(57)【要約】【課題】深絞り綴じ装置において、冊子をめくる方向に関わらずどの方向でも均一な綴じ強度を実現する。【解決手段】本発明による用紙綴じ具は、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２６１を噛み合わせること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用紙綴じ具であって、前記凹凸形状が、円形状又は概扇形状に前記歯型２６１に配列されていることを特徴とする。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項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用紙綴じ具であって、
前記凹凸形状が、円形状又は概扇形状に前記歯型に配列されていることを特徴とする用紙綴じ具。
【請求項２】
前記凹凸形状を、ある一点を中心に等倍率となるように複数本配列したことを特徴とする請求項１記載の用紙綴じ具。
【請求項３】
一直線形状に配列された凹凸形状をさらに有し、前記円形状又は概扇形状に配列された凹凸形状と、前記一直線形状に配列された凹凸形状とを選択可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の用紙綴じ具。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の用紙綴じ具を設けたことを特徴とする後処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の後処理装置を連結又は組み込んだことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙綴じ具、後処理装置及び画像形成装置に関し、特に、綴じ部材（ステープル）を使用しない深絞り綴じを行う用紙綴じ具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＦＰ（多機能複合型プリンタ）に用いられるフィニッシャ（後処理装置）の技術分野においては、ＭＦＰから送出されてきた用紙を規定枚数ごとに綴じる処理（ステープル処理）を行うことが知られている。
【０００３】
従来は綴じ装置としてステープルを用いた構成が一般的であったが、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を用いない（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型を押し付ける綴じ装置が考案され用いられている。
【０００４】
特許文献１は、そのような深絞り綴じ装置の一例である。特許文献１を参照すると、用紙の厚みや用紙束の枚数が一定値を超えると綴じ性能が低下するため、使用条件に合せて用紙に形成する凹凸の数や配列を変更して用紙綴じ処理を実行する用紙綴じ手段を備える後処理装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の深絞り綴じ装置においては、直線状の凹凸絞り形状を複数個平行に配列しているため、綴じた冊子をめくる際に配列方向に対し垂直方向か平行な方向かによって綴じ強度が大きく異なるという問題があった。
【０００６】
具体的には、配列方向に垂直な方向に開くと、開こうとする力を直線状の絞り形状全域で分散するため、比較的強い綴じ強度が得られる。また、配列方向と平行な方向に開くと、開こうとする力が直線状の絞り形状のある一点に集中するため、比較的弱い力で綴じた用紙が剥がれてしまう。このような冊子使用時の開き方向による綴じ強度に差があることによって、ステープル綴じに比べユーザビリティが低下するといった点に改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、深絞り綴じ装置において、冊子をめくる方向に関わらずどの方向でも均一な綴じ強度を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、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用紙綴じ具であって、前記凹凸形状が、円形状又は概扇形状に前記歯型に配列されていることを特徴とする用紙綴じ具を提供する。
また、本発明は、上記の用紙綴じ具を設けたことを特徴とする後処理装置を提供する。
また、本発明は、上記の後処理装置を連結又は組み込んだことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、深絞り綴じ装置において、冊子をめくる方向に関わらずどの方向でも均一な綴じ強度を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の使用例を示す外観図である。
【図２】図１の後処理装置の内部構造を示す上面図である。
【図３】図１の後処理装置の内部構造を示す正面図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】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１５】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１６】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。
【図１７】図３の綴じ具の歯型の特徴について説明する図（その１）である。
【図１８】図３の綴じ具の歯型の特徴について説明する図（その２）である。
【図１９】図１８の綴じ具によって綴じた冊子について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を説明する。下記の実施形態は、深絞り綴じ処理に際して、次の特徴を有する。要するに、深絞り綴じ機構の凹凸絞り形状において、従来の一直線状の絞り形状ではなく、扇型あるいは円形の形状とすることにより綴じた冊子をめくる方向が縦方向・横方向あるいはどの方向であろうとも常に凹凸形状の方向性がなくの用紙同士の結合力が同一となることが特徴になっている。このような下記実施形態の特徴について、図面を用いて詳細に解説する。
【００１２】
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に示した使用例は、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。
【００１３】
図２と図３を参照して、後処理装置２０１（搬送路綴じ機構を有する）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。
【００１４】
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（搬送路綴じ機構を有する）に連結、又は、後処理装置２０１を組み込んでいる。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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。前記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。前記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。
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、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
図６と図７を参照して、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。
【００２０】
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）。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
・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。
【００２５】
・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。
【００２６】
・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。
【００２７】
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（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）搬送後に入り口ローラ２０３が回転し始める。これによりシートのスキューを補正する。
【００２８】
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。
【００２９】
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、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。前記動作が完了し、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。
【００３０】
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経路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。
【００３１】
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、分岐経路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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（この動作で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。
【００３４】
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、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（搬送方向の加工位置を合せる）。また、綴じ具２１０を図１５の矢印に、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綴じ具２１０を移動させ停止する（幅方向の加工位置を合せる）。
【００３５】
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。
【００３６】
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、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。
【００３７】
図１７と図１８を参照して、本実施形態の綴じ具２１０の歯型２６１の特徴について説明する。図１７は綴じ具２１０の歯型２６１の断面形状の詳細を示した図である。図１７に示すように、上下の型はそれぞれ嵌合するように凹凸が設けてあり、冊子を挟み込むことにより用紙どうしを綴じる。
【００３８】
歯型２６１が一直線状の絞り形状を平行に数本配列した従来型のタイプを図１８（ａ）に示す。短い縦線が凹凸歯型のひとつの噛み合いを示している。この形態は配列方向に垂直な方向に開くと、開こうとする力を直線状の絞り形状全域で分散するため、比較的強い綴じ強度が得られる。また、配列方向と平行な方向に開くと、開こうとする力が直線状の絞り形状の端点に集中するため、比較的弱い力で綴じた用紙が剥がれてしまう。
【００３９】
一方、本実施形態の歯型２６１が同心状の円形に配列されたタイプを図１８（ｂ）に示す。図は円形を同心状に３列配列した例であるが、列の数は任意である。この形態はどの方向からめくった場合でも方向性に依存しないため、均一なめくり強度を維持することが可能となり、ユーザビリティに優れる。
【００４０】
また、本発明のもうひとつの実施例である、歯型２６１を扇状に配列したタイプを図１８（ｃ）に示す。図は扇型を３列配列した例であるが、列の数は任意である。この形態も方向性に依存しないめくり強度を維持することが可能である。この場合、扇の開き角αは図の９０度に限らず任意である。
【００４１】
図１９は冊子に歯型２６１を施した図である。図１９（ａ）は図１８（ｂ）で示した円形配列タイプで、図１９（ｂ）は図１８（ｃ）で示した扇型配列タイプの深絞りである。上記実施形態のこの２タイプの歯型は、用紙をどの方向からめくった場合でも比較的均一な綴じ強度を維持できるため、図のように用紙の端に１点施す用途に適している。
【００４２】
一方で図１９（ｃ）は図１８（ａ）で示した、従来の直線配列タイプの歯型によって形成される深絞りである。このタイプは図の方向にめくった場合は比較的綴じ強度を維持できる特徴があるため、冊子の端部に複数ヶ所施し、めくり方向を規制する用途に適している。
【００４３】
図示しないが、円形配列タイプあるいは扇型配列タイプと直線配列タイプとを選択可能に設置することにより、端部１点綴じの場合と端部複数綴じの場合で両者を使い分けることが可能となる。
【００４４】
上記実施形態によれば、深絞り閉じ装置において、従来の直線状凹凸形状でなく、扇状の凹凸形状とすることにより、冊子をめくる際にどの方向からめくっても同様の綴じ強度を維持することができる。また、上記実施形態によれば、深絞り閉じ装置において、従来の直線状凹凸形状でなく、円形状の凹凸形状とすることにより、冊子をめくる際にどの方向からめくっても同様の綴じ強度を維持することができる。このようにして、上記実施形態は、冊子をめくる方向に関わらずどの方向でも均一な綴じ強度を実現する。
【符号の説明】
【００４５】
１０１    画像形成装置
１０２    画像形成装置排紙ローラ
２０１    後処理装置
２０２    入り口センサ
２０３    入り口ローラ
２０４    分岐爪
２０４ａ    分岐爪可動レバー部
２０５    排紙ローラ
２０６    シフトリンク
２０７    シフトカム
２０８    シフトカムスタッド
２０９    シフトホームポジションセンサ
２１０    綴じ具
２２０    シート端検知センサ
２２１    綴じ具ホームポジションセンサ
２３０    綴じ具移動ガイドレール
２４０    搬送路
２４１    分岐路
２５０    分岐ソレノイド
２５１    スプリング
２６１    歯型
２６２    加圧レバー
２６５    駆動モータ
２６６    カム
２６７    カムホームポジションセンサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２００５−０７４８５８号公報
【図１】
2013107723.tif 000003
【図２】
2013107723.tif 000004
【図３】
2013107723.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013107723.tif 000007
【図６】
2013107723.tif 000008
【図７】
2013107723.tif 000009
【図８】
2013107723.tif 000010
【図９】
2013107723.tif 000011
【図１０】
2013107723.tif 000012
【図１１】
2013107723.tif 000013
【図１２】
2013107723.tif 000014
【図１３】
2013107723.tif 000015
【図１４】
2013107723.tif 000016
【図１５】
2013107723.tif 000017
【図１６】
2013107723.tif 000018
【図１７】
2013107723.tif 000019
【図１８】
2013107723.tif 000020
【図１９】
2013107723.tif 000021