軸部分５８ａと、軸部分５８ａの両端から突出するガイド突起５８ｂを有する。

下アーム２８は、間を空けて前方に延びる２枚のアーム板２８ａ，２８ｂと、アーム板２８ａ，２８ｂの先端にこれらを結合するように配置された先端台２８ｃを有する。下アーム２８は一体に構成されてもよく、２枚のアーム板２８ａ，２８ｂと先端台２８ｃを別部品としてこれらを組み合わせて構成されてもよい。先端台２８ｃ上に下歯型２４が装着される。下歯型２４の周囲を囲むように下ガイド板６２が配置されている。下ガイド板６２は、ばね鋼板等の鋼板を屈曲して前方が開いたＶ字形に形成されている。記録材を閉じるとき下ガイド板６２のＶ字が閉じ、弾性によってＶ字が開く力によって、閉じられた後の記録材が下歯型２４から引き離される。

上アーム２６と下アーム２８は、これらの後端でアームピン６４により互いに独立して回動可能な態様で連結されている。連結されたとき、上アーム２６は、下アーム２８の２枚のアーム板２８ａ，２８ｂの間に位置する。また、上アームの連接部２６ｂは、下アームのアーム板２８ａ，２８ｂの間を通って、上アームのアーム部２６ａとは反対の側へ延びている。上アーム２６および下アーム２８のアームピン６４周りの回動によって、上歯型２２と下歯型２４が近づき、また遠ざかる。アームピン６４は、円柱形状の軸部分６４ａと、軸部分６４ａの両端から突出するガイド突起６４ｂを有する。

下アーム２８の２枚のアーム板２８ａ，２８ｂには、カム軸５０が通る開口２８ｄが形成されている。カム軸５０には、組み上げられたとき上アーム２６および下アーム２８の左右に位置する２個の駆動カム、すなわち左駆動カム６６Ｌおよび右駆動カム６６Ｒが固定されている。カム軸５０には、円形断面以外、例えば中心部分が除かれた扇形断面を有する異形断面軸部５０ａが２箇所に設けられ、これらの断面形状に適合した異形断面穴６６ａを左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒは有する。カム軸の異形断面軸部５０ａには、軸線に交差する方向に固定ピン６８が立設され、または貫通しており、この固定ピン６８を受け入れるピン受入溝６６ｂが左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒに設けられている（図７参照）。左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒは、カム軸の異形断面軸部５０ａと固定ピン６８に係合することにより、カム軸５０に対して、回転方向に関して固定される。左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒは、異形断面軸部５０ａとの係合に加え、固定ピン６８とも係合することによって、より強固に回転方向に関して固定される。

カム軸５０の左端には、並行する２平面を有する嵌合部５０ｂが設けられている。この嵌合部５０ｂが、ギア列４８の一つのギア、例えばギア列４８の最終段のギア４８ｂに設けられた嵌合穴４８ｃに嵌合する。この結合により、カム軸５０は、ギア列４８を介してモータ４６により回転駆動される。

レバーリンク５６は、更にガイドピン７０により支持レバー７２に連結されている。ガイドピン７０は、軸部分７０ａと軸部分の両端から延びるガイド突起７０ｂを有している。軸部分７０ａの断面形状は非円形であり、例えば、図７に示されるように、円の一つの弦と、この弦により分けられた円弧の大きい方の円弧とからなる非円形の断面形状を有する。レバーリンク５６の、ガイドピン７０を受け入れる穴は、レバーリンクの軸部分７０ａに適合する形状を有している。これにより、ガイドピン７０は、レバーリンク５６に対して回転方向において固定される。

支持レバー７２は、記録材を綴じるとき、下アームの先端台２８ｃを下から支え、綴じ動作による反力を受ける。支持レバー７２は、記録材を綴じるときに下アームの先端台２８ｃの下方に位置する支持台７２ａと、支持台７２ａから下アーム２８の外側を後方に延びる２本のレバー部７２ｂを有する。支持レバー７２は一体に構成されてよく、また支持台７２ａと２本のレバー部７２ｂを別部品としてこれらを結合させて構成されてもよい。支持台７２ａ上には、支持バー７４が固定されている。支持バー７４は、円柱形状の軸部分７４ａと、軸部分７４ａの両端から突出するガイド突起７４ｂを有する。２本のレバー部７２ｂの後端には、それぞれ左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒに接触可能なカムフォロワ７２ｃが設けられている。

左サイドフレーム４０Ｌは、左サイドパネル７６Ｌと左ガイドプレート７８Ｌを有する。組み立てられたとき、左サイドパネル７６Ｌと左ガイドプレート７８Ｌは、重ね合わせられ一体となっている。右サイドフレーム４０Ｒは、右サイドパネル７６Ｒと右ガイドプレート７８Ｒを有する。組み立てられたとき、右サイドパネル７６Ｒと右ガイドプレート７８Ｒは、重ね合わせられ一体となっている。

カム軸５０は、左サイドフレーム４０Ｌに装着された軸受ブッシュ８０と、右ガイドプレート７８Ｒに設けられ軸受穴７８Ｒａを通すことによって、左右のサイドフレーム４０Ｌ，４０Ｒに回転可能に支持されている。

左右のガイドプレート７８Ｌ，７８Ｒのそれぞれには、連接ピン５８、アームピン６４、ガイドピン７０および支持バー７４の動きを案内するガイド溝８２，８４，８８およびガイド穴８６が設けられている。

連接ピン５８の両端に設けられたガイド突起５８ｂが、それぞれ左右の連接ピンガイド溝８２に嵌まっている。ガイド突起５８ｂは、段付きの円柱形状を有し、これに合わせて連接ピンガイド溝８２も溝の中央が深く、溝の縁近くが浅い段付の溝形状となっている。連接ピンガイド溝８２は底を有し、左右のガイドプレート７８Ｌ，７８Ｒの外側の面には開口していない。連接ピンガイド溝８２は、屈曲しているが、概ね上下方向に延びている。

アームピン６４の両端に設けられたガイド突起６４ｂが、それぞれアームピンガイド溝８４内に嵌まっている。アームピンガイド溝８４は、概ね前後方向に延びており、上アーム２６および下アーム２８の前後方向の動きを案内する。アームピンガイド溝８４は、左右のガイドプレート７８Ｌ，７８Ｒの厚さを貫通して設けられている。

ガイドピン７０の両端に設けられたガイド突起７０ｂが、それぞれガイド穴８６に進入している。ガイド突起７０ｂは、およそ長円形の異形断面形状を有する。ガイド穴８６の断面形状は概ね台形状であり、ガイド突起７０ｂより全体的に大きい。このため、ガイド突起７０ｂは、ガイド穴８６の範囲内において、上下、前後の動きが許容されている。ガイド穴８６は、左右のガイドプレート７８Ｌ，７８Ｒの外側面上に立設された延長壁８６ａにより、左右方向の寸法が延ばされている。

支持レバー７２と一体の支持バー７４の両端には、円柱形状のガイド突起７４ｂが設けられ、これが支持レバーガイド溝８８に嵌まっている。支持レバーガイド溝８８は、概ね上下方向に延びており、支持レバー７２、特に支持台７２ａの上下方向の動きを案内する。支持レバーガイド溝８８は、左右のガイドプレート７８Ｌ，７８Ｒの厚さを貫通して設けられている。

左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒは、アームピン６４に接触する第１カム面６６ｃと、支持レバー７２に設けられたカムフォロワ７２ｃに接触する第２カム面６６ｄを有する（図６，７参照）。第１カム面６６ｃと第２カム面６６ｄは、カム軸５０の軸線と共通の軸線を有する円筒面の一部であるカム基底面６６ｅから突出している。また、第１カム面６６ｃが第２カム面６６ｄよりも突出している。

図７に示されるように、アームピン６４の左端部には、ホーム位置検出子９０がアームピン６４周りに回動可能に装着されている。ホーム位置検出子９０は、ホーム位置センサ４２の検出対象部となる検出片９０ａと、左駆動カム６６Ｌの第２カム面６６ｄに当接するカムフォロワ９０ｂとを有している。左駆動カム６６Ｌの回動に伴ってホーム位置検出子９０が揺動し、検出片９０ａが、ホーム位置センサ４２に対して進退する。ホーム位置センサ４２は、フォトセンサを用いることができ、二つの部分の間に検出片９０ａが進入することで綴じ作動部のホーム位置が検出される。

図８には、送出ばね９２が示されている。送出ばね９２は、上アーム２６に当接して、綴じ作動部全体を前方下方に向けて付勢する。送出ばね９２は、上アーム２６の上部やや後方に設けられたばね受け面２６ｃ（図５参照）に当接する動作部９２ａを有する。動作部９２ａは、概ねコの字形状を有し、両端のコイル部９２ｂを介して固定部９２ｃが接続されている。固定部９２ｃが上フレームの上面板３０ａの内側の面に固定され、動作部９２ａがコイル部９２ｂを中心に回動可能である。送出ばね９２は、綴じ作動部全体を前方下方に向けて送り出すように綴じ作動部を付勢している。

図９には、支えばね９４が示されている。支えばね９４は、支持レバー７２が駆動カム６６Ｌ，６６Ｒから離れているとき、支持レバーのカムフォロワ７２ｃの位置が下がり過ぎないように、支持レバー７２を支える。支持レバー７２を支えることで、駆動カム６６Ｌ，６６Ｒが回転したとき、第２カム面６６ｄがカムフォロワ７２ｃに接触する。支えばね９４は、その円筒形状のコイル部９４ａが、右ガイドプレート７８Ｒのボス７８Ｒｂ（図６参照）に装着される。コイル部９４ａから延びる固定アーム９４ｂの屈曲した先端が、右ガイドプレート７８Ｒの外側面に設けられた係合穴７８Ｒｃに係合して、支えばね９４が回転方向に関して固定される。支えばね９４の支持アーム９４ｃは、コイル部９４ａから右ガイドプレート７８Ｒの内側の面に沿って延びている。支持アーム９４ｃの先端が、支持レバーの一方のレバー部７２ｂの下面を支える。支持アーム９４ｃは、駆動カム６６Ｌ，６６Ｒが支持レバー７２に接しているときには、支持レバー７２から離れていてもよい。

図１０〜１３は、この記録材綴じ装置１０の綴じ作動部の動作説明図である。綴じ作動部は、駆動カム６６によって記録紙を綴じるよう動作する。なお、動作説明において、左右の駆動カム６６Ｌ，６６Ｒの区別をする必要がない場合には、簡略化のために単に駆動カム６６と記す。また、連接ピンガイド溝８２に関しては、簡略化のために段付き溝の深い部分のみ示す。

図１０は、綴じ作動部がホーム位置にある状態を示す図である。ホーム位置において、駆動カムの第１カム面６６ｃがアームピンの軸部分６４ａに当接している。これにより、第１カム面６６ｃがアームピン６４を最も後退させ、綴じ作動部全体が後退した位置にある。上歯型２２および下歯型２４も後退した位置にあり、かつ互いに最も離れた位置にある。上アームの連接部２６ｂは、連接ピンのガイド突起５８ｂが連接ピンガイド溝８２の上端近傍に位置するまで引き上げられている。この連接ピン５８の位置に対応して、ガイドピンのガイド突起７０ｂがガイド穴８６の上辺中央に位置し、また支持バーのガイド突起７４ｂが支持レバーガイド溝８８の上端近傍に位置する。このとき、ホーム位置検出子９０は、図７に記載されるように、カムフォロワ９０ｂが第２カム面６６ｄに当接し、検出片９０ａがホーム位置センサ４２に検出対象位置に位置する。ホーム位置センサ４２の、検出片９０ａの検知に基づき制御部２５は、綴じ作動部がホーム位置にあることを認識する。

駆動カム６６が、ホーム位置から図中において反時計回りＦに回動すると、ある位置で、アームピンの軸部分６４ａが第１カム面６６ｃから外れ、カム基底面６６ｅの接触状態へと移行する。

図１１は、アームピンの軸部分６４ａが第１カム面６６ｃから外れた直後の状態を示す図である。軸部分６４ａと第１カム面６６ｃの係合が解かれたために、綴じ作動部は、送出ばね９２の付勢力Ｕによって、全体的に前方下方（図中の右下方）に送り出される。アームピン６４は、アームピンガイド溝８４に沿って前方に移動し、これに伴い上アーム２６も前方に移動する。同時に、上アーム２６は、連接部２６ｂの下端の連接ピンのガイド突起５８ｂが連接ピンガイド溝８２に沿って下方に案内されることに伴い、下方にも移動する。このため、上歯型２２は、前方に進出しつつ、下方にも向かう。下アーム２８は、アームピン６４の前方移動に伴って前方に移動する。また、下アーム２８は、開口２８ｄを貫通するカム軸５０に案内され、回動を伴わずほぼ前方に移動する。このため、下歯型２４も前方に進出する。上歯型２２が前方下方に進出し、下歯型２４が前方に進出することで、上下の歯型２２，２４は、前方に進出しつつ、互いに接近する。

連接ピンガイド溝８２の上部は、下方前方に斜めに延びているため、連接ピン５８の連接ピンガイド溝８２に沿う移動に伴い、レバーリンク５６も下方前方に移動する。しかし、ガイドピンのガイド突起７０ｂがガイド穴８６の前縁に当たると、レバーリンク５６はそれ以上は前方に移動できないので、その後は、ガイドピン７０を軸に反時計回りに回動する。ガイドピン７０の下方前方の移動に伴って、支持レバー７２も移動する。支持レバー７２と一体の支持バー７４は、ほぼ上下に延びる支持レバーガイド溝８８に沿って移動するため、ガイドピン７０が前方に移動しても、前方には移動しない。図示するように支持レバーガイド溝８８は、下方に行くに従い後方にも延びており、このため、支持レバー７２は反時計回りに回動させられる。これにより、支持レバー７２後端のカムフォロワ７２ｃは、下方に移動する。このとき、カムフォロワ７２ｃが移動しすぎないように、支えばね９４が支持レバー７２の後方部分を下から支える。

ホーム位置検出子９０はアームピン６４と共に前方に移動し、検出片９０ａはホーム位置センサ４２の検出対象位置から外れる。

図１２は、更に駆動カム６６が反時計回りＦに回転し、第２カム面６６ｄが支持レバーのカムフォロワ７２ｃに当接している状態を示す図である。アームピン６４は、駆動カムのカム基底面６６ｅに当接し、図１１に示す位置よりも更に前方に位置する。これにより、上アーム２６も図１１の状態から更に前方下方に移動し、下アーム２８も更に前方に移動する。上アームの連接部２６ｂの下方移動に伴って、連接ピンのガイド突起５８ｂは、連接ピンガイド溝８２に沿って案内される。連接ピンガイド溝８２は屈曲しており、屈曲点から下側部分は、下方に行くにつれて後方に延びている。連接ピンガイド溝８２の下側部分が後方に延びていることにより、上アーム２６は時計回りに回動する。またレバーリンク５６は、連接ピン５８により下方に引かれる一方、ガイドピンのガイド突起７０ｂの下方への動きがガイド穴８６に規制されるため、反時計回りに回動する。連接ピン５８の下方後方への移動とレバーリンク５６の反時計回りの回動により、ガイドピンのガイド突起７０ｂは、ガイド穴８６の中央部分に移動する。同時に、支持バーのガイド突起７４ｂは支持レバーガイド溝８８に沿って上方に移動し、支持レバー７２は上方に移動する。また、支持バーのガイド突起７４ｂは支持レバーガイド溝８８により後方への動きを規制されるため、ガイドピン７０が後方に移動することにより、支持バー７４周りに時計回りに回動する。この支持レバー７２の時計回りの回動に伴いカムフォロワ７２ｃが、駆動カムの第２カム面６６ｄが当接可能な位置に上昇する。このカムフォロワ７２ｃの上昇を支えばね９４が補助する。駆動カムの第２カム面６６ｄが支持レバーのカムフォロワ７２ｃに当接すると、駆動カム６６の更なる回動により、支持レバー７２は時計回りに回動する。また、支持バー７４が下アーム２８の下面に当接する。

図１３は、更に駆動カム６６が反時計回りに回転し、上歯型２２と下歯型２４により記録材を挟持している状態を示す図である。支持レバーのカムフォロワ７２ｃは、図１２の状態から第２カム面６６ｄにより更に上方に押し上げられる。一方、支持バーのガイド突起７４ｂは、支持レバーガイド溝８８の上端に達し、支持レバー７２は、支持バー７４を軸に時計回りに回動する。支持レバー７２の回動に伴い、ガイドピンのガイド突起７０ｂは、ガイド穴８６の後端に移動し、レバーリンク５６は更に反時計回りに回動する。これらの動作によって、連接ピン５８、ガイドピン７０および支持バー７４はほぼ一直線上に整列する。また、支持バー７４は下アーム２８を押し上げ、上歯型２２と下歯型２４が噛み合った状態になる。

上歯型２２と下歯型２４が噛み合うことにより、これらに挟持された記録材の束が波形に変形して記録材同士が結合し綴じられる。駆動カムの第２カム面６６ｄは、回動するに従って徐々にカムフォロワ７２ｃを押し上げる形状となっている。記録材の束が薄いときは、厚いときに比べ上下の歯型２２，２４をより深く噛み合わせる必要があるので、駆動カム６６をより大きく回動させる。記録材の束の厚さに関する情報は、画像形成システム１１の使用者の入力等により制御部２５に入力され、この情報に基づき駆動カム６６の回動角、すなわちモータ４６の回転角が定められる。ホーム位置からのモータ４６の回転角がエンコーダ５４に検出され、そのときの記録材束の厚さに応じた回転角に達すると、モータ４６の回転が停止される。

その後、モータ４６は逆転し、駆動カム６６は、時計回りＲに逆回転する。駆動カム６６が逆回転して、例えば図１２の位置に達すると、上歯型２２と下歯型２４が離れる。上下の歯型２２，２４の周囲に配置された上ガイド板６０と下ガイド板６２の作用により、記録材の束は、上歯型２２または下歯型２４から引き離される。駆動カム６６が更に逆転し、第１カム面６６ｃがアームピンの軸部分６４ａに接するようになると、アームピン６４がアームピンガイド溝８４２沿って後方に動かされる。これに伴い、綴じ作動部全体が上方後方に移動させられる。図１０の位置に復帰し、ホーム位置センサ４２によりホーム位置が検出されたら、モータ４６の回転が停止される。

図１４は、集積トレイ２０と記録材閉じ装置１０の位置関係を示す図である。図１５は、図１４中のＡ−Ａ線による端面図である。集積トレイ２０は、記録材Ｐが載る底板２０ａと、底板２０ａに立設され記録材Ｐの両側の側縁の位置を規制する側壁２０ｂを有する。さらに、送られてくる記録材Ｐの先端が当接する先端壁２０ｃが底板２０ａに立設されている。先端壁２０ｃは、図１５に示すように上端が屈曲し、倒立したＬ字形状となっており、記録材Ｐの先端がこのＬ字形の内側部分に収まって、位置決めされる。

底板２０ａの先端壁２０ｃが設けられた辺（以下、先端辺と記す。）には、２箇所に切り欠き２０ｄが設けられている。切り欠き２０ｄは、先端辺から、先端辺に直交する方向に延びている。また、底板２０ａの先端辺の一方の角部に、切り欠き２０ｅが設けられている。切り欠き２０ｅは、先端辺に対して斜めの方向に延びている。この方向は、先端辺に対して例えば４５°とする。また、先端壁２０ｃは、切り欠き２０ｄ，２０ｅと干渉しない位置に設けられている。

記録材綴じ装置１０は、不図示の駆動機構によりレール９６に沿って移動する。レール９６は、底板２０ａの先端辺に沿う辺部分９６ａと、辺部分９６ａの一端から屈曲して底板２０ａの角部分に対応する角部分９６ｂを有する。記録材Ｐをその角部分で綴じる場合には、記録材綴じ装置１０を、図１４中の符号１０-1で示す位置、すなわち切り欠き２０ｅに対応する位置に移動させる。切り欠き２０ｅの位置で記録材Ｐを綴じることで、底板２０ａが記録材綴じ装置１０の綴じ動作の障害になることがない。記録材Ｐの辺に沿った２箇所で記録材Ｐを綴じる場合には、記録材綴じ装置１０を、切り欠き２０ｄの一方に対応する図１４中の符号１０-2で示す位置に移動させ、ここで記録材Ｐを綴じる。次に、記録材綴じ装置１０を、もう一方の切り欠き２０ｄに対応した符号１０-3で示す位置に移動させ、ここで記録材Ｐを綴じる。

切り欠き２０ｅが設けられた角の反対側の角に切り欠きを設け、レール９６を延ばして、こちらの角でも記録材Ｐを綴じられようにしてもよい。また、切り欠きを辺に沿って３箇所以上に配置し、これらの３箇所以上の位置で記録材を綴じられるようにしてもよい。

図１６は、上アーム２６から上歯型２２を、下アーム２８から下歯型２４を取り外した状態を示す斜視図である。上歯型２２は、上アーム２６に取り付けられたとき、記録材綴じ装置１０の左右方向に配列された複数の歯１００を有する。同様に、下歯型２４は、下アーム２８に取り付けられたとき、記録材綴じ装置１０の左右方向に配列された複数の歯１０２を有する。歯の配列方向を「歯並び方向」と記す。また、個々の歯の歯幅に沿う方向を「歯幅方向」、高さに沿う方向を「歯丈方向」と記す。さらに、上歯型の歯１００を「上歯１００」、下歯型の歯１０２を「下歯１０２」と記す。

上歯型２２は、上アームの台座２６ｄにくさび形状の上シム１０４を介して装着される。上歯型２２は、上方に開いたコの字形であり、コの字の横画部分が上アーム２６の先端に形成された台座２６ｄの左右の側面に係合して上歯型２２の左右方向の位置決めがなされる。コの字の縦画部分に相当する上歯型２２の底面２２ａが上シム１０４に密着している。上歯型２２は、上シム１０４の上歯型２２に対向する面に対して装着される。下歯型２４は、下アームの台座２８ｅにくさび形状の下シム１０６を介して装着される。下歯型２４は、下方に開いたコの字形であり、コの字の横画部分が下アームの先端台２８ｃに形成された台座２８ｅの左右の側面に係合して下歯型２４の左右方向の位置決めがなされる。コの字の縦画部分に相当する下歯型２４の底面２４ａが下シム１０６に密着している。下歯型２４は、下シム１０６の下歯型２４に対向する面に対して装着される。上歯型２２および下歯型２４の歯並び方向は、アームピン６４の軸線方向に一致してよい。

図１７は、上歯型２２と下歯型２４が噛み合った状態を歯幅方向から見た図である。特に、上歯型２２と下歯型２４が歯並び方向にずれた状態を示している。図示するように、上歯１００の歯列の歯底１００ｂと下歯１０２の歯先１０２ａが寸法ｄだけずれている。このように上歯１００と下歯１０２にずれがあると、１つの歯の一方の歯面が相手の歯に強く当たり、他方の歯面の当たりが弱くなる。このような片当たりのある状態で記録材の束を挟むと、強く当たる側の歯面で記録材が損傷し、一方当たりが弱い側では、記録材同士の結合が弱くなる場合がある。記録材綴じ装置１０においては、上歯型２２と下歯型２４を、歯並び方向から見たときに相対的に傾けて配置することで、片当たりを抑制している。上シム１０４と下シム１０６により、上歯型２２と下歯型２４が装着される面が斜面となり、これにより上歯型２２と下歯型２４が傾けられている。

図１８は、噛み合う直前の上歯１００と下歯１０２を歯並び方向から見た状態を示す図である。上歯１００は、その歯先１００ａと歯底１００ｂが平行で、歯先１００ａの幅の範囲で歯丈が一定である。また、上歯の歯先１００ａは、上歯型の底面２２ａにも平行である。下歯１０２も、その歯先１０２ａと歯底１０２ｂが平行で、歯先１０２ａの幅の範囲で歯丈が一定である。また、下歯の歯先１０２ａは、下歯型の底面２４ａにも平行である。図示するように、上歯の歯先１００ａと下歯の歯先１０２ａは傾いており、歯先の一方の端、図１８においては左端から噛み合いが始まる。つまり、上歯の歯先１００ａの左端が、下歯の歯先１０２ａの規定する平面に達する。このときが噛み合い開始時である。上歯１００と下歯１０２が歯並び方向にずれている場合、噛み合いが始まると、先に噛み合い始めた端において、上歯１００と下歯１０２がずれを解消するように動く。つまり、図１７において、上歯１００が左に、下歯１０２が右に動く。この動きによって、これ以降に噛み合い始める部分もずれが解消されていく。

図１９は、上歯１００と下歯１０２が最も深く噛み合った状態、つまり噛み合いが完了した状態を示す図である。図示するように、噛み合い完了時においても、上歯型２２と下歯型２４が傾いた状態にある。この傾き角θは例えば１．５°を超える角度である。このように、この記録材綴じ装置１０においては、上歯型２２と下歯型２４は、噛み合い開始から完了まで常に傾いた状態にある。

上歯型２２と下歯型２４を傾けるために、この記録材綴じ装置１０においては、上歯型２２と下歯型２４が装着される面が傾けられている。特に、上シム１０４と下シム１０６のくさび形状を利用して、この上シム１０４の上歯型の底面２２ａに対向する面と、下シム１０６の下歯型の底面２４ａに対向する面とが傾けられている。上シム１０４と下シム１０６の一方または両方を、他のくさび角のシムと交換することで、上歯型２２と下歯型２４の傾きが調節される。また、上シム１０４と下シム１０６のいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、シムを設けずに、上アームの台座２６ｄと下アームの台座２８ｅの一方または両方を傾けるようにしてもよい。

この記録材綴じ装置１０は、集積トレイ２０上の記録材Ｐに対し、上歯型２２と下歯型２４が、記録材Ｐの縁に近い側から噛み合いを開始するように配置されている。歯型が傾いているため、噛み合い過程で記録材Ｐの材料が記録材Ｐの縁側から内側に向けて寄せられる。このため記録材Ｐが変形して互いに結合している部分の、記録材Ｐの中央寄りの部分でより強い結合力が得られる。綴じられた記録材Ｐをめくるときには、中央寄りの部分に力が掛かるから、この部分の結合力を高めることにより、綴じられた記録材Ｐが外れにくくなる。

１０ 記録材綴じ装置、１１ 画像形成システム、１２ 画像形成装置、１３ 記録材後処理装置、１４ 画像形成部、１５ 原稿読取り部、１６ 記録材送り機構、１７ 供給トレイ、１８ 排出口、１９ 搬送路、２０ 集積トレイ、２０ａ 底板、２０ｂ 側壁、２０ｃ 先端壁、２０ｄ 切り欠き、２０ｅ 切り欠き、２１ 排出トレイ、２２ 上歯型、２２ａ 底面、２４ 下歯型、２４ａ 底面、２５ 制御部、２６ 上アーム、２６ａ アーム部、２６ｂ 連接部、２６ｃ ばね受け面、２６ｄ 台座、２８ 下アーム、２８ａ アーム板、２８ｂ アーム板、２８ｃ 先端台、２８ｄ 開口、２８ｅ 台座、３０ 上フレーム、３０ａ 上面板、３０ｂ 開口、３０ｃ 背面板、３０ｄ 支持板、３２ 装置上面、３４ 前フレーム、３４ａ 前面板、３６ 装置前面、３８ 前上隅領域、４０Ｌ 左サイドフレーム、４０Ｒ 右サイドフレーム、４２ ホーム位置センサ、４４ 後下隅領域、４６ モータ、４６ａ モータピニオン、４８ ギア列、４８ａ ギア、４８ｂ ギア、４８ｃ 嵌合穴、５０ カム軸、５０ａ 異形断面軸部、５０ｂ 嵌合部、５２ エンコーダブラケット、５４ エンコーダ、５４ａ 回転子、５４ｂ フォトセンサ、５４ｃ エンコーダピニオン、５６ レバーリンク、５８ 連接ピン、５８ａ 軸部分、５８ｂ ガイド突起、６０ 上ガイド板、６０ａ Ｖ字形の部分、６２ 下ガイド板、６４ アームピン、６４ａ 軸部分、６４ｂ ガイド突起、６６Ｌ 左駆動カム、６６Ｒ 右駆動カム、６６ａ 異形断面穴、６６ｂ ピン受入溝、６６ｃ 第１カム面、６６ｄ 第２カム面、６６ｅ カム基底面、６８ 固定ピン、７０ ガイドピン、７０ａ 軸部分、７０ｂ ガイド突起、７２ 支持レバー、７２ａ 支持台、７２ｂ レバー部、７２ｃ カムフォロワ、７４ 支持バー、７４ａ 軸部分、７４ｂ ガイド突起、７６Ｌ 左サイドパネル、７６Ｒ 右サイドパネル、７８Ｌ 左ガイドプレート、７８Ｒ 右ガイドプレート、７８Ｒａ 軸受穴、７８Ｒｂ ボス、７８Ｒｃ 係合穴、８０ 軸受ブッシュ、８２ 連接ピンガイド溝、８４ アームピンガイド溝、８６ ガイド穴、８６ａ 延長壁、８８ 支持レバーガイド溝、９０ ホーム位置検出子、９０ａ 検出片、９０ｂ カムフォロワ、９２ 送出ばね、９２ａ 動作部、９２ｂ コイル部、９２ｃ 固定部、９４ 支えばね、９４ａ コイル部、９４ｂ 固定アーム、９４ｃ 支持アーム、９６ レール、９６ａ 辺部分、９６ｂ 角部分、１００ 上歯、１００ａ 歯先、１００ｂ 歯底、１０２ 下歯、１０２ａ 歯先、１０２ｂ 歯底、１０４ 上シム、１０６ 下シム。

Claims (4)

1. 配列された複数の歯を有し、当該複数の歯のそれぞれが歯幅方向から見たとき斜面を有する山形状である、第１歯型と、
   配列された複数の歯を有し、第１歯型と噛み合い、第１歯型と協働して第１歯型の歯の斜面との間に記録材束を挟んで記録材を綴じる第２歯型であって、噛み合い開始から噛み合い完了まで第１歯型に対し歯幅方向において傾いており、傾きが噛み合い開始から完了まで徐々に減少する、第２歯型と、
   を備える記録材綴じ装置。
2. 第１歯型が装着される第１装着面を備えた第１アームと、
   第２歯型が装着される第２装着面を備えた第２アームであって、第１アームと協働して第１歯型と第２歯型を噛み合わせ、噛み合い完了時において第２歯型を第１歯型に対して傾けるために第２装着面が第１装着面に対して傾いている、第２アームと、
   を備える請求項１に記載の記録材綴じ装置。
3. 第１装着面と第２装着面の少なくとも一方が、対応する第１アームまたは第２アームの台座上に配置されたくさび形状のシムにより形成される、請求項２に記載の記録材綴じ装置。
4. 長方形の複数の記録材が集積された記録材束が形成される記録材集積部と、
   記録材集積部に集積された記録材の縁に近い側から第１歯型と第２歯型が噛み合い始める、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録材綴じ装置と、
   を備える記録材後処理装置。

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