(57)【要約】【課題】厚い記録材束用の高歯と薄い記録材束用の低歯とを備えた記録材綴じ装置において、低歯により綴じられた部分の結合力を大きくする。【解決手段】上側歯群３４と下側歯群３６により記録材束を挟んで波形状に変形させて記録材を綴じる。下側歯群３６は、高い歯丈ｈd1の下側高歯５０が並んだ第３歯列４６と、低い歯丈ｈd2の下側低歯５２が並んだ第４歯列４８を有する。第４歯列４８において、下側低歯５２の歯先幅ｗd2を広くすることにより、記録材の結合力が大きくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯並び方向に並んだ複数の歯からなる第１歯列と、歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、かつ歯幅方向において第１歯列と隣り合って配置されている第２歯列とを備えた第１歯群と、
歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、第１歯列と噛み合い、第１歯列と共に第１歯列対を形成する第３歯列と、歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、第２歯列と噛み合い、第２歯列対と共に第２歯列対を形成する第４歯列とを備え、第１歯群と協働して記録材束を挟み記録材を綴じる第２歯群と、
を含み、
第１歯列対において、噛み合い高さが第１噛み合い高さであり、かつ有効歯先の幅が第１有効歯先幅であり、
第２歯列対において、噛み合い高さが第１噛み合い高さより小さい第２噛み合い高さであり、かつ有効歯先の幅が第１有効歯先幅より大きい第２有効歯先幅である、
記録材綴じ装置。
【請求項２】
各歯の少なくとも先端部分が、各歯列の歯並び方向から見て歯先から歯元側に向けて広がった台形形状である、請求項１に記載の記録材綴じ装置。
【請求項３】
各歯の台形形状の斜辺の角度は、高さ方向に対して６０°以上である、請求項２に記載の記録材綴じ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
重ねられた複数枚の記録材を噛み合う対をなす歯列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。このような記録材綴じ装置において、噛み合う歯列の各歯の噛み合い高さには、記録材束の厚さに応じた適した値がある。記録材束が薄い場合、歯の噛み合い高さは小さくても記録材を波形状に変形することができる。しかし、噛み合い高さが小さい歯列で厚い記録材束を綴じようとすると、記録材同士が結合されるまで十分に記録材を変形させることができない場合がある。記録材束が厚い場合には、噛み合い高さが大きい歯列を用いることで対応することができる。一方、噛み合い高さが大きい歯列で薄い記録材束を綴じようとすると記録材が破れてしまう場合があり、このため記録材同士が結合しない場合がある。
【０００３】
下記特許文献１には、歯同士の噛み合い高さが異なる２つの歯列を設けることにより、または１つの歯の中に噛み合い高さが異なる部分を設けることにより記録材束の厚さの違いに対応した装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−７９００００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録材束が薄い場合と厚い場合の双方に対応するために、２種類の噛み合い高さを有する歯列を備え、これらにより同時に記録材束を挟む記録材綴じ装置において、２種類の歯列の歯先幅がそろっていると、噛み合い高さが小さいために薄い記録材束を綴じた場合にその結合力が弱くなる場合がある。
【０００６】
本発明は、噛み合い高さが小さい歯によって綴じられた記録材の結合力を、この歯の歯先幅が噛み合い高さが大きな歯と同じである場合に比べて大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、歯並び方向に並んだ複数の歯からなる第１歯列と、歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、かつ歯幅方向において第１歯列と隣り合って配置されている第２歯列とを備えた第１歯群と、歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、第１歯列と噛み合い、第１歯列と共に第１歯列対を形成する第３歯列と、歯並び方向に並んだ複数の歯からなり、第２歯列と噛み合い、第２歯列対と共に第２歯列対を形成する第４歯列とを備え、第１歯群と協働して記録材束を挟み記録材を綴じる第２歯群と、を含み、第１歯列対において、噛み合い高さが第１噛み合い高さであり、かつ有効歯先の幅が第１有効歯先幅であり、第２歯列対において、噛み合い高さが第１噛み合い高さより小さい第２噛み合い高さであり、かつ有効歯先の幅が第１有効歯先幅より大きい第２有効歯先幅である、記録材綴じ装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、各歯の少なくとも先端部分が、各歯列の歯並び方向から見て歯先から歯元側に向けて広がった台形形状である、請求項１に記載の記録材綴じ装置である。
【０００９】
各歯の台形形状の斜辺の角度は、高さ方向に対して６０°以上である、請求項２に記載の記録材綴じ装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、噛み合い高さが小さい歯によって綴じられた記録材の結合力を、この歯の歯先幅が噛み合い高さが大きな歯と同じである場合に比べて大きくすることができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、歯の先端部分が長方形形状である場合に比べて、先端部分の角部によって記録材に生じる応力集中を緩和することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、第１区画の各歯の２つの斜辺と第２区画の各歯の２つの斜辺が重なっていない場合に比べて歯列の加工が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態の記録材綴じ装置の上側歯群および下側歯群を示す斜視図である。
【図３】上側歯群と下側歯群が噛み合った状態を示す断面図である。
【図４】上側歯群と下側歯群の歯並び方向から見た形状を示す図である。
【図５】歯先が相手側の歯の歯側面を越えている例を示す図である。
【図６】下側歯群の形状の他の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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１２の概略構成を示す模式図である。画像形成システム１２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１４と、画像形成装置１４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１６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１６に搭載され得るものである。
【００１５】
画像形成装置１４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１８を有する。原稿情報は、画像形成装置１４が備えた原稿読取り部２０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１４は、更に記録材送り機構２２を含む。送られる記録材は、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２２は、積層された記録材を保持する供給トレイ２４と、供給トレイ２４から排出口２６へと記録材を送る搬送路２８を備える。搬送路２８を送られる過程で記録材は画像形成部１８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２６から送り出された記録材は、記録材後処理装置１６に受け取られる。
【００１６】
記録材後処理装置１６において、受け取った記録材は、必要に応じて集積トレイ３０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３２に送出される。記録材は、集積トレイ３０上に予め定められた枚数が集積されると、記録材綴じ装置１０により綴じられる。記録材綴じ装置１０は、それぞれ複数の歯を有する対をなす２個の歯群３４，３６を有する。２個の歯群を区別するために、便宜上、図１において上側に位置する歯群を上側歯群３４，下側に位置する歯列を下側歯群３６と記す。２個の歯群３４，３６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、左右に配置されてもよく、また上側歯群３４を下に、下側歯群３６を上に配置してもよい。
【００１７】
上側歯群３４と下側歯群３６は、一方または双方が駆動機構により相手側の歯群に向けて進退し、進出したときには歯群同士が噛み合う。歯群が噛み合うことにより、挟まれた記録材は波形状に変形し、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３２に送り出される。
【００１８】
図２は上側歯群３４と下側歯群３６を示す斜視図である。図２の（ａ）に上側歯群３４が示されている。上側歯群３４は、２列の歯列３８，４０を備える。一方を第１歯列３８、他方を第２歯列４０と記す。第１歯列３８は、複数の、例えば６個の歯４２が配列されて構成される。これらの歯４２を第１上側歯４２と記す。第１上側歯４２が並んでいる方向を「歯並び方向」、第１上側歯４２の高さ方向を「歯高さ方向」、歯並び方向と歯高さ方向に直交する方向を「歯幅方向」と記す。各第１上側歯４２の歯丈ｈuおよび歯先幅ｗuは同一である。第２歯列４０は、複数の、例えば第１歯列３８の歯と同数の歯４４が配列されて構成される。これらの歯４４を第２上側歯４４と記す。第２歯列４０は、歯幅方向において第１歯列３８と隣り合って配置されている。第２上側歯４４は、第１歯列３８の歯並び方向と同じ方向に沿って配列され、第１歯列３８と第２歯列４０が並列配置されてよい。各第２上側歯４４は、例えば第１上側歯４２と同じ歯丈ｈuおよび歯先幅ｗuを有する。第１歯列３８と第２歯列４０の両端は歯並び方向においてそろっていてよい。また、第１歯列３８と第２歯列４０の歯数は異なっていてもよい。
【００１９】
図２（ｂ）に下側歯群３６が示されている。下側歯群３６は、第１歯列３８に対向する第３歯列４６と、第２歯列４０に対応する第４歯列４８を有する。第３歯列４６は、複数の、例えば第１上側歯４２より１個多い歯５０が配列されて構成される。これらの歯５０を下側高歯５０と記す。下側高歯５０は、例えば第１歯列３８の歯並び方向と同じ方向に沿って配列され、その歯丈ｈd1は第１，２上側歯４２，４４の歯丈ｈuと同一である。また、歯先幅ｗd1は第１，２上側歯４２，４４の歯先幅ｗu以上である。第４歯列４８は、複数の、例えば第２上側歯４４より１個多い歯５２が配列されて構成される。これらの歯５２を下側低歯５２と記す。第４歯列４８は、歯幅方向において第３歯列４６と隣り合って配置されている。下側低歯５２は、第３歯列４６の歯並び方向と同じ方向に沿って配列され、第３歯列４６と第４歯列４８が並列配置されてよい。各下側低歯５２の歯丈ｈd2は下側高歯５０の歯丈ｈd1より小さく、歯先幅ｗd2は第３歯列４６の歯５０の歯先幅ｗd1より大きい。第３歯列４６と第４歯列４８の両端は歯並び方向においてそろっていてよい。また、第３歯列４６と第４歯列４８の歯数は異なっていてもよい。
【００２０】
図３は、上側歯群３４と下側歯群３６を噛み合わせた状態の断面図であり、（ａ）が第１歯列３８と第３歯列４６の、歯幅方向に直交する断面を示し、（ｂ）が第２歯列４０と第４歯列４８の、歯幅方向に直交する断面を示している。第１歯列３８と第２歯列４６が噛み合い、これら対をなす歯列を高歯歯列対５４と記す。第２歯列４０と第４歯列４８が噛み合い、これら対をなす歯列を低歯歯列対５６と記す。
【００２１】
図４は、上側歯群３４と下側歯群３６が噛み合った状態を、歯並び方向から見て示した図であり、上側歯群３４と下側歯群３６が重ねて示されている。第１上側歯４２の歯先４２ｔと歯側面４２ｆが形成する角には丸面取りが施されているが、歯先幅ｗuは丸面取りがない状態での歯先４２ｔの長さとして定める。つまり、左右の歯側面４２ｆと歯先４２ｔをそれぞれ延長し、各交点の歯幅方向における距離を歯先幅ｗuとする。他の歯４４，５０，５２についても同様に、歯先幅ｗu，ｗd1，ｗd2を丸面取りがない状態での歯先４４ｔ，５０ｔ，５２ｔの長さとして定める。各歯４２，４４，５０，５２の歯並び方向から見た形状は、例えば等脚台形である。第１上側歯４２の歯先４２ｔと下側高歯５０の歯先５０ｔの歯幅方向における中心位置は一致している。また、第２上側歯４４の歯先４４ｔと下側低歯５２の歯先５２ｔの歯幅方向における中心位置は一致している。下側高歯５０の２つの歯側面５０ｆは、歯高さ方向に対して傾斜角θ3で傾いており、下側低歯５２の２つの歯側面５２ｆは、歯高さ方向に対して傾斜角θ4で傾いている。第１，第２上側歯４２，４４のそれぞれ２つの歯側面４２ｆ，４４ｆは、歯高さ方向に対して傾斜角θ1，θ2で傾いている。４つの傾斜角θ1，θ2，θ3，θ4が全て等しくてよく、４つの傾斜角のうちいくつかが等しくてもよい。例えば、傾斜角θ1と傾斜角θ2を等しく、傾斜角θ3と傾斜角θ4を等しくしてよい。
【００２２】
下側高歯の歯先５０ｔおよび下側低歯の歯先５２ｔは、第１，第２上側歯４２，４４の歯面４２ｐ，４４ｐ内に収まっている。つまり、歯先５０ｔ，５２ｔは、第１，第２上側歯４２，４４の左右の歯側面４２ｆ，４４ｆの内側に収まっている。このような場合は、歯先幅ｗd1，ｗd2の全体が記録材の結合に寄与する。つまり、上側歯群３４と下側歯群３６が噛み合う際に、歯先５０ｔ，５２ｔが記録材を第１および第２上側歯４２，４４の間に引き込みつつ、それらの歯面４２ｐ，４４ｐに押し付けるようにする。これにより記録材同士が結合する。したがって、下側高歯５０においては、記録材の結合に寄与する歯先の長さｗde1は、歯先幅ｗd1に一致する。また、下側低歯５２においても、 記録材の結合に寄与する歯先の長さｗde2は、歯先幅ｗd2に一致する。
【００２３】
一方、図５に一点鎖線で示す下側低歯５２’のように、歯先５２ｔ’が第２上側歯４４の歯面４４ｐからはみ出している場合には、はみ出した部分は、記録材の結合に寄与しない。したがって、この場合の記録材の結合に寄与する歯先の長さｗde2は、歯先幅ｗd2’よりも小さい。
【００２４】
再び図４を見ると、第１，第２上側歯４２，４４，の歯先４２ｔ，４４ｔも、下側高歯および下側低歯の歯面５０ｐ，５２ｐ内に収まっており、記録材の結合に寄与する歯先の長さｗueは、歯先幅ｗuに一致する。
【００２５】
高歯歯列対５４および低歯歯列対５６のそれぞれにおいて、記録材の結合力により大きく影響する歯先の長さは、長い方の歯先の長さである。噛み合う歯の記録材の結合に寄与する歯先の長さのうち、長い方を「有効歯先」、その長さを「有効歯先幅ｗe」とする。つまり、高歯歯列対５４においては、下側高歯５０の記録材の結合に寄与する歯先の長さｗde1が、第１上側歯４２の記録材の結合に寄与する歯先の長さｗue以上であり、これを高歯歯列対有効歯先幅ｗe1とする。低歯歯列対５６においては、より長い、記録材の結合に寄与する歯先の長さｗde2を低歯歯列対有効歯先幅ｗe2とする。図５に一点鎖線で示した例のように、歯先が相手側の歯の歯側面より外側に延びている場合には、相手側の歯の歯面内に収まる範囲により有効歯先幅を定める。
【００２６】
記録材同士の結合力は、上述の歯幅方向の寸法に加えて、歯高さ方向の寸法も寄与する。歯高さ方向における噛み合う歯同士の重なり寸法を噛み合い高さｈeとする。高歯歯列対５４の噛み合い高さである高歯歯列対噛み合い高さｈe1は、噛み合ったときの第１上側歯の歯先４２ｔと下側高歯の歯先５０ｔの距離である。また、低歯歯列対５６の低歯歯列対噛み合い高さｈe2は、噛み合ったときの第２上側歯の歯先４４ｔと下側低歯の歯先５２ｔの距離である。
【００２７】
この記録材綴じ装置１０は、異なる噛み合い高さを有する高歯歯列対５４および低歯歯列対５６を有する。高歯歯列対５４は厚い記録材束に対応し、低歯歯列対５６は薄い記録材束に対応する。記録材束の厚さは、束を構成する記録材の枚数および記録材の１枚の厚さにより定まる。例えば、記録材１枚の厚さが等しければ、枚数が多い方が記録材束は厚く、束を構成する記録材の枚数が同じであれば記録材１枚の厚さが厚い方が記録材束は厚くなる。
【００２８】
記録材束が薄い場合は、主に低歯歯列対５６により記録材が結合される。下側低歯５２の歯先５２ｔが噛み合う相手側の第２上側歯４４の歯の間（歯溝）に記録材を引き込み、このとき記録材同士が結合して綴じられる。高歯歯列対５４においては、下側高歯５０の歯丈が大きいため、記録材が大きく変形されて破れる可能性がある。破れた場合、その部分での結合が期待できず、薄い記録材束の場合、低歯歯列対５６による結合が主となる。一方で、記録材束がより厚い場合は、低歯歯列対５６においては、記録材が相手の歯溝に十分に引き込まれず、記録材同士の結合力が不足する。高歯歯列対５４においては、下側高歯の歯先５０ｔが第１上側歯４２の歯溝のより奥まで記録紙を引き込み、これにより結合力が大きくなる。
【００２９】
記録材の結合力は、噛み合い高さｈeが大きい方が、また有効歯先幅ｗeが大きい方が大きくなる。高歯歯列対５４と低歯歯列対５６の有効歯先幅ｗeが同じであると、低歯歯列対噛み合い高さｈe2が高歯歯列対噛み合い高さｈe1より小さいため、薄い記録材束を綴じる場合、結合力が小さくなる。低歯歯列対５６における結合力を高めるため、この記録材綴じ装置１０においては、低歯歯列対有効歯先幅ｗe2を高歯歯列対有効歯先幅ｗe1より大きくしている。
【００３０】
図６は、第１〜４歯列３８，４０，４６，４８の他の形態を示す図である。この形態においては、高歯歯列対５４と低歯歯列対５６が歯幅方向においてつながっている。第１上側歯１４２および第２上側歯１４４は、前述の第１上側歯４２および第２上側歯４４と同じ歯丈ｈu、歯先幅ｗuを有する。両者の歯先１４２ｔ，１４４ｔの間の谷は、歯丈ｈuより浅い。下側高歯１５０は、前述の下側高歯５０の同じ歯丈ｈd1と歯先幅ｗd1を有する。下側低歯１５２は、前述の下側低歯５２と同じ歯丈ｈd2と歯先幅ｗd2を有する。両者の歯先１５０ｔ，１５２ｔの間には谷は形成されず、高さの差をつなぐ斜面が形成されているのみである。高歯歯列対１５４における有効歯先幅ｗe1は、下側高歯１５０の歯先幅ｗd1であり、低歯歯列対１５６における有効歯先幅ｗe2は、下側低歯１５２の歯先幅ｗd2である。
【００３１】
高歯歯列対と低歯歯列対の噛み合い高さは、上側の歯と下側の歯の両者の歯丈によって設定することができる。例えば、上側の歯も、低歯歯列対において歯丈が低く、歯先幅が広い歯形を採用することで、噛み合い高さを設定する。この場合、同じ噛み合い高さに設定するのであれば、下側の歯だけで噛み合い高さを設定する場合よりも、下側の歯の歯丈が大きくなる。
【００３２】
第１歯列３８および第３歯列４６の歯並び方向と、第２歯列４０と第４歯列４８の歯並び方向は、一致しているものに限らず、交差する方向であってもよい。第１上側歯４２、第２上側歯４４、下側高歯５０、および下側低歯５２の歯側面の傾き、つまり等脚台形の斜辺の傾斜角θ1，θ2，θ3，θ4は、例えば６０°以上である。６０°以上であると、歯先の両端の角による記録材の破れが抑制される。また、これらの傾斜角θ1，θ2，θ3，θ4は、互いに等しくてよく、２つが等しくてよく、さらに互いに異なっていてもよい。各歯の歯並び方向から見たときの形状は、等脚台形に限らず、一般的な台形、長方形、歯先側が台形で歯元側が長方形の形状などであってよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  記録材綴じ装置、１２  画像形成システム、１４  画像形成装置、１６  記録材後処理装置、１８  画像形成部、２０  原稿読取り部、２２  記録材送り機構、２４  供給トレイ、２６  排出口、２８  搬送路、３０  集積トレイ、３２  排出トレイ、３４  上側歯群、３６  下側歯群、３８  第１歯列、４０  第２歯列、４２  第１上側歯、４２ｔ  第１上側歯の歯先、４２ｆ  第１上側歯の歯側面、４２ｐ  第１上側歯の歯面、４４  第２上側歯、    ４４ｔ  第２上側歯の歯先、４４ｆ  第２上側歯の歯側面、４４ｐ  第２上側歯の歯面、４６  第３歯列、４８  第４歯列、５０  下側高歯、５０ｔ  下側高歯の歯先、５０ｆ  下側高歯の歯側面、５０ｐ  下側高歯の歯面、５２  下側低歯、５２ｔ  下側低歯の歯先、５２ｆ  下側低歯の歯側面、５２ｐ  下側低歯の歯面、５４  高歯歯列対（第１歯列対）、５６  低歯歯列対（第２歯列対）、ｈu  第１および第２上側歯の歯丈、ｗu  第１および第２上側歯の歯先幅、ｈd1  下側高歯の歯丈、ｈd2  下側低歯の歯丈、ｗd1  下側高歯の歯先幅、ｗd2  下側低歯の歯先幅、ｗde1，ｗde2  記録材の結合に寄与する歯先の長さ、ｗe  有効歯先幅、ｗe1  高歯歯列対有効歯先幅、ｗe2  低歯歯列対有効歯先幅、ｈe  噛み合い高さｈe、ｈe1  高歯歯列対噛み合い高さ、ｈe2  低歯歯列対噛み合い高さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月23日(2017.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−７９０００号公報