(57)【要約】【課題】加水部分における仕上がりや見栄えの低下を防止するシート処理装置を提供する。【解決手段】画像が形成されたシートに対して綴じ処理を行う綴じ処理手段により前記綴じ処理を行う際、付与手段により前記シートに対して、液体と気体とが混合されたゾル化された液体を付与するよう綴じ処理を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに対して綴じ処理を行う綴じ処理手段と、
前記綴じ処理手段により前記綴じ処理を行う際、前記綴じ処理を行う範囲に付与手段により前記シートに対して液体を付与するよう前記綴じ処理を制御する制御手段と、を備え、
前記液体は、液体と気体とが混合されたゾル化された液体である、
ことを特徴とするシート処理装置。
【請求項２】
前記ゾル化された液体を生成する生成手段、をさらに備え、
前記付与手段は、前記生成手段により生成された前記ゾル化された液体を付与することを特徴とする請求項１に記載のシート処理装置。
【請求項３】
前記液体は、水とカール防止剤とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート処理装置。
【請求項４】
前記液体において前記カール防止剤の占める割合は、当該液体の全量に対して１０〜７５重量％であることを特徴とする請求項３に記載のシート処理装置。
【請求項５】
前記綴じ処理手段は、加圧歯を前記シートに対して圧着させることにより前記綴じ処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記付与手段により前記圧着の範囲に水分が付与されるように前記綴じ処理手段を制御することを特徴とする請求項５に記載のシート処理装置。
【請求項７】
前記綴じ処理手段は、前記付与手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート処理装置。
【請求項８】
前記シートに対して前記液体を付与することにより前記綴じ処理を行うか否かを設定する設定手段、をさらに備え、
前記制御手段は、前記設定手段による設定に応じて、前記付与手段により前記シートに対して前記液体を付与するよう前記綴じ処理を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート処理装置。
【請求項９】
シート処理装置において実行される制御方法であって、
シートに対して綴じ処理を行う綴じ処理手段により前記綴じ処理を行う際、前記綴じ処理を行う範囲に付与手段により前記シートに対して液体を付与するよう前記綴じ処理を制御する制御工程、を有し、
前記液体は、液体と気体とが混合されたゾル化された液体である、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
画像をシートに対して形成する画像形成装置と、シート処理装置とを含む画像形成システムであって、
前記シート処理装置は、
前記シートに対して綴じ処理を行う綴じ処理手段と、
前記綴じ処理手段により前記綴じ処理を行う際、前記綴じ処理を行う範囲に付与手段により前記シートに対して液体を付与するよう前記綴じ処理を制御する制御手段と、を備え、
前記液体は、液体と気体とが混合されたゾル化された液体である、
ことを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに対して綴じ処理を行うシート処理装置、制御方法、および画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、画像を形成したシートを処理トレイに搬送載置して、戴置されたシート束に綴じ処理を施す綴じユニットを有するシート処理装置がある。
【０００３】
このような装置では、省力化や環境保護の観点から綴じ部材として金属製の針を使用することなく、シート同士を圧着して綴じるものが知られている。このいわゆる圧着綴じは、重なり合うシートに一対の凹凸歯が歯合する加圧歯に加重をかけ、シートの繊維を絡ませて綴じるようになっている。
【０００４】
この圧着綴じでは、針を使用せずにシートを綴じることができるが、枚数が数枚の場合は圧着結合が可能であるが、枚数が多くなると凹凸の加圧歯同士（加圧歯と受け歯）が歯合しにくくなり締結力が弱くなってしまっていた。
【０００５】
この締結力を強くするため、特許文献１には、三角形の凹凸を形成された上金型（上加圧歯）とこれにかみ合う下金型（下加圧歯）で圧着する際に、シート束の表面に水のかたまりを付与してから圧着することが記載されている。
【０００６】
特許文献２には、加水による圧着綴じ領域外の用紙部分がヨレてしまうことなく、綴じた用紙束が良好に仕上がるシート処理装置が記載されている。さらには、シートの綴じ領域に水分を含ませる加水手段と、シートの綴じ領域の境界近傍とその外側の領域をマスキングし、シートのマスキング領域への加水を防ぐマスキング手段と、を備えるシート処理装置が記載されている。特許文献３には、カールを防止する液体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４８１３００号
【特許文献２】特開２０１７−１３９３０号公報
【特許文献３】特開平６−１５７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、いずれの文献も、加水部分における仕上がりや見栄えの低下を防止することについては言及されていない。
【０００９】
本発明の目的は、このような従来の問題点に鑑み、加水部分における仕上がりや見栄えの低下を防止するシート処理装置、制御方法、および画像形成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係るシート処理装置は、シートに対して綴じ処理を行う綴じ処理手段と、前記綴じ処理手段により前記綴じ処理を行う際、前記綴じ処理を行う範囲に付与手段により前記シートに対して液体を付与するよう前記綴じ処理を制御する制御手段と、を備え、前記液体は、液体と気体とが混合されたゾル化された液体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加水部分における仕上がりや見栄えの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】処理トレイと綴じユニット周辺を示す図である。
【図２】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図３】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図４】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図５】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図６】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図７】綴じユニットの構成を説明するための図である。
【図８】補水ポンプユニットの構成を説明するための図である。
【図９】ゾル発生ポンプユニットの構成を説明するための図である。
【図１０】加水して圧着する動作を説明するための図である。
【図１１】加水して圧着する動作を説明するための図である。
【図１２】加水して圧着する動作を説明するための図である。
【図１３】加圧歯と受け歯の歯合状態を説明するための図である。
【図１４】加圧歯と受け歯の歯合状態を説明するための図である。
【図１５】シートの位置を説明するための図である。
【図１６】シートの位置を説明するための図である。
【図１７】制御系のブロック構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
【００１４】
本実施形態において使用する液体は、シートのヨレやカールを防止することを目的にカール防止剤を含んでいることを特徴とする。さらには、塗布する際に、液中に気体を分散したゾルの状態で塗布することにより、綴じユニットを有するシート処理装置においてシートのよれやカールを防ぎ、さらにシートが半透明に透けてしまうことを防止し、仕上がりの見栄え品位が良い綴じシート処理装置を提供することを可能とする。
【００１５】
カール防止剤によるシートの半透明化を防止するメカニズムについて説明する。本実施形態では、気体を分散した液体であるゾルの状態にて、カール防止剤を含む液体を塗布する。セイルロース繊維（パルプ）にて形成されているシートには、数十ミクロンの空隙が無数に存在し、空隙による散乱光でシートは白色に見えている。ゾル化することで、分散した気体が、カール防止剤により空隙が埋められることを妨げるので、結果として散乱光を確保することになり、用紙の半透明化を防止することができる。
【００１６】
本発明の実施形態として、画像形成本体装置に組み込まれるシート処理装置（フィニッシャ）を上げるが、この発明を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項のすべてがこの発明の対象となる。なお上記画像形成本体装置は限定されず、静電式の機構、オフセット印刷機構、インクジェット印刷機構、インクリボン転写印刷機構（熱転写リボン印刷、昇華型リボン印刷など）の印刷機構が採用可能である。
【００１７】
本発明においてシートとは、水分が浸透して繊維がほぐれる薄材を言う。本発明における加水圧着綴じを行うための装置の構造と機構に関しては、以降で詳しく述べるが、まず本発明の特徴である、締結に使用するための、水よりもシートのヨレやカールを防止する効果の高い液体について詳細に説明する。
【００１８】
本発明に用いる液体としては、水よりもシートのヨレやカールを防止し易いように調整されて生成されていることを特徴とし、具体的にはカール防止剤を含有した液体であることを特徴としており、本発明に用いられる液体として、カールを実質的に除去する効果を有効とするためには、カール防止剤は液体の総重量に対して、少なくとも１０重量％以上必要とし、カール防止剤の割合の許容可能範囲は液体の総重量（全量）に対して１０〜７５重量％、好ましくは１５〜３０重量％である。カール防止剤としては、以下の（ａ）〜（ｆ）に示す構造を有する物質、または物質群が該当する。
【００１９】
（ａ）ポリヒドロキシ基及び／又はポリオキシアルキレン基を有する。１,３ジオール類、１,３,５−トリオール類、アミノ−１,３−ジオール類又は上記の構造式を有するそれらのポリオキシアルキレン誘導体は、本発明に用いるのに適した第一の種類のカール防止剤を構成する。
【００２０】
この種類に含まれるカール防止剤の例として２,２−ジメチル−１,３−プロパンジオール、２−メチル−２−エチル−１,３−プロパンジオール、２,２−ジエチル−１,３−プロパンジオール、２−メチル−２−プロピル−１,３−プロパンジオール、１,２,４−ブタントリオール、３−メチル−１,３,５−ペンタントリオール、１,３,５−ペンタントリオール、２,４−ペンタンジオール、２−メチル−２,４−ペンタンジオール、１,１,１−トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）−２,２′,２′′−ニトリロトリエタノール、２−アミノ−２−メチル−１,３−プロパンジオール及び２−アミノ−２−エチル−１,３−プロパンジオールが挙げられる。
【００２１】
アミノ化合物は、塩酸のような鉱酸で全部又は一部中和し得る。ポリオキシアルキレン化合物は、上記一覧の化合物から誘導される。
【００２２】
（ｂ）ポリオール及びそのオキシアルキレン誘導体。
【００２３】
この種類の例として２−ヒドロキシメチル−１,３−プロパンジオール、２−エチル−２−（ヒドロキシメチル）−１,３−プロパンジオール、２−メチル−２−（ヒドロキシメチル）−１,３−プロパンジオール、トリメチロールブタン、メソ−エリトリトール、Ｄ−、Ｌ−及びＤＬ−トレイトール、アドニトール、Ｄ−及びＬ−アラビトール、キシリトール、ズルシトール、Ｌ−イジトール、Ｄ−マンニトール、Ｄ−ソルビトール及びラセミソルビトールが挙げられる。
【００２４】
ポリオキシアルキレン誘導体は、上記の群からのポリヒドロキシ化合物から誘導される。未反応グリセロールは有効なカール防止剤であることが見出されなかったし、未反応ペンタエリトリトールは十分な水溶解度を有していない。しかしながら、グリセロール及びペンタエリトリトールのポリオキシアルキレン誘導体は、有用なカール防止剤であることが判明している。オキシアルキル化のための他の有用なトリオールは、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン及び１,２,６−ヘキサントリオールである。
【００２５】
（ｃ）アルドース、ケトース、アルドン酸、可溶性金属アルドン酸塩、及びそのポリアルコキシアルキレン誘導体。
【００２６】
これらの化合物の例としては、Ｄ−及びＬ−型のエリトロース、トレオース、アラビノース、リボース、リキソース、キシロース、グルコース、マンノース、アルトロース、アロース、タロース、ガラクトース、イドース、グロース及び上記の対応するアルドン酸が挙げられる。後者の例は、Ｄ−グルコン酸、Ｄ−マンノン酸、Ｄ−アルトロン酸及びＤ−アロン酸である。可溶性金属アルドン酸塩の例は、グルコン酸カリウムである。
【００２７】
（ｄ）ピラノシド及びそれらのポリアルコキシアルキレン誘導体。
【００２８】
例としては、メチルアルファ−Ｄ−グルコシド及びメチルベータ−Ｄ−アロシドが挙げられる。ポリオキシアルキレン誘導体としては、Ａmerchol, Edison NJから入手可能なGlucam R製品が挙げられる。
【００２９】
（ｅ）ポリ（アルコキシエチレン）化合物。
【００３０】
この種類の代表的化合物としては、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、オクタエチレングリコール、ポリエチレングリコール２００、ポリエチレングリコール４００、ポリエチレングリコール１０００等が挙げられる。ジエチレングリコールは有効なカール防止剤ではない。より高い分子量の化合物は、効果がほとんどないカール防止剤である。従って、このような化合物は好ましくない。
【００３１】
（ｆ）脂肪族ポリアミンのポリオキシアルキレン誘導体。
【００３２】
例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン等のポリオキシアルキレン誘導体である。
【００３３】
本発明における液体としては、上記カール防止剤を含有していることを特徴とするが、上記物質以外にも界面活性剤や、防腐剤、ｐＨ調整剤等を含有していても良い。
【００３４】
続いて、本発明を用いたシート処理装置の、液体を使ってシートを締結する締結部の構造と、液体に気体を分散させる機構とを説明する。なお、本実施形態のシート処理装置では、締結する枚数に応じて液体を使用する場合と、本発明の液体を使用しないで締結する場合の両方が可能な構成を挙げる。本発明が適用される場合とは、液体を用いた場合の締結であることは言うまでもない。
【００３５】
図１は、フィニッシャにおいてシートを締結する締結部周辺の構成を示す図である。図１に示すように、シートを載置する処理トレイ５８上にはシートが搬送ローラ４８から搬出される毎にシート搬送方向から交差する幅方向に移動する整合板５９が設けられている。この整合板５９は、図１７の整合板モータ５９Ｍにより移動され、シート幅方向の両側にシートを挟むように設けられている。これにより、整合板５９が互いに間隔が狭くなる方向に移動してシートの幅方向の揃えを行う。処理トレイ５８は、排紙口５４と、下方に傾斜し、その端部に戻しパドル５１などによってスイッチバック搬送されるシートを突き当てるための基準ストッパ６２が配置されている。
【００３６】
図１で示される綴じユニット６０は、金属のステープル針を使用することなくシート同士を加圧歯により圧着して綴じる圧着綴じを採用し、さらに圧着の際に水分をシートに加水して綴じる、いわゆる加水圧着綴じが可能となっている。また、綴じユニット６０は、マニュアル綴じや水分補給の際には、不図示のＨＰ（ホームポジション）位置に位置する。また、綴じユニット６０は、フロント綴じやリア綴じ、２ヶ所綴じの場合には、各対応する位置に移動する。
【００３７】
［加水圧着綴じの構成］
ここから、図２以降の図を参照しながら、この発明に関わるシートの綴じ位置に加水してから圧着する綴じユニット６０について説明する。図２は（加水圧着）綴じユニット６０の斜視図で、図２（ａ）は背面側、図２（ｂ）は正面側を示す。図３は、綴じユニット６０の側面図で、図３（ａ）はシート処理装置のリア側から、図３（ｂ）は同フロント側から見た図である。
【００３８】
図２および図３に示すように、綴じユニット６０は、シートに水分を加えるともに加圧歯の一方の昇降する図５の加圧歯８２を有する加水加圧部８０と、受け歯１３０を有する受け歯部１２６と、シートに水分を加える補水ポンプ部（補水ポンプユニット）１５０を含んで構成される。上記の一対の加圧歯を構成する一方（上側）の加圧歯８２は、ゴム板などからなる弾性部材９２で囲われて加圧歯支持部８４に設けられている。
【００３９】
また、他方（下側）の加圧歯となる受け歯１３０は、受け歯支持部１２８に支持されて受け歯部１２６を構成している。この加圧歯８２と受け歯１３０との間に処理トレイ５８に戴置されるシート（束）を挟んで位置するようになる。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、上記の加圧歯８２の裏面側にはシートに加水する水を保持する図５の水溜り部８８を構成する円筒状のシリンダー９０が配置され、その上方には後に説明する加圧ピストン１０４の円周方向外側にシリンダーガイド１０８が位置している。この加圧ピストン１０４とシリンダー９０で加水する水の加圧部材（加水部材）を構成している。
【００４１】
下方で受け歯１３０は、受け歯支持部１２８に支持され、この受け歯支持部１２８はシートの下面も支持するようになっている。また、この受け歯支持部１２８の下方には、シートに加水した残水を受ける排水皿１３３が配置されている。
【００４２】
また、図３（ａ）から分かるように、加圧歯８２や受け歯１３０の後ろ側に隣接して、上記の水溜り部８８に水を補水する補水ポンプ部となる補水ポンプユニット１５０が綴じユニット６０の外フレーム１２０内に収容されている。この補水ポンプユニット１５０も後に説明するが、水溜り部８８に水を供給する補水ピストン部１５４と、この補水ピストン部１５４を移動する補水ヘッド部１５６と、補水する水を貯める補水タンク１７４からなる補水タンク部１５２とを含んで構成されている。図２（ａ）では、この補水タンク１７４を覆うポンプ保持カバー１９２が見えている。
【００４３】
ところで、上述した水溜り部８８を構成するシリンダー９０の左右には、加圧歯８２および弾性部材(ゴム板)９２を支持する加圧歯支持部８４と加圧歯８２を昇降する押え板１０２との間に圧縮スプリング９６が配置してある。
【００４４】
上記の押え板１０２の駆動は、受け歯支持部１２８と外フレーム１２０で区画されたスペースに配置された駆動モータ（図１９の綴じモータ６０Ｍ）によって行われる。この綴じモータ６０Ｍからの押え板１０２までの駆動は次のように構成されている。すなわち、図２（ａ）および図３（ａ）に示されるようにリア側の外フレーム１２０には、駆動モータとしての綴じモータ６０Ｍの出力軸に設けられたモータ出力軸ギア１３６に中間ギア１３８が係合している。
【００４５】
この中間ギア１３８の回転は、移動カム１４５を回転するカムギア１４０と、補水タンク底部１７５を支持する位置としない位置に移動する支えラック１４４を移動するピニオンギア１４２に伝達されている。なお、このピニオンギア１４２は、中間ギア１３８から伝達を受け軸とともに回転するピニオンギア１４２ａとこの回転軸とのワンウェイクラッチ１４７を介在して支えラック１４４に伝達するピニオンギア１４２ｂとを含んで構成されている。これにより駆動モータ６０の回転方向により、支えラック１４４を移動するか否かが選択され、必要時のみ補水ピストン部１５４を作動するようになっている。この点については後述する。
【００４６】
移動カム１４５は、外フレーム１２０のフロント側とリア側の両側に配置されている。これによって移動する回動アーム１３４も外フレーム１２０に取り付けられたアーム支点１４６によって回動するように両側に取り付けられている。この回動アーム１３４は、外フレーム１２０と間に張設された戻しスプリング１４９によって、アーム後端１４３が常時移動カム１４５に当接する状態に維持されている。
【００４７】
一方、回動アーム１３４の先端側のアーム先端スリット１４８には、押え板１０２板の押え板１０２の上移動ピン１１０が挿入されている。従って、移動カム１４５が回転すると、回動アーム１３４もその先端側が上下に移動して押え板１０２を昇降移動する。なお、押え板１０２はその前方側（加圧歯８２側）において、上移動ピン１１０、下移動ピン１１２が外フレーム１２０の案内スリット１２４に挿入されている。
【００４８】
押え板１０２の後方側（補水ポンプユニット１５０側）も、後案内ピン１１６が外フレーム１２０の案内スリット１２４に挿入されている。そして、上記の上移動ピン１１０が回動アーム１３４のアーム先端スリット１４８にも挿入しているので、回動アーム１３４により押え板１０２が昇降移動する構成となっている。従って、押え板１０２と回動アーム１３４が移動部材を構成していることになる。
【００４９】
上記の押え板１０２は、加水加圧部８０を昇降移動するが、これについて図４から図７を参照して説明する。図４は綴じユニットの加水加圧部８０の斜視図で、図４（ａ）は側方、図４（ｂ）はやや上方からの斜視図である。また、図５は加水加圧部８０の断面説明図で、図５（ａ）は正面、図５（ｂ）は側面を示している。
【００５０】
この加水加圧部８０は、押え板１０２と、加圧歯支持部８４と、これらの間に介在する圧縮スプリング９６とを含んで構成されている。加圧歯支持部８４のシートに接する側には、加圧歯８２とこれを囲むゴム板からなる弾性部材９２が設けられている。加圧歯８２の裏面側（加圧歯裏面側）には、加圧歯支持部８４と一体に形成された円筒状のシリンダー９０と上記の圧縮スプリング９６が巻回される案内バー９４がシリンダー９０の両側に設けられている。この案内バー９４の先端は押え板１０２の案内孔１１４に常時挿通されている。
【００５１】
上記のシリンダー９０は、図５に示したように、その高さ方向の約１／３がシートに加水される水を保持する水溜り部８８が形成されている。また、このシリンダー９０には後述する補水ポンプユニット１５０からの水を受け入れる補充口９８が切り欠き形成してある。図示のものは加圧歯８２も一体に形成され、この加圧歯８２には水溜り部８８の水をシートに加水できるように給水孔（給水管）８６が開口してある。
【００５２】
上記のシリンダー９０の上方には、このシリンダー９０に挿入して水溜り部８８の水を加圧して加圧歯８２の給水孔から加水するように加圧移動する加圧ピストン１０４が位置している。この加圧ピストン１０４は、その上方端で押え板１０２に固定して取り付けてある。この加圧ピストン１０４のシリンダー９０への挿入部分には、円周上にピストンパッキン１０６が巻いてある。図５のピストンパッキン１０６は一箇所に巻いてあるが、二箇所以上にすれば加水時の加圧が強くなっても良い。
【００５３】
上記の押え板１０２には、シリンダー９０の外側に移動するシリンダーガイド１０８が設けられていて、加圧ピストン１０４の挿入および水を加圧する加水動作がスムーズに行えるようにしている。また、押え板１０２には、案内孔１１４と、外フレーム１２０の案内スリット１２４に挿入する上移動ピン１１０と下移動ピン１１２、および後案内ピン１１６が固定して設けられている。このうち上移動ピン１１０は、外フレーム１２０外側を回動する回動アーム１３４のアーム先端スリット１４８に挿入できるように他のピンよりも外側に向かって多少長くなっている。
【００５４】
上記のように構成された加水加圧部８０が、回動アーム１３４によって圧縮された状態を図６および図７に示してある。図６（ａ）はやや上方、図６（ｂ）は下方からの斜視図である。この圧縮状態にする回動アーム１３４の動作については、追って図１４から図１３で説明する。
【００５５】
この圧縮状態図は、それぞれ回動アーム１３４によって押え板１０２は、受け歯支持部１２８に当接状態であり、案内バー９４に巻回された圧縮スプリング９６が圧縮され、案内バー９４が押え板１０２の案内孔１１４が突出している。図６（ｂ）は、この状態を受け歯支持部１２８側から見た図であり、給水孔（給水管）８６が設けられた加圧歯８２の周囲は、ゴム板などからなる弾性部材９２で囲っている。これは、まず、シート束にこの加圧歯支持部８４が押圧してから、水溜り部８８の水を加圧ピストン１０４で加水するが、その際に加圧歯８２で圧着する範囲以外に加水した水が広がるのを防ぐためである。
【００５６】
図７は、加水加圧部８０の断面図で、図７（ａ）はシリンダー９０および案内バー９４を横切る方向の正面断面図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）と交差する方向にシリンダー９０を横切った断面図である。そして、これらの図では、シリンダー９０内の水溜り部８８に保持された液体は、加圧ピストン１０４により、加圧歯８２の給水孔（給水管）８６を通じてシートに加水され、この状態で加水したシートを受け歯１３０との間で歯合するように、さらに加圧ピストン１０４で押え板１０２の力を受けて押圧してシートを圧着する。
【００５７】
なお、シリンダー９０は加圧ピストン１０４が上方から移動するに従って内径が狭まるように形成され、前に述べたようにその高さ方向の約１／３がシートに加水される液体を保持する水溜り部８８が形成されている。この位置から加圧ピストン１０４で水溜り部８８の水溜り部８８を加圧して加水する。この上方側では、補水ポンプユニット１５０から吐出されて補充される水を補充口９８から水溜り部８８に受け入れで次の加圧ピストン１０４の動作を待つことになる。従って、シートに加水される一度の水はおおよそこの水溜り部８８に保持される量となる。
【００５８】
［補水ポンプ部］
次に、この補充口９８を通して、上記の水溜り部８８に水を補水する補水ポンプ部である補水ポンプユニット１５０について、図８を参照しながら説明する。この補水ポンプユニット１５０は、既に図２で説明したように、綴じユニット６０の外フレーム１２０内に加圧歯支持部８４や受け歯部１２６と同じように内装されている。従って、綴じユニット６０の外から補水するパイプなどを這い回す必要がなくなり、扱いも容易で、装置もコンパクトになる。
【００５９】
補水ポンプユニット１５０について図面を参照して説明する。図８は、補水ポンプユニット１５０の断面説明図である。
【００６０】
図８に示されるように、補水ポンプユニット１５０は、押え板１０２で押圧され昇降移動する補水ヘッド部１５６と、液体を一旦保持し、上記の補水ヘッド部１５６に液体を吐出する補水ピストン部１５４と、この補水ピストン部１５４に補水する液体を貯留する補水タンク部１５２とを含んで構成されている。上記の補水ヘッド部１５６の昇降移動により補水ピストン部１５４から吐出される液体は、補水ヘッド部１５６から突出口が加水加圧部８０の補充口９８まで延設された補水ジョイント部１５８から水溜り部８８に補水される。
【００６１】
補水タンク部１５２には、補水ピストン部１５４によって、液体が補水ジョイント部１５８に吐出されるごとに液体の減少に伴って移動する移動プレート１７６が昇降移動可能になっている。また、補水タンク部１５２の補水タンク底部１７５には、この移動プレート１７６の移動を可能とする空気孔１７８が設けられている。
【００６２】
以上からなる補水ポンプユニット１５０は、補水ヘッド部１５６が押え板１０２の押圧されることにより下降すると、上ピストン１６２も下降する。この下降により巻回されている上スプリング１６９も押され、ポンプバルブ１６５を押す。このポンプバルブ１６５の下降により、ボール弁１６６弁は下端を塞いでいるので、補水シリンダー１６７の内圧が上昇する。
【００６３】
この補水シリンダー１６７の内圧が一定値を超えると、この内圧により補水シリンダー１６７と上ピストン１６２に巻回された上スプリング１６９が縮むことにより、ポンプバルブ１６５と下ピストン突出部１６４との間に隙間が生じる。この隙間から補水シリンダー１６７の液体が、ポンプバルブ１６５、下ピストン１６３上部、上ピストン１６２を通じて、補水ヘッド部１５６の補水ジョイント部１５８から水溜り部８８に吐出される。補水タンク１７４の液体が減少すると、補水タンク１７４の減圧により移動プレート１７６が上昇し、常に補水タンク１７４内の液面を一定になるようにしている。
【００６４】
このように、押え板１０２の押圧の都度、補水タンク１７４の液体は、補水ジョイント部１５８を通じて加水加圧部８０の補充口９８に補水される。
［ゾル発生ポンプ部］
図９はゾルの発生を可能にしたポンプ構成であり、図８の構成における補水ヘッド部１５６と補水ピストン部１５４を、図９の構成に示す空気用ピストンロッド１８１と気液混合室１８２と多孔質メッシュ部１８３を有するヘッドとピストンに置き換えることにより容易にゾルとすることが可能となる。
【００６５】
以下、綴じユニット６０において、処理トレイ５８に戴置されたシート束の圧着綴じ動作を説明する。この綴じユニット６０は、一対の加圧歯（加圧歯８２と受け歯１３０）で圧着する際に、加水せずに圧着する場合（加水なし圧着綴じ）と、圧着する箇所に加水してから圧着する場合（加水圧着綴じ）とが選択的に実行できるようになっている。例えば、ユーザによる設定画面上での選択操作に応じて、実行可能とするようにしても良い。
【００６６】
［加水あり（加水加圧）綴じ］
図１０から図１２までにより、加圧歯８２による圧着前に圧着範囲に加水してから綴じる加水圧着綴じを行う動作を説明する。図１０は、綴じユニット６０のフロント側からの状態説明図で、図１１はリア側からの状態説明図、そして図１２は、加水圧着綴じの断面説明図である。図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）は、加圧歯支持部８４（加圧歯８２）がシートから離間した状態を示す。図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）は、加圧歯支持部８４（加圧歯８２）がシートに圧接時の状態を示す。図１０（ｃ）、図１１（ｃ）、図１２（ｃ）は、シートに加水して圧着した状態を示す。
【００６７】
図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）は、シート受入れ初期時を示し、処理トレイ５８上に戴置され、シートは綴じユニット６０の加圧歯８２と受け歯１３０の間であって、受け歯支持部１２８上に戴置される。図面上、図１０および図１１はシートを省略し、図１２にはシートが積層された状態を示している。受け歯１３０を備える受け歯支持部１２８にシートが指定枚数積載されると、綴じモータ６０Ｍの駆動を開始する。この場合綴じモータ６０Ｍの回転方向は加水を行うため、図１３、図１４、図１５に示した加水せずに圧着する方向と逆方向に回転する。また、戴置するシートの枚数は５枚よりも多く、本実施形態では例えば８枚である。
【００６８】
すなわち、本例では加水あり綴じなので、フロント側では移動カム１４５が反時計方向に、リア側では時計方向に回動する方向に綴じモータ６０Ｍを駆動する（図１１では時計方向駆動モータ）。この移動カム１４５は、回転位置を中心として対称の形状となっているので、ここでも移動カム１４５の突出する側が回動アーム１３４の先端を押し下げる方向に移動する。一方、中間ギア１３８に係合するピニオンギア１４２（ピニオンギア１４２ｂ）は、ワンウェイクラッチ１４７の作用により、支えラック１４４の突起部１４１で補水タンク底部１７５を支える方向に移動を開始する。
【００６９】
ここで、上記の支えラック１４４は、綴じモータ６０Ｍの一方向回転（図１１では時計方向回転）でピニオンギア１４２（ピニオンギア１４２ｂ）と軸との間に介在するワンウェイクラッチ１４７が歯合して補水タンク底部１７５を支える位置に移動する。この移動により補水タンク底部１７５は固定され、補水ヘッド部１５６を押え板１０２で押圧すると補水ピストン部１５４が作動して、補水タンク１７４内の水が補水ジョイント部１５８を介して水溜り部８８に補水供給できる。なお、図１２に示してあるように、支えラック１４４と外フレーム１２０との間には、軸が逆転すると係合がはずれ元の位置に復帰させるラック戻しスプリング１３９が介在している。
【００７０】
引き続き、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）では押え板１０２が下降し、加圧歯８２を有する加圧歯支持部８４をシートに密着させる。その状態で押え板１０２を加圧すると加圧歯支持部８４との間に介在する圧縮スプリング９６により加圧歯支持部８４をシートに押圧する。加圧歯支持部８４には加圧歯８２側に、これを囲う弾性部材(ゴム板)９２が設けられおり加圧歯８２とシート面との間に隙間が生じないように圧接させる。ここでは、７０ｋｇｆから１００ｋｇｆの力がシートに作用するように設定されている。なお、この段階では、補水ピストン部１５４の動作により水溜り部８８に液体は保持されているが、加圧ピストン１０４がシリンダー９０との間で加圧する位置に到来してないので、加圧による加水は行われていない。
【００７１】
次に、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）、図１２（ｃ）の状態では、加圧歯支持部８４がシートに密着した状態で、さらに移動カム１４５により回動アーム１３４を移動して押え板１０２を下降する。そうすると、加圧ピストン１０４がシリンダー９０内部に挿入され、水溜り部８８の液体を加圧歯８２給水孔（給水管）８６からシートに加水する。加水完了後も押え板１０２は移動カム１４５によりシートを圧着する方向に移動し、これにより加圧ピストン１０４が加圧歯８２を受け歯１３０側に押圧してシートを圧着する。この際の圧着は、加水なしの圧着力よりも弱く３００ｋｇｆから４００ｋｇｆで圧着可能で、ここでは、３５０ｋｇｆになるように綴じモータ６０Ｍのへの電圧をコントロールして、加圧力を発生させている。
【００７２】
既に説明しているように、補水ポンプユニット１５０は、補水ヘッド部１５６と補水タンク底部１７５とを支えラック１４４で挟んで、補水ヘッド部１５６を押下することによって補水ピストン部１５４からの液体を水溜り部８８に補充するようになっている。すなわち、図１２（ｂ）から図１２（ｃ）に示されているように、補水タンク底部１７５には支えラック１４４が位置し、補水ポンプユニット１５０は固定される。これによりこの補水ピストン部１５４から液体が吐出され、水溜り部８８には液体が補水される。なお、ここでは、処理トレイ５８に８枚のシートに対して、加水あり圧着綴じを行っている。
【００７３】
［加水加圧部の加圧歯および受け歯］
ここからは、図１３で加水加圧部８０の加圧歯８２、受け歯１３０を説明し、図１４でこれらの歯合状態と給水孔（給水管）８６の位置について説明する。まず、図１３（ａ）は加圧歯の平面説明図で、これまでも説明しているように加圧歯８２のシートと歯合する裏面側にシートに加水する液体を保持するシリンダー９０が設けられている。このシリンダー９０は一部が切りかかれた円柱形状で構成され、加圧ピストン１０４が液体を加圧して加水する範囲（水溜り部８８範囲）と、これよりも径が大きく加圧ピストン１０４の挿入ガイドと補水ポンプユニット１５０からの液体を受け入れる補水口１１８とを含んで構成されている。
【００７４】
図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の二点鎖線の加圧歯８２と受け歯部１２６の断面説明図である。この図から明らかなように、加圧歯支持部８４は加圧歯８２と裏面側のシリンダー９０と案内バー９４が一体に形成されている。これにより強度と組み立てやすさを確保している。この加圧歯支持部８４に対向する位置に、加圧歯８２と歯合する受け歯１３０（受け歯部１２６）とその下には加水した残りの液体（残液体）を一時保持する排水皿１３３が設けられている。
【００７５】
そして、加圧歯８２の傾斜部に水溜り部８８の液体をシートに加水可能とするための給水孔（給水管）８６が複数個所に開けられている。また、受け歯１３０にも傾斜部に加圧歯支持部８４でのシート押圧時の空気と加水時の残液体を通す外部への連通孔１３２が設けてある。なお、給水孔（給水管）８６よりも連通孔１３２の通過する容量を大きく形成されていて、空気や残液体抜きを効率的行うように形成している。
【００７６】
図１３（ｃ）は、加圧歯支持部８４を加圧歯８２側の底面から見た図であり、加圧歯支持部８４に加圧歯８２を囲うゴム材からなる弾性部材９２が貼り付けられている。これにより、加圧歯支持部８４を圧縮スプリング９６でシートに押圧する過程で、加圧歯８２周辺の隙間をなくして、圧着加圧領域外に加水した液体が広がることを低減している。
【００７７】
［給水孔（給水管）と連通孔の配置］
次に、図１４は、図１３の加圧歯８２に形成した給水孔（給水管）８６と受け歯１３０に形成した外部（排水皿１３３）への連通孔１３２について説明する。図１４は、加圧歯８２と受け歯１３０を説明するために拡大したもので、加圧歯８２は、受け歯１３０と歯合してシート束に凹凸を形成し繊維を絡ませるように、受け歯１３０に突出する山部８２ａと凹んでいる谷部８２ｂとこれらを形成する傾斜部８２ｃ綴じとを含んで構成される。また、受け歯１３０も同様に受け山部１３０ａと受け谷部１３０ｂと受け傾斜部１３０ｃとを含んで構成される。
【００７８】
そして、シリンダー９０内の水溜り部８８からの液体を加圧ピストン１０４の押圧により加圧歯８２に形成された給水孔（給水管）８６から吐出させる。その際、給水孔８６は、図示のように傾斜部８２ｃの複数個所から水が吐出するように配置される。この配置により、図１４の二点鎖線内に示すようにシートに凹凸を形成するように加圧歯８２と受け歯１３０が歯合すると、傾斜部８２ｃと傾斜部１３０ｃにおいてシートの繊維（紙の場合はセルロース繊維）が解けることを確認した（図示の相反矢印）。
【００７９】
この最も繊維がほぐれる傾斜の位置に液体を加水すると、液体が浸透し易く、その後の更なる加圧で繊維の絡まりがされ易い。これにより、本実施形態では、加圧歯８２の傾斜部８２ｃに、加水する給水孔（給水管）８６を配置している。また、受け歯１３０の受け傾斜部１３０ｃにも、空気や残水を抜きやすいように給水孔（給水管）８６より容量を大きくした連通孔１３２を設けている。
【００８０】
［加圧歯支持部と受け歯支持部］
次に、図１５と図１６により、加圧歯支持部８４と受け歯支持部１２８の位置と、これらの間で挟持押圧されるシートの位置との関係について説明する。図１５は、既に図１で説明した処理トレイ５８のフロント側でシートの角部に圧着綴じを行う場合のシート位置を示している。ここでは、シートの角部を圧着する際には、シートを加圧歯８２とともに圧着する加圧歯支持部８４と、加圧歯８２に歯合する受け歯１３０を支持する受け歯支持部１２８がシートの角部よりＬ３分外側になるように、シートの位置が規制される。これとともに、加圧歯８２から加水される液体が浸透する位置よりもＬ２分シートの重心側に入った、加水がされていない（加水による水分が浸透していない）位置から押圧が行われる。
【００８１】
図１６（ａ）は、線Ｓｃで断面とした図である。これによれば、加圧歯８２と受け歯１３０による範囲で、かつ、加水領域Ｌ１を略中央として、シートの角部よりＬ３分外側で、加水領域よりもＬ２分シート重心側でシートを加圧歯支持部８４と受け傾斜部１３０ｃで押圧している。
【００８２】
一方、図１６（ｂ）は、加水した範囲Ｌ２がシートの押圧範囲をシート重心側にＬ２分入り込んでいる。このため、加水によりシートの繊維が解れた状態のままになってしまい、加圧歯８２からシート重心側の位置で千切れやすくなってしまう。また、押圧しない状態で放置されるとシート表面に加水した範囲にしわが寄ってしまい見栄えも良くない。従って、加水範囲を超えて図１６（ａ）に示すように押圧することで千切れにくくなる。
【００８３】
また、図１６（ｃ）では、加水領域Ｌ１がシートを押圧する領域Ｌ４よりも大きく、さらに角部が押圧位置から外側にＬ５分はみ出している。この場合には、押圧されない部分にも加水されているので、特に角部にあってはその位置が上下にバラバラになり易くなる。このため、端部を加圧歯支持部８４と受け歯支持部１２８の範囲内で押圧する図１７（ａ）の形態であれば、加水位置も押圧されてバラバラにならず、見栄えが良くなる。
【００８４】
なお、以上の説明では、図１で説明した処理トレイ５８のフロント側を示したが、リア側でも同様にシートの角部を超え、かつ加水位置よりもシート重心位置側で押圧すれば、同じ効果が奏することは言うまでもない。
【００８５】
［制御構成の説明］
ここから、図１７のブロック図により、画像形成システム１の制御構成を説明する。図１７に示す画像形成システム１は、画像形成装置とシート処理装置とを含む。画像形成装置は、画像形成装置を統括的に制御する画像形成制御部２００を備え、シート処理装置は、シート処理装置を統括的に制御するシート処理制御部２０５（制御ＣＰＵを含む）を備える。
【００８６】
画像形成装置では、画像形成制御部２００は、給紙制御部２０２と入力部２０３に通信可能に接続されている。モード設定部２０１は、この入力部２０３に設けられたコントロールパネル２６から（１）プリントアウトモードと、（２）ジョブ仕分モードと、（３）綴じ処理モードと、（４）製本(中綴じ)処理モードと、さらには（５）マニュアル綴じモードの各設定を選択的に受け付けて動作モードを設定する。
【００８７】
シート処理制御部２０５は、制御ＣＰＵを含み、モード設定部２０１により設定された動作モード（シート処理モード）に応じて、シート処理装置を動作させる。このシート処理制御部２０５は、動作プログラムを記憶したＲＯＭ２０７と、制御データを記憶するＲＡＭ２０６と通信可能に接続されている。また、このシート処理制御部２０５には、各種センサ入力部２２０から検出情報を取得している。
【００８８】
［各種センサ入力部］
各種センサ入力部２２０には、画像形成装置から画像形成が行われたシートの搬送を検出する入り口センサ３８を有し、シートの先後端を検出して主な各種モータ駆動を管理している。入り口センサ３８の下流側には、シートのジャムなどを検出するシートセンサ３９が位置している。また、処理トレイ５８にはシートが載置されているか否かを検出する処理トレイエンプティセンサ５８Ｓが設けられている。そして、排紙ローラによって排出されたシートを徐々に下降しながら集積する積載トレイ３４の紙面を検出する積載トレイ位置センサ３４Ｓが設けられている。これらのセンサ以外にも、パンチユニット、綴じユニット６０の位置検出、中綴じユニットの動作検出などのセンサが設けられても良い。
【００８９】
［各種モータなどの出力部］
上記のシート処理制御部２０５には、シートを搬送する搬送制御部２１０が設けられている。この搬送制御部２１０は、シートを搬入するための搬入ローラモータ４１Ｍと、処理トレイ５８にシートを搬送するための搬送ローラモータ４８Ｍ、処理トレイ５８からシートを排出するための排紙ローラモータ５２Ｍを制御する。
【００９０】
また、搬入ローラモータ４１Ｍで駆動される搬入ローラで搬入されたシートの後端に穿孔処理するためにパンチ制御部２１１が設けられている。このパンチ制御部２１１は、シートの幅方向の指定位置に穿孔するパンチモータ４０Ｍを制御する。さらに、処理トレイ制御部２１２は、処理トレイ５８に搬出したシートをシート幅方向の両側から挟んで整合する整合板５９を移動する整合板モータ５９Ｍを制御する。
【００９１】
綴じ制御部２１３は、綴じモータ６０Ｍと、綴じユニット６０をシート幅方向の指定位置に移動する綴じユニット移動モータ６０ＳＭを制御して、図１に示したような二箇所綴じや角のコーナ綴じをするようにする。綴じられたシート束は、束移動ベルトと排紙ローラモータ５２Ｍにより駆動される排紙ローラで積載トレイ３４に排紙される。その際、排紙口に対してシートの上面の位置が常に一定となるように、トレイ昇降制御部２１４は、積載トレイ位置センサ３４Ｓの検出により集積トレイモータ３４Ｍを制御する。
【００９２】
シート処理制御部２０５は、図示した以外のブロックを含んでも良い。例えば、製本(中綴じ)処理のためのスタッカ制御部２１５、中綴じを行う中綴じ制御部２１６、折り・排出制御部２１７など、実行可能な後処理に対応したブロックを備えても良い。
【００９３】
なお、綴じ処理モードと、マニュアル綴じモードのそれぞれにおいては、綴じ位置に加水して綴じる加水綴じモードと、加水せずに綴じる加水なし綴じモードを実行可能である。ここでは、シート処理制御部２０５は、画像形成制御部２００からの綴じシート枚数情報を取得し、そのシート枚数に応じて、加水圧着綴じや加水なし綴じモードを設定する。
【００９４】
なお、この綴じシートが所定枚数以下か、あるいは所定枚数を超えるかの判別を行う判別部は、綴じ制御部２１３、シート処理制御部（制御ＣＰＵ）２０５、画像形成制御部２００のいずれで行われても良い。更には、加圧歯８２と受け歯１３０とに挟まれ加圧するシートの束を公知の方法で測定して枚数に換算し、加水綴じモードと加水なし綴じモードとを切り替えても良い。
【００９５】
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
【符号の説明】
【００９６】
１  画像形成システム：  ６０  綴じユニット：  ８２  加圧歯：  ８６  給水孔：  ９０  シリンダー：  １０４  加圧ピストン：  ２００  画像形成制御部：  ２０１  モード設定部：  ２０５  シート処理制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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