本发明涉及一种装订构件、装订装置和图像处理设备。
背景技术：
专利文献1公开了一对装订构件，该对装订构件均具有包括凸部和凹部的齿形形状并且通过在多个片材插设在装订构件之间的状态下向装订构件施加压力使得装订构件彼此接合而装订一叠多个片材。
现有技术
专利文献1：日本专利no.5533122
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
有时，在通过在一叠记录材料中形成凹凸而装订记录材料的装订过程中，需要使装订部分更不容易分离或者装订一叠更多记录材料。为此，需要提高通过装订过程装订的部分的装订力。
本发明的至少一个实施方式的目的是通过制造特定形状的具有凸部和凹部的组合的齿形部分并且在装订一叠记录材料的装订过程中利用所述齿形部分来提高一叠记录材料的装订力。
解决问题的手段
[1]本发明的至少一个实施方式为一种装订构件，该装订构件包括：上齿形部分，该上齿形部分具有用于在一叠记录材料中形成凹凸的齿形形状；以及下齿形部分，该下齿形部分具有用于在一叠记录材料中形成凹凸的齿形形状，并且与所述上齿形部分成为一对，其中在所述上齿形部分和所述下齿形部分这两个齿形部分中的至少一个齿形部分中，在一个齿形部分的所述凹部的侧表面的一部分中，形成了如下表面：该表面在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上比另一个齿形部分的、面对所述凹部的凸部的倾斜表面宽。
[2]在[1]的装订构件中，所述凹部的、在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上较宽的表面可以为平坦表面。
[3]在[1]的装订构件中，所述凹部的、在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上的较宽的表面可以为弯曲表面。
[4]在[1]的装订构件中，在彼此面对的所述一个齿形部分的凹部和所述另一个齿形部分的凸部中，所述凹部的侧表面的除了在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上较宽的表面之外的部分可以面对所述凸部的倾斜表面的一些部分。
[5]本发明的至少一个实施方式为一种装订装置，该装订装置包括：保持单元，该保持单元被构造成保持一叠记录材料；以及装订构件，该装订构件被构造成具有成为一对的上齿形部分和下齿形部分，并且执行在由所述保持单元保持的一叠记录材料中形成凹凸的装订过程，其中在所述装订构件中，在所述上齿形部分和所述下齿形部分这两个齿形部分中的至少一个齿形部分中，在一个齿形部分的凹部的侧表面的一些部分中，形成了如下表面：该表面在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上比另一个齿形部分的、面对所述凹部的凸部的倾斜表面宽。
[6]本发明的至少一个实施方式为一种图像处理设备，该图像处理设备包括：图像形成单元，该图像形成单元被构造成在记录材料上形成图像；和装订单元，该装订单元被构造成具有成为一对的上齿形部分和下齿形部分，并且执行在具有通过所述图像形成单元形成的图像的一叠记录材料中形成凹凸的装订过程，其中在所述装订单元中，在所述上齿形部分和所述下齿形部分这两个齿形部分中的至少一个齿形部分中，在一个齿形部分的凹部的侧表面的一些部分中，形成了如下表面：该表面在垂直于所述齿形部分的挤压方向的方向上比另一个齿形部分的面对所述凹部的凸部的倾斜表面宽。
发明效果
根据[1]中公开的装订构件，当由所述上齿形部分和所述下齿形部分向所述一叠记录材料施加压力时，记录材料的被挤压部分能够逃逸到由在垂直于挤压方向的方向上较宽的凹部的倾斜表面形成的凹陷部分内。因此，记录材料的被挤压部分变得更容易拉伸。因此，可以提高所述一叠记录片材的装订力。
根据[2]中公开的装订构件，当由所述上齿形部分和所述下齿形部分向所述一叠记录材料施加压力时，记录材料的被挤压部分能够逃逸到由在垂直于挤压方向的方向上较宽的凹部的倾斜表面(它们为平坦表面)形成的凹陷部分内。因此，记录材料的被挤压部分变得更容易拉伸。因此，可以提高所述一叠记录片材的装订力。
根据[3]中公开的装订构件，当由所述上齿形部分和所述下齿形部分向所述一叠记录材料施加压力时，记录材料的被挤压部分能够逃逸到由在垂直于挤压方向的方向上较宽的凹部的倾斜表面(它们为弯曲表面)形成的凹陷部分内。因此，记录材料的被挤压部分变得更容易拉伸。因此，可以提高所述一叠记录片材的装订力。
根据[4]中公开的装订构件，在向所述一叠记录材料施加压力的凸部和凹部的倾斜表面的一些部分中，可以通过在垂直于挤压方向的方向上较宽的倾斜表面形成凹陷区域。因此，可以使得记录材料的被挤压部分更容易拉伸。
根据[5]中公开的装订装置，当由所述上齿形部分和所述下齿形部分向所述一叠记录材料施加压力时，记录材料的被挤压部分能够逃逸到由在垂直于挤压方向的方向上较宽的凹部的倾斜表面形成的凹陷部分内。因此，记录材料的被挤压部分容易拉伸。因此，可以提高所述一叠记录片材的装订力。
根据[6]中公开的图像处理设备，当由所述上齿形部分和所述下齿形部分向所述一叠记录材料施加压力时，记录材料的被挤压部分能够逃逸到由在垂直于挤压方向的方向上较宽的凹部的倾斜表面形成的凹陷部分内。因此，记录材料的被挤压部分容易拉伸。因此，可以提高所述一叠记录片材的装订力。
附图说明
图1是示出了根据实施方式的记录材料处理系统的构造的视图。
图2是用于说明后处理设备的构造的视图。
图3是示出了从上方看时的装订装置的视图。
图4a是沿着图3的线iv-iv截取的剖视图，并且是示出了驱动部分打开的状态的视图；
图4b是沿着图3的线iv-iv截取的剖视图，并且是示出了驱动部分关闭的状态的视图。
图5是示出了在所述实施方式的装订单元中包括的第一驱动单元的驱动部分和第二驱动单元的驱动部分的放大立体图；
图6a是示出了沿着图5的线vi-vi截取的驱动部分的放大图，并且是示出了驱动部分打开的状态的视图。
图6b是示出了沿着图5的线vi-vi截取的驱动部分的剖视图的放大视图，并且是示出了其中驱动部分已经朝向彼此移动并且上齿形部分和下齿形部分已经彼此接合但是它们之间没有一叠片材的状态的视图。
图7是示出了位于图6a中所示的下齿形部分中的凹部的放大视图。
图8是示出了图6b中所示的上齿形部分和下齿形部分的放大视图。
图9a是用于比较使用具有带凹陷区域的凹部的齿形形状的装订过程与使用具有不带凹陷区域的凹部的齿形形状的装订过程的视图，并且是示出了其中在具有带凹陷区域的凹部的实施方式的上齿形部分和下齿形部分之间插设有成叠片材并且已经施加压力的状态的视图。
图9b是用于比较使用具有带凹陷区域的凹部的齿形形状的装订过程与使用具有不带凹陷区域的凹部的齿形形状的装订过程的视图，并且是示出了作为比较对象的其中在具有不带凹陷区域的凹部的上齿形部分和下齿形部分之间已经插设成叠片材并且已经施加压力的状态的视图。
图10a是示出了在所述实施方式的装订单元中包括的上齿形部分和下齿形部分的变型的视图，并且是示出了装订单元的驱动部分打开的状态的视图。
图10b是示出了在所述实施方式的装订单元中包括的上齿形部分和下齿形部分的变型的视图，并且是示出了其中装订单元的驱动部分已经朝向彼此移动并且上齿形部分和下齿形部分已经彼此接合但是它们之间没有插设成叠片材的状态的视图。
图11是示出了图10a和图10b所示的齿形部分的变型的凹陷区域的形状的一种形式的视图。
图12是示出了图10a和图10b所示的齿形部分的变型的凹陷区域的形状的另一种形式的视图。
图13是示出了图10a和图10b所示的齿形部分的变型的凹陷区域的形状的又一种形式的视图。
图14是示出了图10a和图10b所示的齿形部分的变型的凹陷区域的再一种形式的视图。
图15a是示出了在所述实施方式的装订单元中包括的上齿形部分和下齿形部分的另一个变型的视图，并且是示出了其中装订单元的驱动部分打开的状态的视图。
图15b是示出了在所述实施方式的装订单元中包括的上齿形部分和下齿形部分的另一个变型的视图，并且是示出了其中装订单元的驱动部分已经朝向彼此移动并且上齿形部分和下齿形部分已经彼此接合但是它们之间没有插设成叠片材的状态的视图。
图16是示出了齿形部分的示例的视图，其中凸部和凹部的侧表面为弯曲表面。
图17是示出了其中凹部的第一侧表面为弯曲表面的构造示例的视图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的实施方式。
<记录材料处理系统的构造>
图1是示出了根据本发明的记录材料处理系统500的构造的视图。
该记录材料处理系统500用作图像处理设备的示例，并且包括：图像形成设备1，该图像形成设备1被构造成通过图像形成单元以电子照相方式在诸如片材p之类的记录材料(片材)上形成图像；和后处理设备2，该后处理设备2被构造成对具有通过图像形成设备1形成的图像的多个片材p进行后处理。
图像形成设备1具有被构造成基于各个颜色的图像数据执行图像形成的四个图像形成单元100y、100m、100c和100k(下文也统称为图像形成单元100)。此外，图像形成设备1具有激光曝光单元101，该激光曝光单元101被构造成对图像形成单元100中包括的感光鼓107进行曝光，由此在感光鼓107的表面上形成静电潜像。
此外，图像形成设备1具有：中间转印带102，由图像形成单元100形成的各个颜色的色调剂图像被转印至该中间转印带102上，从而使这些色调剂图像重叠；和一次转印辊103，该一次转印辊103被构造成将由图像形成单元100形成的各个颜色的色调剂图像顺序地转印(一次转印)到中间转印带102上。另外，图像形成设备1具有：二次转印辊104，该二次转印辊104被构造成将中间转印带102上转印的各个颜色的色调剂图像同时转印(二次转印)到片材p上；定影单元105，该定影单元105被构造成将二次转印到片材p上的各个颜色的色调剂图像定影；和主体控制单元106，该主体控制单元106被构造成控制图像形成设备1的操作。
在图像形成单元100中，执行感光纸107的充电以及在感光纸107上形成静电潜像。此外，执行静电潜像的显影，由此在感光鼓107的表面上形成各个颜色的色调剂图像。
形成在感光鼓107的表面上的各个颜色的色调剂图像由一次转印辊103顺序地转印到中间转印带102上。然后，当中间转印带102移动时，将各个颜色的色调剂图像向二次转印辊104的位置传送。
图像形成设备1具有容纳具有不同尺寸和不同类型的片材p的片材容纳单元110a至100d。例如，片材p由拾取辊111从片材存储单元110a取出，并且由传送辊112传送至片材停止辊113。
然后，根据中间转印带102上的各个颜色的色调剂图像将要到达二次转印辊104的时刻，将片材p从片材停止辊113供送至其中二次转印辊104和中间转印带102彼此面对的面对部分(二次转印部分)。
然后，通过由二次转印辊104产生的转印电场的作用同时将中间转印带102上的各个颜色的色调剂图像转印(二次转印)到片材p上。
之后，将转印有各个颜色的色调剂图像的片材p从中间转印带102剥离并传送至定影单元105。在定影单元105中，通过使用热和压力的定影过程将各个颜色的色调及图像定影在片材p上，由此在片材p上形成图像。
通过传送辊114从图像形成设备1的片材排出部分t将形成有图像的片材p排出，并且将其供应至与图像形成设备1连接的后处理设备2。
后处理设备2布置在图像形成设备1的片材排出部分t的下游侧，并且在形成有图像的片材p上进行诸如穿孔或装订之类的后处理。
<后处理设备的构造>
图2是用于说明后处理设备2的构造的视图。
如图2所示，后处理设备2包括连接至图像形成设备1的片材排出部分t的输送单元21和被构造成在从输送单元21接收的片材p上执行预定处理的修整单元22。
此外，后处理设备2包括被构造成控制后处理设备2的机构部分的片材处理控制单元23。片材处理控制单元23经由信号线(未示出)连接至主体控制单元106(参见图1)并且向主体控制单元发送控制信号和从主体控制单元接收控制信号等等。
此外，后处理设备2包括堆叠单元80，经由后处理设备2的处理的片材p(片材叠b)装载在该堆叠单元80上。
如图2所示，后处理设备2的输送单元21具有被构造成形成孔(穿孔)如形成两个孔或四个孔的穿孔单元30。
另外，输送单元21具有被构造成将在图像形成设备1中形成图像的片材p向修整单元22传送的多个传送辊211。
修整单元22具有装订装置600，该装订装置600被构造成在作为一叠记录材料的示例的片材叠b上执行装订过程。本实施方式的装订装置600用作装订单元的示例，并且在不使用订书钉的情况下在片材叠b上执行装订过程。
装订装置600包括片材收集单元60，该片材收集单元60被构造成从下方支撑片材p，直到收集了所需一样多的片材p而形成片材叠b为止。此外，装订装置600包括被构造成在片材叠b上执行装订过程的装订单元50。此外，片材收集单元60用作用于保持片材叠b(该叠片材为一叠记录材料)的保持单元的示例。
在本实施方式中，通过使装订单元50中包括的前进构件(下面将描述)从片材叠b的两侧压靠片材叠b从而压接构成片材叠b的片材p(构成片材p的纤维缠结在一起)来在片材叠b上执行装订过程。
此外，装订装置600包括排出辊61和可移动辊62。排出辊61在图2中顺时针旋转，以将片材收集单元60上的片材叠b送到堆叠单元80。
可移动辊62被安装成可围绕旋转轴62a移动，并且当在片材收集单元60上收集片材p时从排出辊61退回。此外，在片材收集单元60上形成片材叠b之后，将可移动辊压靠在该片材叠b以将该叠片材发送至堆叠单元80。
将描述在后处理设备2中进行的处理。
在本实施方式中，主体控制单元106向片材处理控制单元23输出指令信号以对片材p执行处理。如果片材处理控制单元23接收到该指令信号，则该后处理设备2对片材p执行处理。
在后处理设备2中执行的过程当中，首先，将经受图像形成设备1的图像形成的片材p供应至后处理设备2的输送单元21。输送单元21根据来自片材处理控制单元23的指令信号由穿孔单元30执行穿孔，然后通过传送辊211将片材p向修整单元22传送。
然而，在没有来自片材处理控制单元23的穿孔指令的情况下，输送单元将片材p传送至修整单元22，而不用通过穿孔单元30执行穿孔过程。
输送至修整单元22的片材p被传送至包括在装订装置600中的片材收集单元60。随后，片材p由于片材收集单元60的倾斜角度而在片材收集单元60上滑动，由此碰撞设置在片材收集单元60末端的片材限制单元64。
结果，片材p停止移动。在本实施方式中，由于片材p碰撞片材限制单元64，使片材p的后端在片材收集单元60上平整，由此形成片材叠b。此外，在本实施方式中，该装订装置包括用于使片材p朝向片材限制单元64移动的旋转桨叶63。
<装订装置的构造>
图3是示出了从上方看的装订装置600的视图。
片材收集单元60具有安装在宽度方向上的两端处的第一可移动构件81。
第一可移动构件81被压靠在构成片材叠b的片材p的侧面上，由此使构成片材叠b的片材p的端部平整。此外，第一可移动构件81在片材叠b的宽度方向上移动，由此使片材叠b在片材叠b的宽度方向上移动。
具体地说，在本实施方式中，当在片材收集单元60上收集片材p时，第一可移动构件81压靠在片材p的侧面，由此使片材p的侧面平整。
此外，如下面将描述的，在片材叠b的装订位置发生改变的情况下，通过第一可移动构件81挤压片材b，并且使片材叠b在片材叠b的宽度方向上移动。
另外，本实施方式的装订装置600包括第二可移动构件82。
第二可移动构件82在图3的上下方向上移动以使片材叠b在垂直于片材叠b的宽度方向的方向上移动。
另外，在本实施方式中，装订装置具有被构造成使第一可移动构件81和第二可移动构件82移动的运动马达m1。
如图3中的箭头4a所示，装订装置50被安装成可在片材p的宽度方向上移动。另外，装订单元50例如在位于片材叠b的宽度方向上的不同部分中的两个点(位置a和位置b)上执行装订过程(两点装订过程)。
此外，装订单元50移动到图3的位置c，并且在片材叠b的角部上执行装订过程。
在位置a和位置b之间，装订单元50笔直移动；而在位置a和位置c之间，装订单元50在旋转例如45°的同时移动。
片材限制单元64形成为具有角部的c形。在具有带角部的c形的片材限制单元64内部，限制部分(未在图中示出)被设置成从底板60a向上延伸，并且这些限制部分与所传送的片材p的前端接触，由此限制片材p的运动。此外，片材限制单元64具有布置成面对底板60a的面对部分60c。面对部分60c与片材叠b的最上面片材p接触，由此限制片材p在片材叠b的厚度方向上的运动。
在本实施方式中，在没有片材限制单元64和第二可动构件82的部分处，执行装订单元50的装订过程。
具体而言，如图3中所示，在位于图3的左侧的片材限制单元64与第二可动构件82之间以及在位于图3的右侧的片材限制单元64与第二可动构件82之间，执行装订单元50的装订过程。另外，在本实施方式中，在邻近位于图3的右侧的片材限制单元64的部分(片材叠b的角部)处，执行装订过程。
此外，如图3所示，底板60a具有三个凹口60d。结果，防止了片材收集单元60和装订单元50之间的干涉。
此外，在本实施方式中，当装订单元50移动时，第二可动构件82移动至由图3中的附图标记4b所示的位置。结果，防止了装订单元50和第二可动构件82之间的干涉。
图4a和图4b是沿着图3的线iv-iv截取的剖视图。
如图4a所示，装订单元50包括在图4a的左右方向上延伸的第一驱动单元51、同样在图4a的左右方向上延伸的第二驱动单元52、布置第一驱动单元51和第二驱动单元52之间的椭圆体凸轮53以及被构造成驱动凸轮53的凸轮马达m2。
第一驱动单元51具有驱动部分511。驱动部分511具有板状形状，并且具有与片材叠b重叠的一个端部和位于该一个端部相反侧的另一个端部。
在本实施方式中，驱动部分511的所述一个端部具有附装在其上的上齿形部分540。上齿形部分540从片材叠b的一个表面侧朝向片材叠b前进，由此按压片材叠b。此外，驱动部分511具有朝向第二驱动单元52突出的凸部511b，并且凸部511b具有通孔511a。
如图4a所示，第二驱动单元52具有驱动部分521。驱动部分521具有板状形状，并且具有重叠片材叠b的一个端部和位于该一个端部相反侧的另一个端部。在本实施方式中，驱动部分521的一个端部具有附装在其上的下齿形部分550。下齿形部分550朝向片材叠b的另一个表面前进，由此按压片材叠b。
此外，驱动部分521具有朝向第一驱动单元51突出的凸部521b，并且凸部521b具有通孔(这些通孔位于第一驱动单元51的通孔511a的后表面上并且没有在附图中示出)。
此外，在本实施方式中，形成在第一驱动单元51中的通孔511a和形成在第二驱动单元52中的通孔(未在图中示出)具有插入其中的销pn。在本实施方式中，驱动部分511和驱动部分521在销pn上摆动。
另外，在本实施方式中，上齿形部分540和下齿形部分550比销pn更接近片材叠b，并且凸轮53位于销pn的与片材叠b相反的一侧。
在本实施方式中，如果凸轮53由凸轮马达m2旋转，如图4b所示，上齿形部分540和下齿形部分550朝向彼此移动，并且上齿形部分540和下齿形部分550夹住片材叠b并且挤压片材叠b。结果，构成片材叠b的片材的纤维被缠结，由此将相邻片材p结合而将片材叠b装订在一起。在本实施方式中，具有上齿形部分540和下齿形部分550的结构用作装订构件的示例。也可以将图4a和图4b中所示的装订单元50看做装订构件的示例。此外，装订单元50的具体构造，特别是用于使上齿形部分540和下齿形部分550朝向彼此移动由此夹住片材叠b的机构不限于参照图4a和图4b描述的构造。可以使用能够通过上齿形部分540和下齿形部分550夹住并挤压片材叠b的各种构造。
<装订单元的齿形部分的构造>
图5是示出了在本实施方式的装订单元50中包括的第一驱动单元51的驱动部分511和第二驱动单元52的驱动部分521的一部分的放大立体图。
驱动部分511具有上齿形部分540，并且驱动部分521具有下齿形部分550。上齿形部分540位于驱动部分511面对第二驱动单元52的一侧，从而对应于下齿形部分550。下齿形部分550位于驱动部分521面对第一驱动单元51的一侧从而对应于上齿形部分540。
如图5所示，上齿形部分540具有交错布置的脊状凸部541和凹槽状凹部542，并且总体上具有以凸部541的和凹部542的长度作为其宽度的带状；下齿形部分550具有交错布置的脊状凸部551和凹槽状凹部552，并且总体上具有以凸部551和凹部552的长度为其宽度的带状。此外，上齿形部分540的凸部541、下齿形部分550的凹部552、上齿形部分540的凹部542和下齿形部分550的凸部551被布置成使得如果驱动部分511和驱动部分521朝向彼此靠近，则上齿形部分540的凸部541和下齿形部分550的凹部552接合，并且上齿形部分540的凹部542和下齿形部分550的凸部551接合。
<装订装置的齿形部分的形状>
图6a和图6b示出了沿着图5的线vi-vi截取的驱动部分511和521的剖视图。
将参照图6a和图6b描述了装订装置600的装订单元50的齿形部分(上齿形部分540和下齿形部分550)的形状。图6a是示出了驱动部分511和521打开的状态的视图，而图6b是示出了驱动部分511和521已经朝向彼此移动并且上齿形部分540和下齿形部分550已经彼此接合但是其中没有插设片材叠b的状态的视图。
将参照图6a描述上齿形部分540的凸部541的形状。在图6a所示的示例中，凸部55a具有带圆形角部的梯形横截面。换言之，每个凸部541由平坦顶表面541a、侧表面541b(为倾斜表面)和连接顶表面541a和侧表面541b的凸表面541c形成。另外，在图6a所示的剖视图中，每个凸部541相对于将顶表面541a二等分的直线α(即，穿过对应凸部541的中心的假想线α)具有线对称形状。此外，在图6a所示的示例中，侧表面541b为平坦表面。此外，下齿形部分550的凸部551类似地形成。换言之，每个凸部551由顶表面551a、侧表面551b和凸表面551c形成。
将参照图6a描述下齿形部分550的凹部552的形状。在图6a所示的示例中，每个凹部552由平坦底表面552a、第一侧表面552b和第二侧表面552c(为侧壁)以及连接底表面552a和第一侧表面552b的凹表面552d以及连接第一侧表面552b和第二侧表面552c的凸表面552e形成。另外，在图6a中所示的剖视图中，每个凹部552相对于将底表面552a二等分的直线α具有线对称形状。此外，在图6a所示的示例中，第二侧表面552c为与凸部541的侧表面541b以相同角度倾斜的平坦表面。此外，第一侧表面552b为比第二侧表面552c更陡峭的平坦表面(第一侧表面和底表面552a之间的角度大于第二侧表面552c和底表面552a之间的角度)。此外，上齿形部分540的凹部542类似地形成。换言之，每个凹部542由底表面542a、第一侧表面542b、第二侧表面542c、凹表面542d和凸表面542e形成。
另外，在图6a所示的上齿形部分540和下齿形部分550中，构成凸部541和凹部542的表面的一些部分由彼此相邻的凸部541和凹部542共享，并且构成凸部551和凹部552的表面的一些部分由彼此相邻的凸部551和凹部552共享。详细地说，在上齿形部分540中，在彼此相邻的凸部541和凹部542中，作为凸部541的倾斜表面的侧表面541b用作与凸部541相邻的凹部542的第二侧表面542c。类似地，在下齿形部分550中，在彼此相邻的凸部551和凹部552中，作为侧表面的凸部551的侧表面551b用作与凸部551相邻的凹部552的第二侧表面552c。
将参照图6b进一步描述上齿形部分540的凸部541和凹部54与下齿形部分550的凹部552和凸部551之间的关系。如图6b所示，当上齿形部分540和下齿形部分550在它们之间没有插设片材叠b的情况下朝向彼此移动时，上齿形部分540的凸部541装配在下齿形部分550的凹部552中，并且下齿形部分550的凸部551装配到上齿形部分540的凹部542中。另外，以相同角度倾斜的凸部541的侧表面541b和凹部552的第二侧表面552c彼此进行接触，并且以相同角度倾斜的凸部551的侧表面551b和凹部542的第二侧表面542c彼此进行接触，由此使上齿形部分540和下齿形部分550接合。
此外，凹部542和552具有第一侧表面542b和552b和凸表面542e和552e。因此，如图6b所示，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，在凸部551和541的顶表面551a和541a之间形成间隙。
图7是示出了图6a中所示的下齿形部分550的凹部552的放大图。图8是示出了图6b中所示的上齿形部分540和下齿形部分550的放大图。
参照图7和图8，将更详细系描述图6b所示的凸部541和551和凹部552和542之间的间隙。如图7所示，下齿形部分550的每个凹部552具有第一侧表面552b和凸表面552e。因此，在底表面552a的两侧部分处，每个凹部552具有从假想线β(这些假想线为第二侧表面552c的延伸)凹入的凹陷区域s。换言之，凹陷区域s为比能够沿着假想线β形成的假想区域更宽的区域。另外，如上所述，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，上齿形部分540的凹部542的侧表面541和下齿形部分550的凹部552的第二侧表面552c彼此间进行接触。此时，由于凹部552具有如图8所示的凹陷区域s，因此由凹部552的第一侧表面552b和底表面552a以及凸部541的侧表面541b形成间隙。
尽管在图7中仅示出了下齿形部分550的凹部552，但是对于上齿形部分540的凹部542同样如此。换言之，每个底表面542a在两侧部分处具有从假想线(这些假想线为第二侧表面542c的延伸)凹入的凹陷区域。此外，在图8中示出了上齿形部分540的凸部541和下齿形部分550的凹部552的组合，但是对于下齿形部分550的凸部551和上齿形部分540的凹部542的组合同样如此。换言之，由凹部542的第一侧表面542b和底表面542a和凸部551的侧表面551b形成间隙。
将进一步描述当上齿形部分540和下齿形部分550接合时形成的间隙。如上所述，这些间隙由凸部541和551的侧表面541b和551b以及形成在凹部552和542中的凹陷区域s形成。另外，由于凹部552和542具有凸表面552e和542e，并且凹部552和542的侧表面由作为第一倾斜表面的第一侧表面552b和542b以及作为第二倾斜表面的第二侧表面552c和542c构成，因此形成了凹部552的凹陷区域s。这里，作为第一弯曲表面的凹表面552d和542d为凹表面，而作为第二弯曲表面的凸表面552e和542e为凸表面。换言之，凹表面552d和542d的曲率中心和凸表面552e和542e的曲率中心相对于凹部552和542的表面存在于相反侧。因此，根据本实施方式，由于凹部552和542的侧表面(第一侧表面552b和542b和第二侧表面552c和542c)具有凸表面552e和542e且所述凸表面552e和542e的曲率中心位于凹表面552d和542d(凹表面552d和542d为用于形成凹部552和542的凹槽形状的凹表面)的曲率中心的相反侧，因此形成了凹陷区域s。因此，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，形成这些间隙。
由于凹陷区域s以上述方式形成，因此当上齿形部分540和下齿形部分550接合时形成这些间隙。在这些间隙中，凹部552和542的底表面552a和542a与凸部541和551的侧表面541b和551b满足如下关系。换言之，如图8所示，假定在侧表面541b和551b与将顶表面541a和551a二等分的直线α之间、在垂直于直线α的方向上的距离为距离l1的情况下指定凸部541和551的侧表面541b和551b的位置时，上述指定位置与凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离为距离h1。此外，假定在直线α和侧表面541b和551b之间的距离为距离l2的情况下指定侧表面541b和551b上的位置时，上述指定位置与凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离为距离h2。在这种情况下，总是存在满足l1小于l2并且h1小于h2的l1和l2的组合。然而，l1和l2的所有组合(包括满足l1小于l2的组合)不一定满足h1小于h2。
此外，关于在上齿形部分540和下齿形部分550接合时形成的间隙，当参照图8从另一个角度看时，可以认识到，凹部552和542具有宽凹槽，并且当上齿形部分540和下齿形部分550接合时由于这些凹槽而形成间隙。换言之，可以认识到，凹部552和542的侧表面(第一侧表面552b和542b和第二侧表面552c和542c)的一些部分使第一侧表面552b和542b作为倾斜表面在垂直于上齿形部分540和下齿形部分550的运动方向(向片材叠b的挤压方向)的方向上比凸部541和551的侧表面541b和551b宽。
现在，将通过与没有凹陷区域s的齿形部分比较来描述图6a和图6b以及图7中所示的本实施方式的上齿形部分540和下齿形部分550的作用。
图9a和9b是用于比较使用具有凹部(具有凹陷区域s)的齿形部分的装订过程和使用具有凹部(没有凹陷区域s)的齿形部分的装订过程的视图。图9a是示出了在具有带凹陷区域s的凹部的实施方式的上齿形部分540和下齿形部分550之间插设有片材叠b的情况下已经施加压力的状态的视图，而图9b是示出了作为比较对象的其中在具有不带凹陷区域s的凹部的上齿形部分560和下齿形部分570之间已经插设有片材叠b的情况下已经施加压力的状态的视图。
当在片材叠b插设在上齿形部分和下齿形部分之间的情况下上齿形部分540和下齿形部分550朝向彼此移动并由此向片材叠b逐渐施加压力时，如图9a所示，片材叠b被上齿形部分540和下齿形部分550的凸部541和551挤压，由此根据凸部541和551的形状而变形。随后，当向片材叠b施加更大压力时，片材叠b的片材p拉伸并且片材p的一些纤维断裂。随后，当向片材叠b施加更大压力时，在重叠的片材p之间，片材p的断裂纤维发生缠结，由此将片材p装订在一起。即使在图9b的情况下，类似地，当上齿形部分560和下齿形部分570朝向彼此移动并由此向片材叠b施加压力时，片材叠b根据凸部561和571的形状而变形，从而片材p拉伸，并且片材p的一些纤维断裂。之后，在重叠的片材p之间，片材p的断裂纤维缠结在一起，由此将片材p装订在一起。
在图9a中，被施加压力的片材叠b的一些部分为范围r1，其中上齿形部分540和下齿形部分550的凸部541和551的侧表面541b与凹部552和542的第二侧表面552c重叠。此外，被施加压力的片材叠b的其他部分为范围r2，其中凸部541和551的顶表面541a和551a与凹部552和542的底表面552a和542a重叠。类似地，如图9b所示，被施加压力的片材叠b的一些部分为范围r3，其中上齿形部分560和下齿形部分570的凸部561和5711的侧表面561b和571b与凹部572和562的表面572c和562c重叠。此外，被施加压力的片材叠b的其它部分为范围r4，其中凸部561和571的顶表面561a和571a与凹部572和562的底表面572a和562a重叠。
如果比较图9a和图9b，在图9a中，由于凹部542和552具有凹陷区域s，因此范围r的面积小于图9b(其中，凹部562和572没有凹陷区域s)的情况下的范围r3的面积。在使上齿形部分540和下齿形部分550朝向彼此移动的装订单元50的驱动力等于使上齿形部分560和下齿形部分570朝向彼此移动的驱动力时，在图9a的构造(其中被施加压力的片材叠b的一些部分的面积较小)中，向片材叠b施加更大压力。
此外，在图9a中，由于凹部542和552具有凹陷区域s，因此当片材p在压力作用下拉伸时，片材弯曲并且能够逃逸到由凹陷区域s形成的间隙内。与此相反，在图9b中，由于凹部562和572没有凹陷区域s，因此当片材p在压力作用下拉伸时，片材弯曲但不能逃逸出。因此，即使在使上齿形部分540和下齿形部分550朝向彼此移动的装订单元50的驱动力等于使上齿形部分560和下齿形部分570朝向彼此移动的驱动力，在图9a的其中凹部542和552具有凹陷区域s的构造中，与图9b的没有凹陷区域s的构造相比，片材p更容易拉伸，并且片材p的纤维更容易断裂和缠结。因此，与位于图9a的构造的范围r3内的片材叠的部分(被施加压力)相比，以更强烈的装订力装订位于图9a的构造的范围r1中的片材叠b的部分(被施加相同压力)。
在本实施方式中，在凹部542和552中，第一侧表面542和552b与底表面542a和552a之间的角度大于第二侧表面542c和552c与底表面542a和552a之间的角度；然而，第一侧表面552b和底表面552a之间的角度可以设置为小于90°。在该构造中，在通过上齿形部分540和下齿形部分550向片材叠b施加压力之后，当片材叠b被从装订单元拿下时，用于将片材叠b位于凹入区域s中的部分从凹陷区域取出的力减小。因此，抑制了片材叠b被装订部分的松开。
此外，在以上描述的上齿形部分540和下齿形部分550的凸部541和551和凹部542和552中，平坦表面由弯曲表面(凸部541和551的凸表面541c和551c以及凹部542和552的凹表面542d和552d以及凸表面542e和552e)连接。由于凸部541和551和凹部542和552具有连接其他表面的弯曲表面而没有边缘，因此当向片材叠b施加压力时，抑制了片材叠b的片材p被凸部541和551以及凹部542和552的边缘切割。
此外，在上述构造中，上齿形部分540和下齿形部分550的所有凹部542和552具有凹陷区域s；然而，可以仅仅是上齿形部分540和下齿形部分550中的一个的凹部(凹部542或凹部552)具有凹陷区域s。即使在这种情况下，当具有凹陷区域s的凹部与面对所述凹部的凸部接合时，在这些凹中部也形成间隙。因此，片材叠b的一些部分能够逃逸到这些间隙中，因此提高片材叠b的装订力。
<装订装置的齿形部分的变型>
在本实施方式中，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，形成间隙。因此，向介于上齿形部分540和下齿形部分550之间的片材叠b施加压力时，片材叠的一些部分能够逃逸到这些间隙内，从而片材叠的片材p容易拉伸。因此，片材叠的装订力提高。因此，装订单元50的上齿形部分540和下齿形部分550仅需要具有当它们接合时如上所述那样形成间隙的形状，并且它们的具体形状不限于参照图6a至图9b描述的形状。下面将描述上齿形部分540和下齿形部分550的变型。
图10a和10b是示出了本实施方式的装订单元50中包括的上齿形部分540和下齿形部分550的变型的视图。图10a是示出了装订单元50的驱动部分511和521打开的状态的视图，而图10b示出了驱动部分511和521已经朝向彼此移动并且上齿形部分540和下齿形部分550已经彼此接合(其间没有片材叠b)的状态的视图。
在参照图6a至图9b描述的上齿形部分540和下齿形部分550中，凸部541和551具有梯形横截面形状。与此相反，在图10a所示的上齿形部分540和下齿形部分550中，凸部543和553由包括凸部543和553的顶点的凸表面543a和553a以及作为倾斜表面的侧表面543b和553b形成。换言之，可以认为凸部543和553是通过将图6a中所示的凸部541和551的平坦顶表面541a和551a的宽度设置为零并且将每个顶表面541a和551a的两侧的凸表面541c或551c连接而形成的形状，从而形成凸表面543a和553a。
图10a中所示的凹部542和552与凹部542和552相同并且相同的附图标记表示。换言之，凹部542和552由底表面542a和552a、第一侧表面542b和552b、第二侧表面542c和552c、凹表面542d和552d以及凸表面542e和552e形成。因此，凹陷区域s由凸表面542e和552e以及第一侧表面542b和552b形成。另外，如图10b所示，由于凹陷区域s，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，在凸部543和553的凸表面543a和553a附近形成间隙。
此外，尽管没有在附图中具体示出，但是从图10b可以明显看出，对于上述间隙，凸部543和553的凸表面543a和553a以及凹部552和542的底表面552a和542a满足以上参照图8描述的l1和h1的关系以及l2和h2之间的关系。换言之，假定在凸表面543a和553a与将凸表面543a和553a二等分的直线α之间在垂直于直线α的方向上的距离为距离l1的情况下指定位于凸表面543a和553a上的位置，上述指定位置与凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离为距离h1。此外，假定在直线α和凸表面543a和553a之间的距离为距离l2的情况下指定凸表面543a和553a上的位置，则该指定位置与凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离为距离h2。在这种情况下，总是存在满足l1小于l2并且h1小于h2的l1和l2的组合。举例来说，在图10a和10b所示的示例中，需要注意下齿形部分的凸部553和面对它们的上齿形部分的凹部542。因而，需要考虑位于齿形部分的每个凸部的中心处的顶点以及每对凸部和凹部之间、在垂直于齿形部分的挤压方向并且穿过远离对应凸部的中心的位置的方向上的距离。在这种情况下，在每个顶点位置，l1为0。此外，由于凸部的顶点为凸部的最高点，顶点位置处的h1为凸部与位于凹陷区域s中的凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离的最短距离。因此，满足l1小于l2并且h1小于h2的关系。
即使根据上述齿形形状，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，在凸部543和553的凸表面543a和553a的附近形成间隙。因此，当片材叠b的片材p在压力作用下拉伸时，片材的一些部分弯曲并且能够逃逸到由凹陷区域s形成的间隙内。因此，与片材叠b由不能通过凹陷区域s形成间隙的齿形部分挤压的情况相比，能够以更强的装订力装订片材叠。
现在，将更详细描述根据当前变型的凹陷区域s的形状。在当前变型中，根据凸表面542e和552e将要形成凹陷区域s的位置，相对于凹陷区域s的形状，可以考虑多种形式。作为凸表面542e和552e的位置，可以根据与形成凸部543和553的凸表面543a和553a的位置即凸部543和553从假想线β(该假想线β为第二侧表面542c和552c的延伸)分离的位置而采取不同位置。下面将描述各个形式。
图11是示出了根据图10a和10b中所示的齿形部分的变型的凹陷区域s的形状的形式的视图。
在图11所示的示例中，在凹部552上与其中凸部543从假想线β(它们是第二从表面552c的延伸)分离的位置sp对应的位置处，形成凸表面552e。换言之，位置sp和凸表面552e的位置彼此重合。在图11的示例中，已经描述了形成在彼此面对的下齿形部分的凹部552和上齿形部分的凸部543之间的凹陷区域s的形状；然而对于形成在彼此面对的上齿形部分的凹部542和下齿形部分的凸部553之间的凹陷区域s的形状同样如此。
图12是示出了根据图10a和图10b中所示的齿形部分的变型的凹陷区域s的形状的另一种形式的视图。
在图12所示的示例中，在凹部552上其中凸部543与假想线β(假想线β为第二侧表面552的延伸)重叠的位置处，形成凸表面552e。因此，凸部543与假想线β分离的位置sp比凸部543上对应于凸表面552e的位置更接近前端。在图12的示例中，已经描述了形成在彼此面对的下齿形部分的凹部552和上齿形部分的凸部543之间的凹陷区域s的形状，然而，对于形成在彼此面对的上齿形部分的凹部542和下齿形部分的凸部553之间的凹陷区域s，同样如此。
图13是示出了根据图10a和图10b中所示的齿形部分的变型的凹陷区域s的形状的又一种形式的视图。
在图13所示的示例中，在凹部552上比其中凸部543从假想线β分离的位置sp更接近假想线β(假想线β为第二侧表面552c的延伸)的交点i的位置处，形成凸表面552e。因此，在位置sp，凸部543与面对所述凸部的凹部552的第二侧表面552c接触。在图13的示例中，已经描述了形成在彼此面对的下齿形部分的凹部552和上齿形部分的凸部543之间的凹陷区域s的形状，然而，对于形成在彼此面对的上齿形部分的凹部542和下齿形部分的凸部553之间的凹陷区域s来说同样如此。
图14是示出了根据图10a和图10b中所示的齿形部分的变型的凹陷区域s的形状的再一种形式的视图。
在图14所示的示例中，凸部543和553的侧表面543b和553b和与其相邻的凹部542和552的第一侧表面542b和552b光滑地连接。另外，在图10a和10b中所示的齿形部分中存在的平坦第二侧表面542c和552c和凸表面542e和552e不存在。在以上描述的形状的情况下，当之间没有片材叠b的情况下上齿形部分540和下齿形部分550接合时，彼此面对的凸部543或553和凹部552或542在一点处彼此进行接触。其中凸部543和553和凹部552和542彼此进行接触的这些点(接触点)cp可以认为是当上齿形部分540和下齿形部分550在之间没有片材叠b的情况下接合时凸部543和553与凹部552和542彼此接触的部分(接触部分)的示例。在这种情况下，假定接触点cp处的切线，并且使用该假定切线作为假想线β。在该构造示例中，所有对凸部543和553以及凹部552和542都在接触点cp处与假想线β接触。因此，在凹部552和542中，形成了从假想线β凹入的凹陷区域s。
<装订装置的齿形部分的其它变型>
图15a和15b是示出了本实施方式的装订单元50中包括的上齿形部分540和下齿形部分550的另一种变型的视图。图15a是示出了其中装订单元50的驱动部分511和521打开的状态的视图，而图15b是示出了其中驱动部分511和521已经朝向彼此移动并且上齿形部分540和下齿形部分550在之间没有片材叠b的情况下彼此接合的状态的视图。
在参照图6a至图9b描述的上齿形部分540和下齿形部分550中，凹部542和552具有平坦底表面542a和552a。与此相反，在图15a所示的上齿形部分540和下齿形部分550中，凹部544和554由凹表面544a和554a、作为侧壁的第一侧表面544b和554b和第二侧表面544c和554c以及连接第一侧表面544b和554b和第二侧表面544c和554c的凸表面544d和554d形成。换言之，凹部544和554可以被认为是通过将图6a所示的凹部542和552的平坦底表面542a和552a的宽度设置为零并且将每个底表面542a和552a的两侧的凹表面542d和552d连接以形成凹表面544a和554a而形成的形状。从图15a明显看出，凹部544和554具有由凸表面544d和554d和第一侧表面544b和554b形成的凹陷区域s。此外，凹表面544a和554a的曲率半径大于凸部543和553的凸表面543a和553a的曲率半径。
图15a所示的凸部543和553与图10a所示的凸部543和553相同，并且由相同附图标记表示。换言之，凸部553和543由凸表面543a和553a和侧表面543b和553b形成。因此，如图15b所示，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，在凸部543和553的凸表面543a和553a附近形成间隙。
此外，尽管没有在图中具体示出，但是从图15明显看出，由于凹部554和544的凹表面554a和544a的曲率半径大于凸部543和553的凸表面543a和553a的曲率半径，因此对于上述间隙，凸部543和553的凸表面543a和553a和凹部554和544的凹表面554a和544a满足以上参照图8描述的l1和h1之间的关系以及l2和h2之间的关系。换言之，假定当在凸表面543a和553a和将凸表面543a和553a二等分的直线α之间、在垂直于直线α的方向上的距离为距离l1的情况下指定凸表面543a和553a上的位置时，该指定位置与凹部552和542的凹表面554a和544a之间的距离为距离h1。此外，假定当在直线α与凸表面543a和553a之间的距离为距离l2的情况下指定图表面543a和553a上的位置时，该指定位置与凹部552和542的底表面552a和542a之间的距离为距离h2。在这种情况下，总是存在满足l1小于l2并且h1小于h2的l1和l2的组合。
即使根据上述齿形形状，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时，在凸部543和553的凸表面543a和553a的附近也形成间隙。因此，片材叠b中的片材p在压力作用下拉伸时，片材的一些部分弯曲并且能够逃逸到由凹陷区域s形成的间隙内。因此，与片材叠b由不能通过凹陷区域s形成间隙的齿形部分挤压的情况相比，能够以更强的装订力装订片材叠。
此外，在以上描述的各个齿形形状中，所有凸部541、551、543和553都具有平坦侧表面541b、551b、543b和553b。此外，凹部542、552、544和554具有与平坦侧表面541b、551b、543b和553b对应的平坦第二侧表面542c、552c、544c和554c。另外，凹部542、552、544和554具有从假想线β(假想线β为第二侧表面542c、552c、544c和554c的延伸)凹入的凹陷区域s。与此不同，即使在凸部和凹部的侧表面不是平坦的情况下，也可以形成凹陷区域s。
图16是示出了其中凸部和凹部的侧表面为弯曲表面的齿形部分的示例的视图。
图16中所示的上齿形部分540和下齿形部分550的凸部545和555由凸表面545a和555a形成。同时，凹部546和556由凹表面546a和556a、作为侧壁的第一侧表面546b和556b和第二侧表面546c和556c以及连接第一侧表面546b和556b和第二侧表面546c和556c的凸表面546d和556d形成。这里，凸表面545a和555a的一些部分形成了凸部545和555的侧表面。另外，凹部546和556的第二侧表面546c和556c对应于面对它们的凸部555和545的侧表面部分。换言之，第二侧表面546c和556c为与凸部555和545的侧表面部分具有相同曲率的凹表面。
将进一步描述图16中所示的上齿形部分540和下齿形部分550的构造。首先，凸部545和555仅由凸表面545a和555a形成。另外，在拐点ip处，这些侧表面变成为凹表面，并且变成凹部546和556的第二侧表面546c和556c。此外，每个凹部546具有顺序地连接的凸表面546d、第一侧表面546b和凹表面546a，并且每个凹部556具有顺序地连接的凸表面556d、第一侧表面556b和凹表面556a。
如上所述，仅由弯曲表面构成的上齿形部分540和下齿形部分550还具有凸表面546d和556d以及第一侧表面546b和556b，因而具有凹陷区域s。在该示例中，该凹陷区域s可以认为是从拐点ip处的切线γ凹入的区域，在该拐点ip处，如图16所示那样发生从凸部545和555的凸表面545a和555a到与其相邻的第二侧表面546c和556c的变化，而不是从作为第二侧表面546c和556c(为凹表面)的延伸的假想线变化。
图17是示出了其中凹部的第一侧表面557b为弯曲表面的构造示例的视图。
在图17中，示出了下齿形部分的凹部557。图17中所示的凹部557由底表面557a、作为侧壁的第一侧表面557b和第二侧表面557c和连接第一侧表面557b和第二侧表面557c的凸表面557d形成。在图17所示的示例中，第一侧表面557b为弯曲表面并且光滑地连接至底表面557a。换言之，凹部557的每个第一侧表面557b都可以被认为是通过将图7所示的第一侧表面552b和凹表面552d结合而形成的形状。
尽管以多个构造为例描述了上齿形部分540和下齿形部分550的形状，但是本实施方式仅需要具有如下形状即可，即，当上齿形部分540和下齿形部分550接合时形成间隙，从而使得当在片材叠b施加压力时，片材弯曲并且能够逃逸到这些间隙内，并且本实施方式不限于以上描述的构造示例。这些构造示例可以进行组合，并且在不脱离本发明的精神的情况下可以各种形式实现本发明。
该申请基于2016年3月31日提交的日本专利申请(日本专利申请no.2016-071440)和2017年2月1日提交的日本专利申请(日本专利申请no.2017-016879)，通过参照将这两个申请的内容结合在本文中。