JP2006008282A - 用紙の加湿装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着装置を通過した用紙に生ずる波打ちを防止する。
【解決手段】 用紙をニップして搬送するローラ対を多孔質層を有する加湿ローラで構成し、該加湿ローラの少なくとも一方に、その表面から給水手段により水を供給する。前記給水手段から前記加湿ローラまでの水の供給経路には、水の量を規制する規制手段を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、熱定着装置により定着処理された用紙に対して水分を付与する加湿技術に関する。

電子写真方式により画像を形成する画像形成装置においては、一般に、用紙上に微粉末のトナーで画像を形成し、加熱・加圧処理によりトナー像を定着している。

定着における加熱処理により、用紙から水分が蒸発するが、用紙が環境に曝されることにより吸湿し、用紙に含有される水分は次第に回復する。しかしながら、水分の回復は一様ではなく、用紙の各部分によって異なる割合で進行する。例えば、複数枚の用紙が束ねられた状態で放置された場合に、用紙の周辺部における吸湿は速い速度で進行するが、用紙の中央部では、遅いか又は吸湿が進行しない。

このために、含水率の違いにより用紙の伸張率が場所により異なる結果、波打ち現象が起こる。

このような現象は、画像形成され排紙トレイに堆積した用紙や、綴じ処理用のスタッカに堆積した用紙において多く発生し、特に、大容量スタッカからなる排紙トレイにおいて顕著である。

また、用紙が湾曲してカールが発生する場合もある。

特許文献１では、用紙の搬送に多孔質の加湿ローラを用い、該加湿ローラの軸芯から水を供給して用紙を加湿することにより用紙の波打ち等を防止する用紙の加湿装置が提案されている。
米国特許第５，２６４，８９９号明細書

用紙の変形を防止するために用いられる加湿装置は、用紙全面に均一に水分を供給すること、水分供給量の調整がしやすい等が条件となり、また、画像形成装置に組み込み可能とするために、小型であることが好ましい。本発明は画像形成装置に好適に用いることが出来る用紙の加湿装置及び加湿装置を装備した画像形成装置を提供することを目的とする。

前記の本発明の目的は、下記の発明により達成される。
（請求項１）
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
該加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する給水手段及び、
前記給水手段から前記加湿ローラに供給される水の量を抑制する規制手段を有することを特徴とする用紙の加湿装置。
（請求項２）
前記給水手段は、多孔質層を有し、前記加湿ローラに接触して回転することにより前記加湿ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の用紙の加湿装置。
（請求項３）
前記規制手段は、前記給水ローラに圧接して、前記給水手段に含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項２に記載の用紙の加湿装置。
（請求項４）
前記規制部材は、前記給水ローラに接離可能であることを特徴とする請求項３に記載の用紙の加湿装置。
（請求項５）
前記規制手段は、前記加湿ローラに圧接して前記加湿ローラに含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
（請求項６）
前記規制部材は、前記加湿ローラに接離可能であることを特徴とする請求項５に記載の用紙の加湿装置。
（請求項７）
前記給水手段は前記給水ローラが浸漬する水を収容する容器を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
（請求項８）
前記給水手段は、給水ローラ及び該給水ローラと、前記加湿ローラ対の少なくとも一方の前記加湿ローラとに接触する中継ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の用紙の加湿装置。
（請求項９）
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項８に記載の用紙の加湿装置。
（請求項１０）
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
前記加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する中継ローラ及び、
該中継ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする用紙の加湿装置。
（請求項１１）
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項１０に記載の用紙の加湿装置。
（請求項１２）
前記加湿ローラ対は接離可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
（請求項１３）
用紙上にトナーを転写して画像を形成する画像形成部、
画像が形成された用紙を加熱・加圧して画像を定着する定着装置及び、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置を有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項１４）
前記用紙の加湿装置により加湿処理された用紙に対して後処理を行う後処理装置を有することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

請求項１〜１４のいずれかの発明により、加湿ローラの表面から水を供給し、その供給量を規制するので、用紙の全面に亘って、均一な加湿が行われる。また、作動・作動停止の制御性が向上し、加湿調整の制御性が向上する。その結果、用紙の波打ち、カール等の変形を良好に防止することができる。しかも、小型の装置で用紙の変形を良好に防止することができる。

請求項３の発明により、加湿ローラに規制部材を圧接させないので、加湿ローラの変形を防止することができる。

請求項４の発明では、給水ローラの変形を防止することができる。

請求項６の発明により、加湿ローラの変形を防止することができる。

請求項８〜１１のいずれかの発明により、加湿ローラ対に対する水の供給・停止の正確な制御が可能になるので、加湿ローラ対に対する過剰な水の供給を防止することができ、過剰な水の供給による不具合が防止される。

例えば、停止時に加湿ローラに水が供給される結果、次の起動時に、加湿ローラに蓄積された水分が用紙に付与されて過剰な加湿が行われ等の不具合が防止される。

請求項１２の発明により、加湿ローラの変形を防止することが出来る。

定着処理後に、トナーの樹脂成分の硬化が不十分な状態で排紙され、堆積することにより、用紙が接着するタッキングと称される現象が起こる場合があるが、請求項１３又は１４の発明により、定着後の用紙を適度に加湿することにより、このような望ましくない現象を良好に防止することが出来る。

また両面画像形成においては、定着における加熱により水分が蒸発し、含水率が低下した状態で画像形成部に用紙が再給紙されることにより、抵抗率の高い用紙に対して転写が行われることが原因で、裏面画質が低下する場合があるが、請求項１３又は１４の発明により、定着後の用紙を適度に加湿し、その含水率を調整するので、このような望ましくない現象を良好に防止することが出来る。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図であり、該画像形成装置は画像形成装置本体Ａ、加湿装置Ｂ及び後処理装置Ｃから構成される。

画像形成装置本体Ａは、自動原稿搬送装置１及び画像読取装置２を上部に有し、下部がプリンタ部で構成される
プリンタ部において、３、４は用紙Ｐを収納する用紙収納部である。感光体６を有し、感光体６に対して、帯電、露光及び現像を行う電子写真プロセスにより、感光体６上にトナー像を形成する画像形成部５において、用紙Ｐに画像が形成され、形成された画像は定着装置７において定着される。定着装置７は熱源７ｃが内蔵された加熱ローラ７ａと加圧ローラ７ｂで用紙Ｐを搬送するニップを形成し、用紙を搬送しつつ加熱・加圧してトナーを溶融し、画像を用紙Ｐに定着する。

用紙Ｐは用紙収納部３又は４から供給され、画像形成部５の給送部５ａにおいて一時停止した後に画像形成部の給送部５ａから給紙されて画像形成が行われ、画像形成された用紙Ｐは、排紙ローラ１０により排紙口１３から排出される。

用紙の搬送経路としては、用紙収納部３、４から画像形成部５までの給紙路８、画像形成部５から定着装置７、排紙ローラ１０を経て排紙口１３に至る搬送路９及び反転搬送を行う裏面用搬送路１２が設けられる。

画像形成モードとしては、片面フェースダウン排紙モード、片面フェースアップ排紙モード及び両面モードがあり、片面フェースダウン排紙モードでは、片面に画像が形成され、定着装置７を通過した用紙Ｐは、反転処理により表裏反転した後に、排紙ローラ１０で搬送されて排出される。

片面フェースアップ排紙モードでは、片面に画像形成され、搬送路９を搬送された用紙Ｐは、そのまま排紙ローラ１０により搬送され排出される。

両面モードにおいては、片面に画像形成され、定着装置７を通過した用紙Ｐは、下方に走行して裏面用搬送路１２に進行し、表裏反転した後に、給紙路８に再給紙される。

再給紙された用紙Ｐの裏面に画像形成部５において裏面画像が形成され、裏面画像形成された用紙Ｐは定着装置７を通過し、排紙ローラ１０により搬送されて排出される。１４は操作部であり、画像形成装置本体Ａにおける各種のモード及び後処理装置Ｃを用いた出力モードの設定を操作部１４における操作で設定することができる。

画像形成装置本体Ａから排出された用紙Ｐは加湿装置Ｂを経て後処理装置Ｃに搬送される。加湿装置Ｂについては、後に説明する。

後処理装置Ｃは、ステイプル処理部２０２、シフト処理部２０３及び中間スタッカ２０４を有し、用紙に対して、ステイプル処理又はシフト処理を行って、昇降排紙皿２０６に排出する。

後処理装置Ｃは更に、固定排紙皿２０５を有し、少量の画像形成ジョブにおいては、固定排紙皿２０５に用紙Ｐが排出される。

ステイプル処理は中間スタッカ２０４に設定枚数用紙を集積させた後にステイプル処理部２０２によりステイプル処理を行い、処理された用紙Ｐの束は、スタッカ２０４上を上昇して昇降排紙皿２０６に排出される。

少量の画像形成ジョブにおいては、導入口２０１から導入された用紙Ｐは固定排紙皿２０５に排紙される。

ステイプル処理やシフト処理等の後処理を行わないモードの場合でも、大量の画像形成形成を行う場合には、昇降排紙皿２０６に用紙Ｐが排出される。

図２は本発明の実施の形態に係る加湿装置Ｂの第１例を示す。

図において、１００、１０１は用紙に水を付与する加湿ローラであり、ともに金属、硬質樹脂等の剛性体からなる軸芯１００ａ、１０１ａの上に多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層１００ｂ、１０１ｂが形成されたものであり、多孔質層１００ｂ、１０１ｂは、その表面から水の供給を受けるとともに、用紙Ｐに対して水分を付与し加湿する多孔質の表面を形成する。１０２は下側の加湿ローラ１０１に接触して水を供給する給水手段としての給水ローラであり、金属、硬質樹脂等の剛性体からなる軸芯１０２ａ及び軸芯１０２ａ上に形成された多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層１０２ｂからなるローラで構成されることが好ましい。給水ローラ１０２には、軸芯１０２ａがなく、多孔質材料のみからなるローラあるいはパッドの形態を持ったものを使用することもできる。給水ローラ１０２は、起動時に、加湿ローラ１０１に対して迅速な給水を行うために、前記のように多孔質層１０２ｂを設けることが好ましいが、多孔質層を設けることは必ずしも必要ではなく、水を吸収せず、表面に水を保持することが出来る親水性の表面を持った材料、たとえば、金属や親水化処理した樹脂又はソリッドなゴムからなるローラを用いることもできる。１０３は規制手段を構成する規制部材であり、丸棒状の金属、硬質樹脂等の剛体からなる規制部材である。規制部材１０３は加湿ローラ１０１に圧接して、多孔質層１０１ｂの表面部に含まれる水分を抑制し、用紙Ｐに供給する水分の量を規制する。すなわち、規制部材１０３は加湿ローラ１０１の多孔質層１０１ｂに圧接し、多孔質層１０１ｂを変形させて、多孔質層１０１ｂに含まれる水をスクイズする。これによって用紙Ｐに付与される水の量が規制され、用紙Ｐが適度に加湿され、過剰な加湿による用紙Ｐのベタツキ等が防止される。規制部材１０３の接触圧を調節することにより、適度な加湿が可能となる。

加湿ローラ１００、１０１及び給水ローラ１０２は図示しないモータにより駆動されて矢印のように回転し、用紙Ｐを搬送する。搬送される用紙Ｐは加湿ローラ１００、１０１でニップされ搬送されるが、加湿ローラ１００、１０１間のニップにおいて、多孔質層からしみ出した水で加湿される。用紙Ｐに供給される水の量は、規制部材１０３でスクイズすることにより、適量に規制される。

規制部材１０３は加湿ローラ１０１に圧接して水の供給量を規制するが、加湿ローラ１０１に従動して回転してもよいし、回転しないで圧接してもよい。また、規制部材１０３が圧接する場合の圧力は適切に設定される。更に、給水ローラ１０２から加湿ローラへの水の供給は、下側の加湿ローラ１０１から行っているが、上側の加湿ローラ１００から行ってもよいし、上下の加湿ローラ１００、１０１に水を供給する構成とすることもできる。

このように規制部材１０３により加湿ローラ１００、１０１に対する水供給量を規制することにより、搬送される用紙Ｐが適切に加湿されるので、加湿不足により、用紙Ｐの波打ちが十分に矯正されなかったり、過剰な加湿により、排紙部において堆積した用紙Ｐが互いに接着したり、接触した部材、用紙等に画像を形成しているトナーが付着する等の不具合が良好に防止される。

加湿ローラ１００を点線で示す上位置に移動させることができる。すなわち、装置の停止時には点線の位置に加湿ローラ１００を設定し、加湿ローラ１０１から離すことにより、加湿ローラ１００、１０１の変形を防止することが出来る。同様に、規制部材１０３を停止時に、点線で示す位置に移動させて加湿ローラ１０１から離すことが出来る。これにより加湿ローラ１００、１０１の変形が防止される。

加湿ローラ１００、１０１間に形成されるニップのニップ量、すなわち、前記ニップの搬送方向長さを変えることにより、用紙Ｐに対する給水量を調節することができる。また、規制部材１０３の圧力を変えることによっても、用紙Ｐに対する給水量を調節することができる。

図３は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第２例を示す図である。

本例では、給水ローラ１０２に規制部材１０６を圧接させている。このように本例では、給水ローラ１０２に含まれる水の量を規制することにより、加湿ローラ１０１に規制部材を圧接する代わりに、給水ローラ１０２に規制部材１０６を圧接させているので、加湿ローラ１０１の変形を防止することができる。

図４は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第３例を示す図である。

本例では、規制手段を規制部材１０３、１０６で構成し、加湿ローラ１０１に第１の規制部材１０３を圧接させ、加湿ローラ１０１に含まれる水の量を規制するとともに、給水ローラ１０２に第２の規制部材１０６を圧接させ、給水ローラ１０２に含まれる水の量を制御している。このように２個の規制部材１０３、１０６を用いることにより、用紙Ｐに供給する水の割合をより正確に制御することが可能となり、良好な用紙Ｐの矯正が行われるようになる。

図５は本発明の形態に係る加湿装置の第４例を示す図である。

本例では、給水手段を給水ローラ１０２と中継ローラ１０７とで構成している。下側の加湿ローラ１０１と給水ローラ１０２との間に中継ローラ１０７を介在させている。中継ローラ１０７は、給水ローラ１０２から水を受け取って、加湿ローラ１０１に供給する部材であり、多孔質層を有するものが好ましいが、表面に水を保持することができる親水性の非多孔質ローラを用いることもできる。中継ローラ１０７は点線で示すように、加湿ローラ１０１から離れた退避位置に移動可能であり、画像形成装置の作動時に実線の作動位置に設定し、装置の停止時に、点線で示すように退避させる。なお図示の例では、中継ローラ１０７を給水ローラ１０２に接触させた状態で、加湿ローラ１０１から離間させているが、加湿ローラ１０１に接触させた状態で給水ローラ１０２から離間させるか又は加湿ローラ１０１及び給水ローラ１０２の双方から離間させて退避位置に変位させることもできる。

これによって装置が停止し、加湿ローラ１０１が停止している状態で加湿ローラ１０１に水が供給される結果、加湿ローラ１０１に部分的な給水が行われて、加湿ローラ１０１が回転して用紙Ｐを加湿する時に、不均一な給水が行われることが防止される。また、用紙Ｐを搬送しないで加湿ローラ１００、１０１を回転させる作動において、水が無駄に加湿ローラ１００、１０１に供給されることが防止され、加湿ローラ１００、１０１が過剰に濡れる等の不都合が防止される。

図２の第１例について説明したと同様に、中継ローラ１０７を加湿ローラ１００に、又は加湿ローラ１００、１０１の双方に接触させて給水する構成も可能である。

図６は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第５例を示す図である。

本例では、加湿ローラ１０１と給水ローラ１０２との間に、中継ローラ１０７を設けるとともに、加湿ローラ１０１に規制部材１０３を圧接させて、用紙Ｐへの水供給量を規制している。本例では、用紙Ｐに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ１００、１０１に無駄な水が供給されることを防止することができる。

図７は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第６例を示す図である。

本例では、加湿ローラ１０１と給水ローラ１０２との間に、中継ローラ１０７を設けるとともに、給水ローラ１０１に規制部材１０６を圧接させて、用紙Ｐへの水供給量を規制している。本例では、用紙Ｐに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ１００、１０１に無駄な水が供給されることを防止することができる。

図８は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第７例を示す図である。

本例では、加湿ローラ１０１と給水ローラ１０２との間に、中継ローラ１０７を設けるとともに、中継ローラ１０７に規制部材１０６を圧接させて、用紙Ｐへの水供給量を規制している。本例では、用紙Ｐに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ１００、１０１に無駄な水が供給されることを防止することができる。

加湿装置を、画像形成装置本体内の定着装置の下流に設けることもできる。図９はこのような本発明の実施の形態の例における排紙部を示す。

本例では、加湿装置Ｂが定着装置７と切換ゲート１６との間に設けられる。

切換ゲート１６は実線の位置で定着装置７から排紙された用紙Ｐを排紙ローラ１０に直進案内し、点線の位置にあるときは、用紙Ｐを下方に案内する。前記に説明したように、
片面フェースダウン排紙モードでは、用紙Ｐは定着後、下方に走行した後、反転ローラ１７により上方に搬送され、切換ゲート１６により排紙ローラ１０に案内され排紙される。また、片面フェースアップ排紙モードにおいては、定着装置７から排紙された用紙Ｐは切換ゲート１６により排紙ローラ１０へ直進案内されて排紙される。更に、両面モードにおいては、表面画像形成され定着装置７を通過した用紙Ｐは切換ゲートに案内されて下方に走行し、図１における裏面用搬送路１２を経て画像形成部５に再給紙され、前記に説明したように裏面画像が形成された後に、再度定着装置７を通過し後に、切換ゲート１６により直進案内されて排紙ローラ１０により排紙される。なお、切換ゲート１６は実線と点線の位置にソレノイド（図示せず）により駆動されて回転し、用紙Ｐの直進案内、用紙Ｐの下方への案内及び下方から搬送される用紙Ｐの排紙ローラ１０への案内を行う。実線の位置は直進案内を行う位置であり、点線の位置は下方への案内及び下方から排紙ローラ１０への案内を行う位置である。点線の位置にある切換ゲート１６で用紙Ｐの下方への案内と下方から排紙ローラ１０への案内を可能とするために、切換ゲート１６は図示しないバネにより、反時計方向に付勢されている。用紙Ｐは下方への走行時に、切換ゲート１６を押し開いて走行する。

このような構成により、両面画像形成において、表面画像を形成した用紙Ｐに対して、加湿装置Ｂを通過させて水分を付与した後に再給紙し、裏面画像形成を行うことが可能となり、均等な画質の表裏面画像が形成される。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第１例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第２例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第３例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第４例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第５例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第６例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る加湿装置の第７例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の他の例における排紙部を示す図である。

符号の説明

１００、１０１ 加湿ローラ
１００ｂ、１０１ｂ、１０２ｂ 多孔質層
１０２ 給水ローラ
１０３、１０６ 規制部材
１０４ 容器
１０５ 水
１０７ 中継ローラ

Claims (14)

1. 多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
   該加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する給水手段及び、
   前記給水手段から前記加湿ローラに供給される水の量を抑制する規制手段を有することを特徴とする用紙の加湿装置。
2. 前記給水手段は、多孔質層を有し、前記加湿ローラに接触して回転することにより前記加湿ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の用紙の加湿装置。
3. 前記規制手段は、前記給水ローラに圧接して、前記給水手段に含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項２に記載の用紙の加湿装置。
4. 前記規制部材は、前記給水ローラに接離可能であることを特徴とする請求項３に記載の用紙の加湿装置。
5. 前記規制手段は、前記加湿ローラに圧接して前記加湿ローラに含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
6. 前記規制部材は、前記加湿ローラに接離可能であることを特徴とする請求項５に記載の用紙の加湿装置。
7. 前記給水手段は前記給水ローラが浸漬する水を収容する容器を有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
8. 前記給水手段は、給水ローラ及び該給水ローラと、前記加湿ローラ対の少なくとも一方の前記加湿ローラとに接触する中継ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の用紙の加湿装置。
9. 前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項８に記載の用紙の加湿装置。
10. 多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
    前記加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する中継ローラ及び、
    該中継ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする用紙の加湿装置。
11. 前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項１０に記載の用紙の加湿装置。
12. 前記加湿ローラ対は接離可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置。
13. 用紙上にトナーを転写して画像を形成する画像形成部、
    画像が形成された用紙を加熱・加圧して画像を定着する定着装置及び、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の用紙の加湿装置を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 前記用紙の加湿装置により加湿処理された用紙に対して後処理を行う後処理装置を有することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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