JP6988968B2 - 歯部、綴じ具、用紙処理装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、歯部、綴じ具、用紙処理装置および画像形成システムに関する。

従来から、複数枚の用紙を積層した用紙束を綴じる綴じ具や、この綴じ具が搭載された用紙処理装置等が広く利用されている。綴じ具としては、ステープルを用いることが一般的であったが、近年、省資源化や環境対策、リサイクル性の観点からステープル等の金属材料を用いない綴じ手段が注目されている。金属材料を用いない綴じ手段としては、例えば、上下一対の歯により用紙束を厚み方向に押圧して圧着することにより、用紙束を綴じるものが知られている。

例えば、特許文献１には、対をなす歯の傾斜面部の歯の接離方向に対する傾斜角度の絶対値が３８°を下回るように構成し、歯の傾斜面部で歯の間に積層させた用紙束を用紙素材の伸長を伴わせつつ圧接することにより用紙を綴じる綴じ具が記載されている。また、特許文献２には、用紙束に凹凸状の加圧変形部を形成可能な固定歯型とこの固定歯型に対して接離可能な可動歯型とを備え、頂面の端部を丸み形状で構成した固定歯型および可動歯型により用紙束を綴じ処理する用紙処理装置が記載されている。

国際公開第２０１４／２０８２３７号 特開２０１４−１２１８６５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の綴じ具では、多くの枚数を綴じようとした場合、圧着するための領域（圧接面）を確保できず、綴じ枚数を増やすことができない。綴じ枚数を増やすためには、圧着後の綴じ厚さにおいて対をなす歯の側面部による圧接可能な距離を確保することが必要である。ところが、最小綴じ枚数の２枚綴じ時には、圧接距離が大きくなるため、従来と同様の圧力を得るためには、圧接距離に応じて綴じ荷重をアップさせる必要があり、荷重をアップさせることによって綴じ枚数が増加した時に用紙に破れが生じてしまうという問題があった。

また、上述した特許文献２に記載の用紙処理装置では、綴じ歯の端部や稜線を丸み形状にすることで、用紙の破れを防止することはできるが、多くの枚数の用紙を綴じようとした場合、歯の角や稜線を丸み形状とするだけでは、用紙の破れ対策としては不十分であり、綴じの強度が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多くの枚数を綴じるために綴じ荷重を増加させて用紙束を圧着綴じする場合において、用紙の破れを確実に防止することが可能な歯部、綴じ具、用紙処理装置および画像形成システムを提供することにある。

本発明に係る歯部は、互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有するものである。

また、本発明に係る歯部は、互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有し、前記一対の歯部の複数の凸部は、それぞれ所定方向に列なるように配置され、前記所定方向に列なった複数の凸部のうち、両端部に配置された凸部の前記対向面の長手方向の長さは、前記複数の凸部のうち、中間部に配置された凸部の前記対向面の長手方向の長さよりも長く構成されるものである。
また、本発明に係る歯部は、互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有し、前記一対の歯部の複数の凸部は、それぞれ所定方向に列なるように配置され、前記一対の歯部は、長手方向の長さが異なる前記対向面を有する複数の前記凸部を交互に配置してなるものである。

また、本発明に係る歯部は、対をなす第１の歯と第２の歯との噛み合わせにより用紙束を圧着して綴じる歯部であって、前記第１の歯は、頂面部と、前面部と、側面部と、前記頂面部と前記前面部との間に設けられた傾斜面部と、前記傾斜面部と前記側面部との間に設けられた第３の稜線部とを備え、前記第２の歯は、頂面部と、前面部と、側面部と、前記頂面部と前記前面部との間に設けられた傾斜面部と、前記傾斜面部と前記側面部との間に設けられた第３の稜線部とを備え、前記第１の歯と前記第２の歯とを一定の間隔をあけて噛み合わせた際における、前記第１の歯の前記傾斜面部の直線部の半分の長さをＡとし、前記第２の歯の前記傾斜面部の直線部の半分の長さをＢとし、前記第１の歯の前記第３の稜線部と第２の歯の前記第３の稜線部との共通接線部の長さをＣとし、前記第１の歯の前記第３の稜線部と前記傾斜面部の直線部との交点から共通接線部までの長さをＤとし、前記第２の歯の前記第３の稜線部と前記傾斜面部の直線部との交点から共通接線部までの長さをＥとし、前記第１の歯の前記傾斜面部の直線部の中心点と前記第２の歯の前記傾斜面部の直線部の中心点との間の長さをＦとし、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／Ｆを伸び率とすると共に、前記第１の歯と前記第２の歯とを一定の間隔をあけて噛み合わせた際における、前記第１の歯と前記第２の歯との長手方向で位置を異ならせた２箇所の前記伸び率をＸ，Ｙとし、前記伸び率Ｘの位置と伸び率Ｙの位置との間の距離をＺとし、（Ｙ−Ｘ）／Ｚを伸び率の変化割合としたとき、前記伸び率の変化割合が０．４以下である。

また、本発明に係る綴じ具は、上記歯部と、前記一対の歯部を互いに接離させる方向に駆動可能な駆動部とを備えたものである。

また、本発明に係る用紙処理装置は、用紙を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された用紙を積載する積載部と、前記積載部により積載された用紙束を綴じる上記綴じ具とを備えたものである。

また、本発明に係る画像形成システムは、用紙に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置により画像が形成された用紙を搬送する搬送部と、当該搬送部により搬送された用紙を積載する積載部と、当該積載部に積載された用紙束を綴じる上記綴じ具とを備えたものである。

請求項１に係る発明によれば、対向面に非当接面部を設けることで、対をなす歯を噛み合わせて用紙束を綴じる圧着時における用紙の局所的な伸びを緩和することができ、これにより、用紙の破れを防止することができる。さらに、請求項１に係る発明によれば、頂面に傾斜面を形成することで、用紙の局所的な伸びをよりいっそう緩和することができ、用紙の破れを防止できる。

請求項８に係る発明によれば、伸び率の変化割合を０．４以下とすることで、対をなす第１の歯と第２の歯との噛み合わせによる用紙束の圧着時における用紙の局所的な伸びを緩和することができ、これにより、用紙の破れを防止することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成システムの構成例を示す図である。 後処理装置の構成例を示す図である。 綴じ処理を行う場合における後処理装置の動作例を説明するための図である（その１）。 綴じ処理を行う場合における後処理装置の動作例を説明するための図である（その２）。 綴じ処理を行う場合における後処理装置の動作例を説明するための図である（その３）。 綴じ処理を行う場合における後処理装置の動作例を説明するための図である（その４）。 綴じ処理を行う場合における後処理装置の動作例を説明するための図である（その５）。 綴じ装置の構成例を示す斜視図である。 綴じ装置の構成例を示す側面図である。 綴じ装置の構成例を示す平面図である。 綴じ装置の構成例を示す正面図である。 綴じ装置の構成例を示す断面図である。 綴じ歯の構成例を示す図である。 圧着綴じ処理を行う場合における綴じ装置の動作例を示す図である。 綴じ歯により用紙束を圧着して綴じる工程例を示す図である。 綴じ歯の下歯の構成例を示す図である（その１）。 綴じ歯の下歯の構成例を示す図である（その２）。 綴じ歯の下歯と上歯とを噛み合わせた状態の断面構成例を示す図である。 綴じ部の綴じ位置を説明するための図である。 綴じ歯の変形例の構成例を示す図である（その１）。 綴じ歯の変形例の構成例を示す図である（その２）。 綴じ歯の変形例の構成例を示す図である（その３）。 綴じ歯の変形例の構成例を示す図である（その４）。 綴じ歯の変形例の構成例を示す図である（その５）。 側面離間距離および圧接距離を説明するための図である。 複数の種類の綴じ歯を使用し、各綴じ歯の下歯と上歯との間の距離を変化させると共に、圧接距離が０ｍｍとなるように側面離間距離を変化させた場合における、用紙束の綴じ部における保持力の検証結果を示す図である。 伸び率を説明するための図である。 下歯および上歯が噛み合った状態の側面側の構成例を示す図である。 綴じ歯の各断面における伸び率を示す図である。 複数の種類の綴じ歯における各伸び率の変化割合を示すグラフである。 画像形成システムの機能構成の一例を示すブロック図である。 綴じ指令を含む印刷ジョブを実行する場合における後処理装置の動作例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

［画像形成システム３００の構成例］
図１は、画像形成システム３００の構成の一例を示している。図１に示すように、画像形成システム３００は、用紙に画像を形成する画像形成装置１００と、画像が形成された複数枚の用紙束に対して圧着綴じ等を行う後処理装置２００とを備えている。なお、後処理装置２００は、用紙処理装置の一例を構成している。

画像形成装置１００は、原稿搬送部１６０と、画像読取部１７０と、給紙部１３０と、画像形成部１１０と、定着部１２０と、表示部１４０と、入力部１５０とを有している。

原稿搬送部１６０は、搬送トレイにセットされた原稿シートをガラス台に給送する。画像読取部１７０は、ガラス台上にセットされた原稿や原稿搬送部１６０により給送された原稿をレーザー光により走査して光電交換素子で読みとることで画像データを生成する。給紙部１３０は、Ａ４、Ａ３等のサイズの用紙Ｐを収容する複数段の給紙トレイを有し、印刷ジョブの開始に伴って指定された紙種の用紙Ｐを取り出して画像形成部１１０に搬送する。

画像形成部１１０は、入力される画像データに基づいて感光体ドラムの表面に帯電、露光、現像処理を行うことにより所定のトナー像を形成し、給紙部１３０から搬送される用紙Ｐの表面に画像を転写する。なお、画像形成部１１０としては、モノクロ画像のみを形成可能な構成を採用しても良いし、カラー画像を形成可能な構成を採用しても良い。

定着部１２０は、画像形成部１１０により画像が転写された用紙Ｐに加圧、加熱処理を行うことにより画像を用紙Ｐに定着させる。定着部１２０により定着処理された用紙Ｐは、搬出口から後処理装置２００に順次搬出される。また、両面印刷を行う場合には、図示しない用紙反転経路を経由して用紙Ｐの表裏が反転された後、用紙Ｐの裏面側に画像が転写され、搬出口から後処理装置２００に搬出される。

表示部１４０および入力部１５０は、タッチパネルや、その周辺部に設けた操作ボタン等により構成することができる。表示部１４０および入力部１５０では、用紙サイズや印刷枚数等の画像形成条件の他に、綴じ歯を用いた圧着による圧着綴じやステープルを用いたステープル綴じ等の有無や綴じ枚数、綴じ位置等の後処理条件の設定を、操作画面や操作ボタンで入力できるように構成されている。

図２（Ａ）は後処理装置２００の構成の一例を示す平面図であり、図２（Ｂ）はその側面図である。なお、図２において、紙面右は後処理装置２００の下側に対応し、紙面左は後処理装置２００の上側に対応している。

図１および図２に示すように、後処理装置２００は、画像形成装置１００の用紙搬送方向Ｄの下流側に連結され、画像形成装置１００で画像が形成された用紙Ｐの用紙束に対して、圧着綴じやステープル綴じを行って冊子を作成する。なお、以下において、ステープル綴じについては、公知の技術を採用することができるため、詳細な説明については省略する。

後処理装置２００は、搬送経路Ｒ１，Ｒ２と、搬送経路切替部２０４と、綴じ装置２１０と、用紙積載部２８０とを有している。

搬送経路Ｒ１は、圧着綴じ等の綴じ処理が行われない場合に用紙Ｐが搬送される経路であり、搬入口から搬出口に向かって水平に延在している。搬送経路Ｒ２は、圧着綴じ等の綴じ処理が行われる場合に用紙Ｐが搬送される経路であり、搬送経路Ｒ１から分岐して略Ｕ字形状に延在し、分岐部よりも下流側で搬送経路Ｒ１に合流している。

搬送経路切替部２０４は、搬送経路Ｒ１，Ｒ２の分岐部に配置され、圧着等の綴じ処理の有無に基づいて搬送経路の切り替えを行う。搬送経路切替部２０４には、例えばソレノイドを用いることができる。

用紙積載部２８０は、搬送ローラー２８２，２８３と、サイドジョガー２８６，２８７と、用紙積載台２９０と、ガイド部材２９１と、エンドウォール２９２とを有している。用紙積載部２８０は、搬送経路Ｒ２の下方から上方に向かう搬送経路に設けられている。

搬送ローラー２８２，２８３は、正回転および逆回転可能に設けられ、搬送経路Ｒ２に搬入された用紙Ｐをスイッチバック搬送して用紙積載部２８０に収容したり、綴じ処理が完了した冊子を用紙積載部２８０から排紙トレイ２０６に送り出したりする。なお、冊子の排紙トレイ２０６への排出方法は、搬送ローラー２８２，２８３を用いた方法に限定されることはなく、爪部を有した搬送手段により冊子を保持して搬送することで排紙トレイ２０６上に排出するようにしても良い。

サイドジョガー２８６，２８７は、搬送ローラー２８２，２８３間であって、用紙Ｐの側面部のそれぞれに対応した位置（搬送経路Ｒ２の両側）に設けられている。サイドジョガー２８６，２８７は、用紙幅方向に移動可能に構成され、用紙積載部２８０に集積された用紙Ｐの側面位置を揃える。

用紙積載台２９０には、用紙積載部２８０に搬送される用紙Ｐが順次積載される。ガイド部材２９１は、綴じ装置２１０の綴じ位置の手前から側面に沿うように略Ｌ字状に形成され、用紙積載台２９０上に集積された用紙束を綴じ装置２１０の綴じ位置まで案内する。これにより、用紙束が綴じ装置２１０の隙間や綴じ歯２５０Ａに引っ掛からないように綴じ位置まで搬送することができる。

エンドウォール２９２は、側面形状が略コの字形状からなり、用紙積載台２９０の下方に配置され、用紙積載部２８０に搬送される用紙Ｐの先端部（下端部）を揃えて支持する。エンドウォール２９２は、搬送経路Ｒ２の用紙搬送方向に沿って移動可能に設けられ、ホームポジション（初期位置）と綴じ位置との間を移動できるようになっている。なお、本実施の形態では、エンドウォール２９２とガイド部材２９１とを一体に形成しているが、別体で形成することもできる。エンドウォール２９２の下端部には、二つの切欠き部２９２ａ，２９２ｂが形成されている。切欠き部２９２ａ，２９２ｂには、図示しない電動ステープラを配置することができる。電動ステープラは、切欠き部２９２ａ，２９２ｂ間を移動し、用紙束に対する綴じ位置を変更することにより一箇所または二箇所を綴じ処理するように構成しても良い。

綴じ装置２１０は、用紙積載部２８０に設けられ、用紙積載台２９０に集積された用紙束を一対の綴じ歯２５０Ａにより圧着することで綴じる。本実施の形態では、綴じ装置２１０を固定して設置した例について説明しているが、綴じ装置２１０を移動可能な構成とし、綴じ位置を変更できるようにしても良い。このとき、上述した切欠き部２９２ａ，２９２ｂに綴じ装置２１０を移動できるようにしても良い。なお、綴じ装置２１０の構成や動作については、後述する。

［後処理装置２００の動作例］
図３〜図７は、綴じ処理を行う場合における後処理装置２００の動作の一例を説明するための図である。図３（Ａ），図４（Ａ），図５（Ａ），図６（Ａ），図７（Ａ）は、後処理装置２００の平面図であり、図３（Ｂ），図４（Ｂ），図５（Ｂ），図６（Ｂ），図７（Ｂ）は、その側面図である。なお、図５〜図７では、２枚以上の用紙Ｐが積載された用紙束であるものとする。また、図３〜図７において、紙面右は後処理装置２００の下側に対応し、紙面左は後処理装置２００の上側に対応している。

画像形成装置１００で画像が形成された用紙Ｐは、後処理装置２００の搬送経路Ｒ２に搬送される。図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、搬送経路Ｒ２に搬送された用紙Ｐは、搬送ローラー２８２，２８３によりスイッチバック搬送され、用紙積載台２９０上に順次載置される。

次に、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、用紙Ｐが用紙積載台２９０上に載置されると、搬送ローラー２８２，２８３の用紙Ｐとの当接状態が解除されると共に回転が停止される。続けて、サイドジョガー２８６，２８７のそれぞれが内側方向に移動し、用紙Ｐの側面位置を揃える。なお、用紙Ｐの側面位置の揃え動作は、用紙一枚毎に行っても良いし、複数枚毎に行っても良い。また、側面位置として用紙Ｐの一方の端部側を基準とする場合には、一方側のサイドジョガー２８６，２８７のみを移動するようにしても良い。

次に、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、指定された枚数の用紙Ｐの側面揃えが完了したら、サイドジョガー２８６，２８７が用紙束ＰＰの側面部を挟んだ状態で、用紙幅方向における綴じ装置２１０側に移動する。つまり、サイドジョガー２８６，２８７により用紙束が綴じ位置に移動され、綴じ位置の用紙幅方向が位置合わせされる。

次に、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、サイドジョガー２８６，２８７による移動が終了すると、エンドウォール２９２が上方側に移動する。つまり、エンドウォール２９２により用紙束が綴じ位置まで移動され、用紙搬送方向の綴じ位置が位置合わせされる。これにより、用紙束ＰＰがユーザーにより指定された綴じ位置にセットされ、綴じ装置２１０により用紙束に綴じ処理が行われる。なお、上述した実施の形態では、用紙束ＰＰを形成した後に綴じ位置に移動させるようにしたが、用紙Ｐを一枚単位で直接綴じ位置に移動させるようにしても良い。

次に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、綴じ処理が終了すると、搬送ローラー２８２，２８３が再度用紙Ｐと当接されると共に回転駆動される。これにより、綴じ処理が行われた用紙束ＰＰが用紙積載台２９０から搬送され、排紙ローラーを介して排紙トレイ２０６上に排出される。

［綴じ装置２１０の構成例］
図８は綴じ装置２１０の構成の一例を示す斜視図であり、図９はその側面図であり、図１０はその平面図であり、図１１はその正面図である。図１２（Ａ）は図１１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図１２（Ｂ）はその要部Ａの拡大図である。なお、図８〜図１２において、綴じ歯２５０Ａが設けられる側を先端側とし、その反対側を後端側とする。

図８〜図１２に示すように、駆動部の一例を搭載した綴じ装置２１０は、駆動モータ２１２と、偏芯カム２１６と、ホームポジションセンサ（以下、ＨＰセンサという）２１８と、タイミングセンサ２２０と、綴じ具２３０とを備えている。なお、駆動部は、本実施の形態に記載したものに限定されるものではない。

駆動モータ２１２は、例えばＤＣモータやステッピングモータ等から構成され、綴じ指令に基づいて回転駆動する。

偏芯カム２１６は、円板カムであって、ギア２１４を介して駆動モータ２１２のモータギア２１３に接続され、駆動モータ２１２の回転に伴って偏芯回転する。なお、偏芯カム２１６は、一回転でホームポジションに戻るように制御しても良いし、例えば最大荷重位置まで回転させた後に逆回転させることでホームポジションに戻すように制御しても良い。

偏芯カム２１６の駆動モータ２１２とは反対側の面には、駆動軸２１７が突設されている。駆動軸２１７には、偏芯カム２１６側から扇形状をなすＨＰセンサ用の検出片２１９およびタイミングセンサ用の検出片２２１がそれぞれ取り付けられている。一例として検出片２２１は、偏芯カム２１６の回転位置を１８０°間隔で検出するため、検出片２１９よりも中心角が大きくかつ１８０°以下で形成される。

ＨＰセンサ２１８は、例えば透過型または反射型の光センサから構成され、検出片２１９の近傍に配置されている。ＨＰセンサ２１８は、検出片２１９の有無に基づいて偏芯カム２１６がホームポジションに位置しているかを検出する。タイミングセンサ２２０は、例えば透過型または反射型の光センサから構成され、検出片２２１の近傍に配置されている。タイミングセンサ２２０は、検出片２２１の有無に基づいて偏芯カム２１６の回転位置を検出する。

綴じ具２３０は、押圧レバー２３２と、上アーム２３４と、下アーム２３６と、リターンばね２３８と、弾性部材２４０と、綴じ歯２５０Ａとを有している。なお、上アーム２３４および下アーム２３６は、駆動部の一例を構成している。

押圧レバー２３２は、細長の平板部材であって、一端側の外面が偏芯カム２１６の周面に当接している。押圧レバー２３２の他端部には、その側面から押圧レバー２３２の長手方向に対して直交する方向に延びる突出部２３３，２３３が設けられている。突出部２３３，２３３は、上アーム２３４の後端部に外側から嵌め込まれ、軸部材からからなるレバー支点部２４６を介して上アーム２３４に回動可能に取り付けられている。

上アーム２３４は、下方側が開口された細長の直方体形状からなる。下アーム２３６は、上方側が開口された細長の直方体形状からなり、上アーム２３４に対向して配置されている。上アーム２３４と下アーム２３６は、中央部より若干先端側において軸部材からかなるアーム支点部２４２を介して互いに回動可能に構成されている。

図１３は、複数の凸部を有する一対の歯部の一例としての綴じ歯２５０Ａの構成の一例を示している。図１２（Ｂ）および図１３に示すように、綴じ歯２５０Ａは、一対の下歯２６０および上歯２７０から構成されている。下歯２６０は下アーム２３６の先端部側に着脱可能に取り付けられ、上歯２７０は上アーム２３４の先端部側に着脱可能に取り付けられている。下歯２６０および上歯２７０は、用紙束が介在している状態で互いに噛み合うことで用紙束を圧着して綴じる。なお、綴じ歯２５０Ａについては後述する。

図８〜図１２に戻り、リターンばね２３８は、例えば引っ張りばね等から構成され、一端部が上アーム２３４の略中央部の内側に取り付けられ、他端部が下アーム２３６の略中央部の内側に取り付けられている。押圧レバー２３２に荷重がかかっていない状態では、リターンばね２３８の付勢により、上アーム２３４の先端部と下アーム２３６の先端部とが離間した状態とされる。

弾性部材２４０は、例えば圧縮ばねから構成され、下アーム２３６の後端部の内側に取り付けられている。押圧部材２４４は、軸部材から構成され、突出部２３３，２３３間に跨って取り付けられると共に、その外周面が弾性部材２４０の上端部によって弾性的に支持されている。押圧部材２４４は、押圧レバー２３２の回動に伴って弾性部材２４０を押圧しながら後部側に移動すると共に、レバー支点部２４６を上アーム２３４から離れる方向に移動させる。なお、弾性部材２４０は、板バネやゴム、樹脂材料等から構成することもできる。

［綴じ装置２１０の動作例］
図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、圧着綴じ処理を行う場合における綴じ装置２１０の動作の一例を示す図である。図１４（Ａ）に示すように、綴じ指令を受けるまでは、偏芯カム２１６がホームポジションに位置しており、上アーム２３４および下アーム２３６のそれぞれの先端部側に設けられた綴じ歯２５０Ａは離間した状態とされる。

図１４（Ｂ）に示すように、綴じ指令を受けると、駆動モータ２１２の回転駆動により偏芯カム２１６が回転して押圧レバー２３２の一端部側を押圧し、押圧レバー２３２が上アーム２３４に接近する方向に移動する。押圧部材２４４は、付与される荷重に応じて弾性部材２４０を押圧しながら後部側に移動すると共に、押圧レバー２３２のレバー支点部２４６を下アーム２３６から離れる方向に移動させる。これに伴い、上アーム２３４の後端部側が上方に押し上げられることで、上アーム２３４の先端部側がアーム支点部２４２を支点として下アーム２３６側に移動し、上歯２７０が下歯２６０に噛み合った状態となる。

図１４（Ｃ）に示すように、上歯２７０と下歯２６０の噛み合いを最大荷重の状態とする場合、駆動モータ２１２の回転駆動により偏芯カム２１６が回転し、押圧レバー２３２が上アーム２３４にさらに接近する方向に移動する。これに伴い、押圧部材２４４は、付与される最大荷重に応じて弾性部材２４０を押圧しながら後部側に移動する。これにより、上アーム２３４の後端部が若干上方に押し上げられることで、下歯２６０と上歯２７０との噛み合いが最大荷重となる。また、弾性部材２４０は、押圧部材２４４からの最大荷重により収縮することで、荷重を逃がすと共に、押圧レバー２３２の移動が停止してロック状態となることを防止する。

図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は、綴じ歯２５０Ａの噛み合わせにより用紙束ＰＰを圧着して綴じる工程の一例を示している。図１５（Ａ）に示すように、先端や側面が揃えられた用紙束ＰＰが下歯２６０と上歯２７０との間の綴じ位置まで搬送される。続けて、図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）に示すように、上歯２７０が下方に移動していき、上歯２７０が下歯２６０に噛み合う。続けて、図１５（Ｄ）に示すように、上歯２７０に最大荷重が付与されると、用紙束ＰＰが凹凸状に変形して圧着される。このような工程により、圧着綴じされた冊子が作成される。

［綴じ歯２５０Ａの構成例］
図１６（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ａを構成する下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図１６（Ｂ）はその要部を示している。図１７（Ａ）は下歯２６０の平面図であり、図１７（Ｂ）はその正面図であり、図１７（Ｃ）はその側面図である。図１８（Ａ）は下歯２６０と上歯２７０とを噛み合わせた際の綴じ歯２５０Ａの側面図であり、図１８（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿った平断面図である。なお、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

図１６〜図１８に示すように、下歯２６０は、細長の直方体形状からなる基台２６１と、基台２６１上に形成された複数の凸部の一例としての歯部２６２とを備えている。歯部２６２は、細長の凸条体であって、例えばＳＫ材（炭素工具鋼）やＳＵＳ材等の金属材料からなる。歯部２６２は、他方の歯部の凸部と対向する対向面の一例としての側面部２６３と、凸方向に沿う面として構成される端面の一例としての端面部である前面部２６６Ａと、頂面部２６８と、傾斜面部２６９とを有している。前面部２６６Ａと側面部２６３との境界部には、第１の稜線部２６７ａが設けられている。前面部２６６Ａと傾斜面部２６９との境界部には、第２の稜線部２６７ｂが設けられている。傾斜面部２６９と側面部２６３との境界部には、第３の稜線部２６７ｃが設けられている。第１の稜線部２６７ａ、第２の稜線部２６７ｂおよび第３の稜線部２６７ｃのそれぞれは、例えば丸みを有する曲面である。

側面部２６３は、対をなす上歯２７０が噛み合わされた際に上歯２７０の側面部に対向する面であって、上歯２７０との間に用紙Ｐを挟んで圧着することにより用紙同士を結合させる機能を有している。側面部２６３は、当接面部２６４と、非当接面部２６５とを有している。

当接面部２６４は、頂面部２６８に連続する面であると共に、用紙Ｐがない状態で上歯２７０が噛み合わされた際に上歯２７０の対向する当接面部２７４と当接（接触）する面である。

非当接面部２６５は、当接面部２６４に連続する面であって、当接面部２６４と第１の稜線部２６７ａとの間に設けられている。非当接面部２６５は、用紙Ｐが無い状態で上歯２７０が噛み合わされた際に、上歯２７０の対向する側面部との間に隙間を有する（上歯２７０の側面部に当接しない）面である。なお、非当接面部２６５は、当接面部２６４よりも弱いが用紙束を圧着する機能を有している。また、下歯２６０の非当接面部２６５は、図１８に示すように、上歯２７０が噛み合わされた際における上歯２７０の非当接面部２７５（側面部２７３）との距離が、端面部の一例としての前面部２６６Ａ側（前方）に向かうに従って大きくなっている。この非当接面部２６５を設けることで、第１の稜線部２６７ａ、第２の稜線部２６７ｂおよび第３の稜線部２６７ｃでの用紙の局所的な伸びを緩和することができる。なお、本実施の形態では、非当接面部２６５を角度の異なる２面で構成しているが、１面で構成しても良いし、３面以上で構成しても良い。

頂面部２６８は、歯部２６２の頂上に設けられる面であり、湾曲面で構成されている。なお、頂面部２６８は、平面で構成することもできる。

傾斜面部２６９は、頂面部２６８から前面部２６６Ａに向かって傾斜する面である。本実施の形態では、図１７（Ｃ）に示すように、頂面部２６８と傾斜面部２６９とのなす角度αが、０°＜α≦２０°の範囲に設定される。この範囲とすることで、後述するように、用紙束を綴じ処理する際における用紙の局所的な伸びを防止することができ、冊子の破れを防止できる。

前面部２６６Ａは、側面部２６３の一端側から屈曲し、基台２６１の水平面に対して角度が例えば４５°超で傾斜するように構成されており、用紙Ｐを挟んで綴じる位置において圧着綴じする用紙束の中央側（内側）を向いている。なお、綴じ歯２５０の後面部２６６Ｂは、用紙束の外側を向いており、例えば湾曲面で構成される。

複数の歯部２６２は、それぞれ所定方向に列なるように歯部２６２の長手方向とは直交する方向に沿って並ぶように配置されると共に、複数の歯部２６２の長手方向のそれぞれが互いに平行となるように配置されている。

なお、図１７（Ａ）等では、複数の歯部２６２の長手方向の長さを同一で構成しているが、これに限定されることはない。例えば、複数の歯部２６２のうち両端側に配置される歯部２６２の長手方向の長さが、中間部に配置される歯部２６２の長手方向の長さよりも長くなるように構成することもできる。また、複数の歯部２６２の側面部２６３等の長手方向の長さをそれぞれ異なる長さで構成し、長手方向の長さが異なる複数の歯部２６２を交互に配置することもできる。歯部２６２の長手方向の長さは、第１の長さと、これよりも長い第２の長さの２つの長さで構成しても良いし、３つ以上の異なる長さで構成しても良い。

また、上歯２７０についても、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）等で示した下歯２６０とは符号が異なるのみで、それ以外の構成は共通している。図示は省略するが、上歯２７０は、当接面部２７４および非当接面部２７５を含む側面部２７３と、端面部の一例としての前面部２７６Ａと、頂面部２７８と、傾斜面部２７９と、第１の稜線部２７７ａと、第２の稜線部２７７ｂと、第３の稜線部２７７ｃとを有する歯部２７２を備えている（図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）参照）。

［綴じ部の綴じ位置について］
図１９（Ａ）〜図１９（Ｊ）は、綴じ歯２５０Ａにより用紙束を圧着して綴じ処理した綴じ部Ｐａ〜Ｐｊの綴じ位置を説明するための図である。

図１９（Ａ）に示すように、綴じ部Ｐａは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ処理の圧着により形成される凹凸（以下、綴じ部の凹凸という）の配列方向が辺Ｐ１に沿って形成される。図１９（Ｂ）に示すように、綴じ部Ｐｂは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｂの凹凸の配列方向が辺Ｐ１に沿って形成されると共に綴じ部Ｐｂ全体が辺Ｐ２側に寄って形成される。また、辺Ｐ２にかかっても良い。

図１９（Ｃ）に示すように、綴じ部Ｐｃは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｃの凹凸の配列方向が辺Ｐ２に沿って形成される。図１９（Ｄ）に示すように、綴じ部Ｐｄは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｄの凹凸の配列方向が辺Ｐ２に沿って形成されると共に綴じ部Ｐｄ全体が辺Ｐ１側に寄って形成される。また、辺Ｐ１にかかっても良い。

図１９（Ｅ）に示すように、綴じ部Ｐｅは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｅの凹凸の配列方向が辺Ｐ１，Ｐ２に対して互いに略４５°となるように形成される。図１９（Ｆ）に示すように、綴じ部Ｐｆは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｆの凹凸の配列方向が辺Ｐ１，Ｐ２に対して互いに略４５°となると共にその両端部が各辺Ｐ１，Ｐ２からはみ出した位置（角部を跨いだ位置）に形成される。

図１９（Ｇ）に示すように、綴じ部Ｐｇは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｇの凹凸の配列方向が図１９（Ｅ）に示す綴じ部Ｐｅの凹凸の配列方向よりも辺Ｐ１に対して若干緩やかに傾斜するように形成される。図１９（Ｈ）に示すように、綴じ部Ｐｈは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｇの凹凸の配列方向と同一方向に形成されると共に、一端部が辺Ｐ２からはみ出した位置に形成される。

図１９（Ｉ）に示すように、綴じ部Ｐｉは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｉの凹凸の配列方向が図１９（Ｅ）に示す綴じ部Ｐｅの凹凸の配列方向よりも辺Ｐ２に対して若干緩やかに傾斜するように形成される。図１９（Ｊ）に示すように、綴じ部Ｐｊは、用紙束の角部の近傍であって、綴じ部Ｐｉの凹凸の配列方向と同一方向に形成されると共に、一端部が辺Ｐ１からはみ出した位置に形成される。

図１９（Ａ）〜図１９（Ｊ）に示した何れの場合でも、綴じ歯２５０Ａの端面部の一例としての前面部２６６Ａは、用紙束の中央側（内側）を向くように配設されている。このように、前面部２６６Ａを配置することで、圧着綴じされた用紙束から用紙をめくり剥がす際の剥がし荷重を大きくして、用紙を剥がれ難くすることができる。

なお、本実施の形態では、綴じ部Ｐａ〜Ｐｊの配列方向を用紙束の角部の０°〜９０°の範囲の綴じ位置で綴じる場合について説明したが、より好ましくは用紙Ｐの紙目方向に対して０°〜３０°未満の範囲で綴じ部を形成することが好ましい。

［綴じ歯の変形例］
図２０（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ｂの下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図２０（Ｂ）はその平面図であり、図２０（Ｃ）はその正面図であり、図２０（Ｄ）はその側面図である。なお、綴じ歯２５０Ａと、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付すと共に重複する説明を省略する。また、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

綴じ歯２５０Ｂの下歯２６０は、基台２６１と、基台２６１上に形成された複数の歯部２６２とを備えている。歯部２６２は、当接面部２６４および非当接面部２６５を含む側面部２６３と、端面部の一例としての前面部２６６Ａと、第１の稜線部２６７ａと、頂面部２６８と、傾斜面部２６９とを有している。綴じ歯２５０Ｂは、綴じ歯２５０Ａよりも、傾斜面部２６９の傾斜角度が小さくなると共にその面が曲面で形成されて構成されている。

図２１（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ｃの下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図２１（Ｂ）はその平面図であり、図２１（Ｃ）はその正面図であり、図２１（Ｄ）はその側面図である。なお、綴じ歯２５０Ａと、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付すと共に重複する説明を省略する。また、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

綴じ歯２５０Ｃの下歯２６０は、基台２６１と、基台２６１上に形成された複数の歯部２６２とを備えている。歯部２６２は、当接面部２６４および非当接面部２６５を含む側面部２６３と、端面部の一例としての前面部２６６Ａと、第１の稜線部２６７ａと、頂面部２６８とを有している。綴じ歯２５０Ｃは、傾斜面部を設けていない点で綴じ歯２５０Ａの構成と相違している。

図２２（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ｄの下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図２２（Ｂ）はその平面図であり、図２２（Ｃ）はその正面図であり、図２２（Ｄ）はその側面図である。なお、綴じ歯２５０Ａと、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付すと共に重複する説明を省略する。また、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

綴じ歯２５０Ｄの下歯２６０は、基台２６１と、基台２６１上に形成された複数の歯部２６２とを備えている。歯部２６２は、当接面部２６４および非当接面部２６５を含む側面部２６３と、端面部の一例としての前面部２６６Ａと、第１の稜線部２６７ａ，第２の稜線部２６７ｂと、頂面部２６８と、傾斜面部２６９とを有している。綴じ歯２５０Ｄは、綴じ歯２５０Ａよりも、傾斜面部２６９の面積が小さいと共に、前面部２６６Ａの傾斜角度が小さくなるように構成されている。

図２３（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ｅの下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図２３（Ｂ）はその平面図であり、図２３（Ｃ）はその正面図であり、図２３（Ｄ）はその側面図である。なお、綴じ歯２５０Ａと、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付すと共に重複する説明を省略する。また、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

綴じ歯２５０Ｅの下歯２６０は、基台２６１と、基台２６１上に形成された複数の歯部２６２とを備えている。歯部２６２は、当接面部２６４および非当接面部２６５を含む側面部２６３と、端面部の一例としての前面部２６６Ａと、第１の稜線部２６７ａ，第２の稜線部２６７ｂと、頂面部２６８と、傾斜面部２６９とを有している。綴じ歯２５０Ｅは、綴じ歯２５０Ａよりも、傾斜面部２６９の面積が小さいと共に、前面部２６６Ａの傾斜角度が小さくなるように構成されている。

図２４（Ａ）は本発明に係る綴じ歯２５０Ｆの下歯２６０の構成の一例を示す斜視図であり、図２４（Ｂ）はその平面図であり、図２４（Ｃ）はその正面図であり、図２４（Ｄ）はその側面図である。なお、綴じ歯２５０Ａと、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付すと共に重複する説明を省略する。また、下歯２６０と上歯２７０とは構成が同一であるため、以下では下歯２６０の構成のみを代表して説明する。

綴じ歯２５０Ｆの下歯２６０は、複数の歯部２６２を備えている。歯部２６２は、当接面部２６４および非当接面部２６５を含む側面部２６３と、端面部の一例としての前面部２６６Ａと、第１の稜線部２６７ａ，第２の稜線部２６７ｂと、頂面部２６８と、傾斜面部２６９とを有している。綴じ歯２５０Ｆは、基台を設けていない点において綴じ歯２５０Ａの構成と相違している。

［側面離間距離Ｍおよび圧接距離Ｎの関係について］
次に、用紙束を圧着綴じする際の好適な側面離間距離Ｍおよび圧接距離Ｎについて説明する。本実施の形態に係る綴じ歯２５０Ａは、用紙束を圧着したときの側面離間距離Ｍが、０．２３ｍｍ以上かつ０．３５ｍｍ以下である場合に、圧接距離Ｎが０ｍｍ以上である。

図２５は、側面離間距離Ｍおよび圧接距離Ｎを説明するための図である。図２５に示すように、側面離間距離Ｍとは、下歯２６０と上歯２７０とを噛み合わせて用紙束を圧着した際における下歯２６０の当接面部２６４と上歯２７０の当接面部２７４との間の法線の長さである。圧接距離Ｎは、下歯２６０と上歯２７０とを噛み合わせて用紙束を圧着した際における下歯２６０の当接面部２６４と上歯２７０の当接面部２７４とが平行に対向する長さである。

図２６は、複数の種類の綴じ歯を使用し、各綴じ歯の下歯と上歯との間の距離Ｏを変化させると共に、圧接距離Ｎが０ｍｍとなるように側面離間距離Ｍを変化させた場合における、用紙束の綴じ部における保持力の検証結果を示している。なお、距離Ｏは、下歯（上歯）の山部と谷部との間の距離である。また、実施例１〜３、および比較例１〜３では、本発明の綴じ歯２５０Ａを、大きさをそれぞれ異ならせた相似形状のものを使用した。

また、図２６に示す綴じ部の保持力の評価指標は以下の通りである。
◎：綴じ部がしっかりとくっついており、綴じ冊子として十分に実用に耐え得る。
○：用紙をめくりあげた際に綴じ部が簡単には剥がれない。
×：用紙をめくりあげた際に綴じ部が簡単に剥がれる。

図２６に示すように、実施例１〜３によれば、下歯の山部と谷部との距離Ｏを０．６３ｍｍ〜０．９６ｍｍとし、側面離間距離Ｍが０．２３ｍｍ以上かつ０．３５ｍｍ以下とした際における圧接距離Ｎを０ｍｍとすることで、２枚、５枚、１０枚の綴じ保持力が何れも「○」または「◎」となった。

これに対し、比較例１、２では、下歯の山部と谷部との距離Ｏを０．２７ｍｍ、０．５５ｍｍとし、側面離間距離Ｍが０．２３ｍｍ未満とした際における圧接距離Ｎを０ｍｍとした場合、２枚、５枚の綴じ保持力は何れも「○」となったが、１０枚の綴じ保持力は何れも「×」となった。これは、用紙束が１０枚の場合に、圧接距離Ｎが無くなり、用紙同士の結合力が弱まり、綴じ保持力が低下するためである。

また、比較例３では、下歯の山部と谷部との距離Ｏを１．０９ｍｍとし、側面離間距離Ｍが０．３５ｍｍ超とした際における圧接距離Ｎを０ｍｍとした場合でも、５枚、１０枚の綴じ保持力は「○」または「◎」となったが、２枚の綴じ保持力は「×」となった。これは、用紙束が２枚の場合に、側面離間距離Ｍを０．３５ｍｍ超とすると、圧着による荷重が不足し、十分に綴じることができないからである。

このように、用紙束を圧着したときの側面離間距離Ｍが０．２３ｍｍ以上かつ０．３５ｍｍ以下である場合に、圧接距離Ｎが０ｍｍとすることが可能な本実施の形態に係る綴じ歯２５０Ａを用いることで、一般に圧着綴じに良く使用される２〜１０枚の用紙束を破れなく好適に圧着して綴じることができる。

なお、本例では、綴じ歯として本実施の形態に係る綴じ歯２５０Ａを使用したが、これに限定されることはなく、上述した綴じ歯２５０Ｂ〜２５０Ｆを使用した場合でも、図２６に示す結果と同様の結果が得られることが分かった。また、非当接面部や傾斜面部が設けられていない綴じ歯（図示省略）においても、側面離間距離Ｍが０．２３ｍｍ以上かつ０．３５ｍｍ以下である場合に圧接距離Ｎが０ｍｍ以上とすることで、図２６に示す結果と同様の結果が得られることが分かった。また、側面離間距離Ｍが０．２３ｍｍ以上かつ０．３５ｍｍ以下である場合に、圧接距離Ｎを０ｍｍ超とした場合にも、図２６に示す結果と同様の結果が得られることが分かった。

［伸び率および伸び率の変化割合について］
次に、用紙束を圧着綴じする際の好適な伸び率の変化割合について説明する。本実施の形態では、非当接面部２６５，２７５および傾斜面部２６９，２７９を有する綴じ歯２５０Ａを用い、従来よりも伸び率の変化割合を小さくすることで、綴じ処理後の冊子の破れを防止している。

まず、伸び率について説明する。図２７は、伸び率を説明するための図であり、歯２５０の長手方向に直交する方向の断面の一部を示している。なお、図２７において、下歯２６０と上歯２７０との側面離間距離Ｍ（図２５参照）は０．０９ｍｍとしている。側面離間距離Ｍ＝０．０９ｍｍは、一般的なコピー用紙２枚の圧着後の用紙束の厚さに相当する。

本実施の形態において伸び率とは、歯２５０により用紙束を噛み合わせて圧着した際における、用紙束の非圧着時の基準の長さに対する伸びを仮想的に示したものである。伸び率は、図２７に示す綴じ歯２５０Ａの各部の長さＡ〜Ｅに基づいて以下の式（１）で定義される。

伸び率＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／Ｆ・・・（１）
Ａ：下歯２６０の傾斜面部２６９の直線部の半分の長さ
Ｂ：上歯２７０の傾斜面部２７９の直線部の半分の長さ
Ｃ：下歯２６０の第３の稜線部２６７ｃと上歯２７０の第３の稜線部２７７ｃとの共通接線部の長さ
Ｄ：下歯２６０の第３の稜線部２６７ｃと傾斜面部２６９の直線部との交点から共通接線部までの湾曲線に沿った長さ
Ｅ：上歯２７０の第３の稜線部２７７ｃと傾斜面部２７９の直線部との交点から共通接線部までの湾曲線に沿った長さ
Ｆ：下歯２６０の傾斜面部２６９の直線部の中心点と上歯２７０の傾斜面部２７９の直線部の中心点との間の長さ

図２８は、下歯２６０および上歯２７０が噛み合った状態の側面図を示している。図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）は、図２８に示した綴じ歯２５０Ａの各断面における伸び率を示している。図２９（Ａ）は綴じ歯２５０Ａのｗ−ｗ線に沿った断面図であり、図２９（Ｂ）は綴じ歯２５０Ａのｘ−ｘ線に沿った断面図であり、図２９（Ｃ）は綴じ歯２５０Ａのｙ−ｙ線に沿った断面図であり、図２９（Ｄ）は綴じ歯２５０Ａのｚ−ｚ線に沿った断面図である。なお、図２９（Ａ）に示すｗ−ｗ線に沿った断面は、下歯２６０と上歯２７０とが噛み合い始める位置ｗｗでの断面である。

図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）に示すように、綴じ歯２５０Ａに非当接面部２６５および傾斜面部２６９を設けているので、前面部２６６Ａ側の第２の稜線部２６７ｂに向かって伸び率を徐々に小さくできる。このように、頂面部２６８から前面部２６６Ａに向かって伸び率を徐々に変化させることにより、綴じ歯２５０Ａの噛み合い始めを基準とした際の伸び率の急激な変化を防止することができる。なお、図２８の図示において、前面部２６６Ａは、平面をなす部分を備えている例を示したが、必ずしも平面をなす部分を備えている必要はなく、前面部２６６Ａは曲面で構成されていても良い。

次に、伸び率の変化割合について説明する。本実施の形態において、伸び率の変化割合とは、綴じ歯２５０Ａの長手方向に直交する方向における２つの断面間の伸び率の変化の割合であり、用紙束の圧着時の破れやすさを示す指標である。伸び率の変化割合は、以下の式（２）で定義される。

伸び率の変化割合＝（伸び率Ｙ−伸び率Ｘ）／距離Ｚ・・・（２）
伸び率Ｘ：断面Ｘでの伸び率
伸び率Ｙ：断面Ｙでの伸び率
距離Ｚ：断面Ｘと断面Ｙとの距離

図３０（Ａ）は、複数の種類の綴じ歯を使用した場合における伸び率の変化割合を示すグラフである。図３０（Ａ）において縦軸は伸び率の変化割合であり、横軸は歯の噛み合い始めからの距離である。図３０（Ｂ）は、図３０（Ａ）で使用した綴じ歯の形状を示すと共に、これらの綴じ歯を使用して用紙束の綴じ処理を行った際の綴じ冊子の破れの検証結果を示している。綴じ歯Ａは、本実施の形態で説明した綴じ歯２５０Ａであり、非当接面部２６５，２７５および傾斜面部２６９，２７９を有する。綴じ歯Ｄは、従来における綴じ歯であり、非当接面部および傾斜面部を有していない構成となっている。綴じ歯Ｂ，Ｃは、非当接面を持ち、傾斜面部が曲面形状の構成となっている。なお、用紙束は、１０枚で構成されたものを用いた。

図３０（Ａ）および図３０（Ｂ）に示すように、綴じ歯Ａを用いた場合、非当接面部２６５，２７５および傾斜面部２６９，２７９を設けたことで、伸び変化率の割合が噛み合い始めから徐々に大きくなり、０．４未満の値をピーク値として徐々に小さくなっている。これにより、図３０（Ｂ）に示すように、綴じ歯Ａを用いた場合には、伸び率の変化割合がピーク値として、０．４を超えないため、用紙束の圧着時における急激な伸び変化を防止できるので、綴じ処理後の冊子において破れが発生しなかった。

綴じ歯Ｂを用いた場合、伸び率の変化割合が、綴じ歯Ｂの噛み合い始めから急激に上昇するが、伸び率の変化割合のピーク値が０．４を超えないため、綴じ処理後の冊子において、破れが生じなかった。

これに対し、綴じ歯Ｃを用いた場合、伸び率の変化割合が噛み合い始めから急激に上昇して０．４を超え、その後、急激にさがった。綴じ歯Ｄを用いた場合、伸び率の変化割合が綴じ歯Ａよりも大きい傾きで上昇して０．４を超え、その後、徐々に下降している。これらの場合、図３０（Ｂ）に示すように、用紙束の圧着時に第２の稜線部２６７や第３の稜線部２６７ｃ等での急激な伸び変化が生じてしまい、その結果、綴じ処理後の冊子において破れが発生した。

［画像形成システム３００のブロック構成例］
図３１は、画像形成システム３００の機能構成の一例を示すブロック図である。図３１に示すように、画像形成システム３００は、画像形成装置１００と、後処理装置２００とを備えている。

画像形成装置１００は、各構成部の動作を制御するための制御部１０２を備えている。制御部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）等を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムを読み出して実行することにより、画像形成処理に関する各種機能を実行する。

制御部１０２には、表示部１４０および入力部１５０のそれぞれ接続されている。表示部１４０および入力部１５０は、ユーザーにより入力される後処理条件等の情報を制御部２０２に供給したり、制御部２０２からの制御に基づいて所定の画像を画面上に表示したりする。

また、制御部１０２には、一例としてＬＡＮ(Local Area Network)等のネットワークを介して外部装置５００が接続されている。外部装置５００は、パーソナルコンピュータや情報携帯端末等から構成され、制御部１０２との間で印刷ジョブ等の画像形成処理に関する通信を行う。

後処理装置２００は、各構成部の動作を制御するための制御部２０２を備えている。制御部２０２は、画像形成装置１００の制御部１０２に接続され、制御部１０２との間で連動して圧着綴じを含む後処理に関する機能を実行する。制御部２０２は、制御部１０２と同様に、ＣＰＵやＲＯＭ等を有している。

制御部２０２には、綴じ装置２１０と、用紙搬送部２８４と、用紙積載部２８０と、ドア開閉検知部２９４と、電源部２９６とがそれぞれ接続されている。

綴じ装置２１０は、駆動モータ２１２と、ＨＰセンサ２１８と、タイミングセンサ２２０と、エンコーダ２２４とを有している。

駆動モータ２１２は、制御部２０２から供給される駆動信号に基づいて駆動し、偏芯カム２１６を回転させる。なお、駆動モータ２１２に供給される電流値に対して上限値を設定することで、過電流による駆動モータ２１２の損傷等を防止するようにしても良い。また、駆動モータ２１２の停止制御としては、ショートブレーキや、逆転ブレーキ、オーバーラン時の戻しを採用することができる。

ＨＰセンサ２１８は、偏芯カム２１６がホームポジションにあるかを示す検出片２１９の有無を検出して検出信号を制御部２０２に供給する。

タイミングセンサ２２０は、偏芯カム２１６の回転位置を示す検出片２２１の有無を検出して検出信号を制御部２０２に供給する。例えば、制御部２０２は、綴じ処理中に綴じ装置２１０の故障等の異常が発生した場合であって、タイミングセンサ２２０がオンの場合、偏芯カム２１６が半分の位置よりも進んでおり、荷重がピーク後であるので、偏芯カム２１６を正回転でホームポジションに戻すように駆動モータ２１２を制御する。一方、制御部２０２は、異常が発生した場合であってタイミングセンサ２２０がオフの場合、偏芯カム２１６が半分の位置より進んでおらず、荷重がピーク前であるので、偏芯カム２１６を逆回転でホームポジションに戻すように駆動モータ２１２を制御する。

エンコーダ２２４は、駆動モータ２１２のモータギア２１３（図１０参照）に取り付けられ、駆動モータ２１２の回転速度を検出して検出信号を制御部２０２に供給する。制御部２０２は、エンコーダ２２４により検出された駆動モータ２１２の回転速度に基づいて駆動モータ２１２の回転速度を制御することにより、例えば駆動モータ２１２の騒音を抑制する。

用紙搬送部２８４は、例えばＤＣモータやステッピングモータ等から構成され、制御部２０２から供給される駆動信号に基づいて駆動することにより、搬送経路Ｒ１の搬送ローラーや搬送経路Ｒ２の搬送ローラー２８２，２８３等を回転駆動する。

用紙積載部２８０は、ジョガー駆動部２８８と、エンドウォール駆動部２９３とを有している。ジョガー駆動部２８８は、例えばＤＣモータやステッピングモータ等から構成され、制御部２０２から供給される駆動信号に基づいて駆動することによりサイドジョガー２８６，２８７を用紙幅方向に移動させる。

エンドウォール駆動部２９３は、例えばＤＣモータやステッピングモータ等から構成され、制御部２０２から供給される駆動信号に基づいて駆動することによりエンドウォール２９２を用紙搬送方向に設けられた綴じ位置に移動させる。

ドア開閉検知部２９４は、後処理装置２００の手前側に設けられた開閉ドアの開閉動作を検知して検知信号を制御部２０２に供給する。電源部２９６は、例えば１００Ｖの交流電源であって、後処理装置２００に電力を供給する。制御部２０２は、ドア開閉検知部２９４からの検出信号を取得すると、電源部２９６を制御して後処理装置２００への電力の供給を停止させる。これにより、後処理装置２００が異常停止した場合等において、電源をオフできる。

［後処理装置２００の動作例］
図３２は、綴じ指令を含む綴じ動作の一例を示すフローチャートである。制御部２０２のＣＰＵは、ＲＯＭ等のメモリからブログラムを読み出すことにより図３２に示す処理を実行する。

ステップＳ１００において、制御部２０２は、綴じ指令を含む印刷ジョブが例えば制御部１０２から送信されたか否かを判断する。制御部２０２は、綴じ指令を含む印刷ジョブが送信されたと判断した場合にはステップＳ１１０に進み、綴じ指令を含む印刷ジョブが送信されていないと判断した場合には綴じ指令があるまで待機する。

ステップＳ１１０において、制御部２０２は、画像が形成された用紙束が綴じ位置にセットされると、駆動モータ２１２を回転駆動させる。これにより、偏芯カム２１６が一回転することで、歯２５０が離間状態から噛み合い状態となり、用紙束が圧着されて綴じられ、冊子が作成される。

ステップＳ１２０において、制御部２０２は、駆動モータ２１２の回転駆動に伴い、異常判断用のタイマーをセットし、カウントを開始する。

ステップＳ１３０において、制御部２０２は、ＨＰセンサ２１８がオンになったか否かを判断する。つまり、偏芯カム２１６が一回転して再びホームポジションに戻ってきたか否かを判断する。制御部２０２は、ＨＰセンサ２１８がオンになった場合、綴じ歯２５０Ａによる用紙束の圧着処理が完了したと判断してステップＳ１４０に進み、駆動モータ２１２の回転を停止させる。

一方、ステップＳ１３０において、制御部２０２は、ＨＰセンサ２１８がオンになっていないと判断した場合、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０において、制御部２０２は、セットしたタイマーがタイムアウトになったか否かを判断する。制御部２０２は、タイマーがタイムアウトしていない場合、歯２５０による綴じ処理がまだ終了していないと判断し、ステップＳ１３０に戻り、駆動モータ２１２の駆動を継続する。

一方、制御部２０２は、タイマーがタイムアウトしたと判断した場合、駆動モータ２１２等の故障による異常が発生したと判断してステップＳ１６０に進み、駆動モータ２１２の回転駆動を停止させる。

ステップＳ１６０において、制御部２０２は、表示部１４０の画面上や外部装置５００の画面上に綴じ処理が正常に終了していない旨のエラー表示を行う。本実施の形態では、このような処理を繰り返し実行する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、綴じ歯２５０Ａ等において、当接面部２６４と第１の稜線部２６７ａとの間に非当接面部２６５を設けたり、頂面部２６８と第２の稜線部２６７ｂとの間に傾斜面部２６９を設けているので、圧着時における用紙Ｐの局所的な伸びを緩和することができる。つまり、側面部２６３および傾斜面部２６９と第１の稜線部２６７ａ，第２の稜線部２６７ｂとの境界部を緩やかに変化させることができる。これにより、用紙Ｐの破れを確実に防止することができる。また、圧着時の押圧荷重を大きくした場合であっても用紙Ｐの破れを防止できるため、押圧荷重を大きくすることで綴じ枚数を増やすことができる。例えば、圧着綴じで５〜１０枚程度の用紙束の綴じ処理も良好に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、圧着綴じした冊子の剥がれ始めの起点と、冊子の圧着部の起点との距離を近づけるので、冊子束の綴じ部における保持力を向上させることができる。

なお、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に記載の範囲には限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。

上述した実施の形態では、綴じ歯２５０Ａ等において、全ての歯部２６２の両方の側面部２６３に非当接面部２６５を設けた例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、歯部２６２の一方側の側面部２６３にのみ非当接面部２６５を設けるようにしても良いし、複数の歯部２６２のうち特定の歯部２６２にのみ非当接面部２６５を設けるようにしても良い。また、下歯２６０および上歯２７０のうち一方の歯のみに非当接面部２６５を設けるようにしても良い。また、傾斜面部２６９についても同様である。

また、上述した実施の形態では、綴じ装置２１０を後処理装置２００内に搭載した例について説明したが、これに限定されることはなく、画像形成装置１００内に搭載するようにしても良い。この場合、定着部１２０よりも用紙搬送方向Ｄの下流側に綴じ装置２１０を設置する。

また、上述した実施の形態では、綴じ装置２１０により用紙束の角を圧着綴じする場合について説明したが、これに限定されることはなく、中折りされた冊子の折り部分の近傍を圧着綴じして冊子を作成するようにしても良い。この場合、圧着綴じの凹凸の配列方向を折り目に沿うようにすることが好ましい。

また、上述した実施の形態では、綴じ歯２５０Ａ等の歯部２６２を直線状に配列した場合について説明したが、これに限定されることはない。例えば、下歯２６０および上歯２７０を、直線状ではなく湾曲状や環状に配列しても良いし、複数段の列で配列しても良いし、格子状に配列するようにしても良い。

１００ 画像形成装置
２００ 後処理装置（用紙搬送装置）
２１２ 駆動モータ（駆動部）
２３０ 綴じ具
２３２ 押圧レバー
２３４ 上アーム（駆動部）
２３６ 下アーム（駆動部）
２４２ アーム支点部（軸部）
２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ，２５０Ｅ，２５０Ｆ 綴じ歯
２６０ 下歯（第１の歯）
２６２ 歯部
２６３ 側面部
２６４ 当接面部
２６５ 非当接面部
２６７ａ 第１の稜線部
２６７ｂ 第２の稜線部
２６７ｃ 第３の稜線部
２６８ 端面部（前面部）
２６９ 傾斜面部
２７０ 上歯（第２の歯）
２８０ 用紙積載部（集積部）
２８４ 用紙搬送部（搬送部）
３００ 画像形成システム

Claims (11)

1. 互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、
   前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有し、
   前記一方の歯部の凸部は、凸方向の一端側に形成される頂面を有し、
   前記頂面は、頂部に向かって傾斜する傾斜面を有する
   ことを特徴とする歯部。
2. 前記一方の歯部の凸部は、前記対向面の一端側から屈曲し、凸方向に沿う面として構成される端面を有し、
   前記非当接面は、前記当接面と前記端面との間に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯部。
3. 前記一対の歯部の複数の凸部は、それぞれ所定方向に列なるように配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯部。
4. 前記一方の歯部の凸部の非当接面は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、前記他方の歯部の凸部の非当接面との距離が、前記端面側に向かうに従って大きくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の歯部。
5. 互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、
   前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有し、
   前記一対の歯部の複数の凸部は、それぞれ所定方向に列なるように配置され、
   前記所定方向に列なった複数の凸部のうち、両端部に配置された凸部の前記対向面の長手方向の長さは、前記複数の凸部のうち、中間部に配置された凸部の前記対向面の長手方向の長さよりも長く構成される
   ことを特徴とする歯部。
6. 互いに近接させたときに噛み合うように配置された複数の凸部を有する一対の歯部であって、
   前記一対の歯部のうちの少なくとも一方の歯部の凸部は、前記一対の歯部を噛み合わせたとき、他方の歯部の凸部と対向する対向面に、前記他方の歯部の凸部と当接する当接面と、前記他方の歯部の凸部と当接しない非当接面とを有し、
   前記一対の歯部の複数の凸部は、それぞれ所定方向に列なるように配置され、
   前記一対の歯部は、長手方向の長さが異なる前記対向面を有する複数の前記凸部を交互に配置してなる
   ことを特徴とする歯部。
7. 前記一対の歯部を噛み合わせて、前記一方の歯部の凸部の対向面の当接面と、前記他方の歯部の凸部の対向面の当接面との間の法線の長さが０．２３ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下のとき、前記一方の歯部の凸部の対向面の当接面と前記他方の歯部の凸部の対向面の当接面が平行に対向する対向長さが０ｍｍ以上である
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯部。
8. 対をなす第１の歯と第２の歯との噛み合わせにより用紙束を圧着して綴じる歯部であって、
   前記第１の歯は、頂面部と、前面部と、側面部と、前記頂面部と前記前面部との間に設けられた傾斜面部と、前記傾斜面部と前記側面部との間に設けられた第３の稜線部とを備え、
   前記第２の歯は、頂面部と、前面部と、側面部と、前記頂面部と前記前面部との間に設けられた傾斜面部と、前記傾斜面部と前記側面部との間に設けられた第３の稜線部とを備え、
   前記第１の歯と前記第２の歯とを一定の間隔をあけて噛み合わせた際における、
   前記第１の歯の前記傾斜面部の直線部の半分の長さをＡとし、前記第２の歯の前記傾斜面部の直線部の半分の長さをＢとし、前記第１の歯の前記第３の稜線部と第２の歯の前記第３の稜線部との共通接線部の長さをＣとし、前記第１の歯の前記第３の稜線部と前記傾斜面部の直線部との交点から共通接線部までの長さをＤとし、前記第２の歯の前記第３の稜線部と前記傾斜面部の直線部との交点から共通接線部までの長さをＥとし、前記第１の歯の前記傾斜面部の直線部の中心点と前記第２の歯の前記傾斜面部の直線部の中心点との間の長さをＦとし、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／Ｆを伸び率とすると共に、
   前記第１の歯と前記第２の歯とを一定の間隔をあけて噛み合わせた際における、前記第１の歯と前記第２の歯との長手方向で位置を異ならせた２箇所の前記伸び率をＸ，Ｙとし、前記伸び率Ｘの位置と伸び率Ｙの位置との間の距離をＺとし、（Ｙ−Ｘ）／Ｚを伸び率の変化割合としたとき、前記伸び率の変化割合が０．４以下である
   ことを特徴とする歯部。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の歯部と、前記一対の歯部を互いに接離させる方向に駆動可能な駆動部とを備えた
   ことを特徴とする綴じ具。
10. 用紙を搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された用紙を積載する積載部と、
    前記積載部により積載された用紙束を綴じる請求項９に記載の綴じ具とを備えた
    ことを特徴とする用紙処理装置。
11. 用紙に画像を形成する画像形成装置と、
    前記画像形成装置により画像が形成された用紙を搬送する搬送部と、
    当該搬送部により搬送された用紙を積載する積載部と、
    当該積載部に積載された用紙束を綴じる請求項９に記載の綴じ具とを備えた
    ことを特徴とする画像形成システム。

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