JP2007057923A - 用紙水付与装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 定着後の波打ち、カールを修正するため、用紙への水付与または非水付与に切り替えられる用紙水付与装置を有する画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成手段により形成されたトナー像を受領した後、定着工程を経て、画像形成装置本体から排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与する用紙水付与装置において、前記用紙水付与装置は、水を吸収する多孔質ローラ対と、当該多孔質ローラ対に供給する水を貯留する水供給容器を備え、当該多孔質ローラ対が形成するニップ部で前記排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与するものであって、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部に導く第１の用紙搬送経路と、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部を迂回する搬送バイパス用としての第２の用紙搬送経路と、を有することを特徴とする用紙水付与装置。
【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用紙水付与装置を有する画像形成装置に関する。

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用紙に定着している。

定着装置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、紙面に波打ちやカールが発生し易くなる。

このような現象は、用紙の種類により左右されるが、複数枚の用紙が積載される箇所にて生じ易く、画像形成され排紙トレイに積載した用紙や、綴じ処理用のスタッカに積載した用紙において多く発生し易く、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。

このような不便を回避するために、用紙矯正機構を備えたカール矯正用の搬送経路と用紙矯正機構を持たない搬送経路を装置内に構成し、給紙装置の設定に基づいて、何れかの用紙経路に切り替える手段を備えた構成（例えば、特許文献１参照）が知られている。また、や同一の用紙入口と出口がある２つの用紙搬送経路を備え、用紙の大小によって搬送経路を切り替える手段を備えた構成（例えば、特許文献２参照）も知られている。

一方、水供給容器からの水を吸収する多孔質ローラ対のニップ部で定着装置を通過した用紙に水分を付与し、波打や、カールを矯正する方法もある。
特開２０００−２４７５２６号公報 特開２００２−１９３５２４号公報

しかしながら、前記特許文献１の場合は、用紙への水付与有無によるカール矯正を行うものでなく、前記特許文献２の場合は、用紙矯正機構が設けられておらず水付与によるカール矯正でもない。

前記多孔質ローラを介して水を付与する機構を有する場合、波打ちやカールの矯正を必要としない用紙へは非水付与対応をとるのが好ましい。

本発明は、定着後の波打ち、カールを修正するため、用紙への水付与または非水付与に切り替えられる用紙水付与装置を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。
画像形成手段により形成されたトナー像を受領した後、定着工程を経て、画像形成装置本体から排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与する用紙水付与装置において、前記用紙水付与装置は、水を吸収する多孔質ローラ対と、当該多孔質ローラ対に供給する水を貯留する水供給容器を備え、当該多孔質ローラ対が形成するニップ部で前記排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与するものであって、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部に導く第１の用紙搬送経路と、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部を迂回する搬送バイパス用としての第２の用紙搬送経路と、を有することを特徴とする用紙水付与装置。

例えば、ＯＨＰ等水を吸収し難い転写材や波打ち、カールし難い水付与の必要ない厚紙と、水付与必要の薄紙との用紙搬送経路を別々にすることにより、不必要な水付与処理が省ける。

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、当該画像形成装置は画像形成装置本体Ａ、用紙水付与装置Ｂ及び後処理装置Ｃを備えている。

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を搬送するニップ部を形成し、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５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、スイッチバック搬送経路９ａで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は用紙水付与装置Ｂを経て後処理装置Ｃに搬送される。本発明に関係する用紙水付与装置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、大量の画像形成を行う場合には、昇降排紙皿２０６に用紙Ｐが排出される。

Ａ１は制御部で、画像形成プロセス制御、定着温度制御、装置全体の用紙搬送シーケンス制御等を行う。

図２は、図１における用紙水付与装置と第１および第２の搬送経路の一部を拡大した図である。

図１及び図２において、１１は搬送ローラ、１１ａは第１の用紙搬送経路で、経路中に用紙Ｐへの水供給用の多孔質ローラ対である加湿ローラ１５、１６が設けられてある。１１ｂは第２の用紙搬送経路で、前記第１の用紙搬送経路１１ａの上側に位置している。第２の用紙搬送経路１１ｂを第１の用紙搬送経路１１ａの上側に配置することにより、水供給ローラや水供給器等を第１の用紙搬送経路１１ａの下側に配置できるため、加湿ローラ対１５、１６への水供給機構を簡略化できる。当該第１，第２の用紙搬送経路の分岐点には軸Ｒを支点として不図示のバネとソレノイドからの動力で回動する搬送経路切り替えゲートとしての用紙振分け弁１１ｃが設けられ、排紙ローラ１０で送られた用紙を第１の用紙搬送経路１１ａまたは第２の用紙搬送経路１１ｂへ振り分ける。なお、ソレノイドへの通電がＯＦＦのときは、用紙振分け弁１１ｃは機械的なバネ力で実線で示す状態にあり、第１の用紙搬送経路１１ａの開放状態を優先にした、所謂デフォルト設定にしてある。これにより、使用頻度の高い普通紙や薄紙等は、用紙振り替え弁１１ｃの切り替え制御を行うことなく、第１の用紙搬送経路１１ａに搬送され、水分が付与されるため、制御の簡略化が図れる。また、薄紙とは５０〜５９ｇ／ｍ²、普通紙とは６０〜９０ｇ／ｍ²、厚紙とは９１〜１３０ｇ／ｍ²をいう。また、第１の用紙搬送経路１１ａと第２の用紙搬送経路１１ｂとの経路は同じ長さにしてあり、用紙搬送シーケンスの複雑化を回避している。また、用紙受入口Ｅ近傍に紙種検知センサＳが配置されており、用紙を検知し、制御部Ａ１は紙種を判別し、波打ち、カールし易い用紙に対しては第１の用紙搬送経路１１ａを選択し、当該第１の用紙搬送経路１１ａの選択に伴い加湿ローラ１５、１６および水供給ローラ１７が駆動を開始するように制御する。

１５、１６は用紙に水を付与する多孔質ローラ対であ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１５ａ、１６ａの上に多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層１５ｂ、１６ｂが形成されたものであり、多孔質層１５ｂ、１６ｂ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。加湿ローラ１６は、押圧機構により所定のストッパまで押し下げられた加湿ローラ１５とでニップ部Ｔを形成する。同時に起動時に迅速な給水を受ける必要があるために、水供給ローラ１７を架設した水供給容器１８が不図示の機構によって押し上げられ、前記水供給ローラ１７は、加湿ローラ１６に当接し水を供給する。加湿ローラ１６は、不図示の駆動部から軸芯１６ａに動力を得て矢印方向に回転し、水供給ローラ１７は、多孔質ウレタンゴムの素材から形成され、その一部が水供給容器１８の水面下に浸されている。水供給容器１８は、貯水タンク１９からポンプ１９ａ、送水管１９ｂを介して水が補給され、所定の水面レベルを保っている。

１７ａは加湿ローラ１６の含水量を規制する、丸棒状の金属、硬質樹脂等の剛体からなる規制部材で、加湿ローラ１６の多孔質層１６ｂに圧接
し、多孔質層１６ｂを変形させて、多孔質層１６ｂに含まれる水をスクイズする。これによって用紙Ｐに付与される給水量が規制され、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。すなわち、規制部材１７ａ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。なお、規制部材１７ａは、加湿ローラ１６に従動して回転してもよいし、回転しないで圧接のみでもよい。

次に、用紙水付与装置Ｂにおける定着された用紙の搬送プロセスについて、説明する。

前述したが、紙質によっては波打ち、カールの矯正を必要としない用紙へは非水付与対応をとるのが好ましい。本発明は、装置に連設された用紙水付与装置が紙種により水付与または非水付与に用紙搬送経路を切り替え可能なことを特徴としている。

すなわち、排紙ローラ１０から排出され、用紙水付与装置Ｂの用紙受入口Ｅに受け入れられた用紙は、当該用紙受入口Ｅ近傍に配置された紙種検知センサＳで用紙が検知される。

検知された信号は、制御部Ａ１に伝達され、水付与または非水付与の必要性が判別される。例えば、波打ち、カールし難い厚手の用紙の場合は、制御部Ａ１は、ソレノイドをＯＮするように指令し、用紙振り分け弁１１ｃを点線状態にして、用紙を第２の用紙搬送経路１１ｂに沿って搬送し、搬送ローラ１１および排紙ローラ１１ｄを介して後処理装置Ｃへ送るように制御する。また、波打ち、カールし易い薄手の用紙の場合は、制御部Ａ１は、用紙振分け弁１１ｃに何ら指令を発することなく、デフォルト設定により開放状態（実線）にある用紙搬送経路１１ａに沿って進み、排紙ローラ１１ｄを介して後処理装置Ｃへ送るように制御する。

また、紙種検知センサＳに頼ることなく、操作部１４で用紙収納トレイ３または４を選択するときに連動して薄紙には第１の用紙搬送経路１１ａを、厚紙（オーバーヘッドプロジェクタ用フィルムも含む）には第２用紙搬送経路１１ｂを選択するようにすることもできる。

以上の構成により、用紙の紙種の条件で水付与の可否を選択し、用紙への不必要な水付与を避けることができ、かつ、用紙水付与装置内の搬送経路を等しい経路長に分割したことで搬送シーケンスを簡素化でき、定着後の用紙を安定した搬送で次の装置に送ることができる。

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。 図１における用紙水付与装置と第１および第２の搬送経路の一部を拡大した図である。

符号の説明

１１ 搬送ローラ
１１ａ 第１の搬送経路
１１ｂ 第２の搬送経路
１１ｃ 用紙振分け弁
１５、１６ 加湿ローラ
１７ 水供給ローラ
１７ａ 規制部材
１８ 水供給容器
１９ 貯水タンク
１９ａ ポンプ
１９ｂ 送水管
Ａ１ 制御部
Ｓ 紙種検知センサ
Ｔ ニップ部

Claims (8)

1. 画像形成手段により形成されたトナー像を受領した後、定着工程を経て、画像形成装置本体から排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与する用紙水付与装置において、前記用紙水付与装置は、水を吸収する多孔質ローラ対と、当該多孔質ローラ対に供給する水を貯留する水供給容器を備え、当該多孔質ローラ対が形成するニップ部で前記排出されるトナー像を担持した用紙に水分を付与するものであって、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部に導く第１の用紙搬送経路と、前記排出されるトナー像を担持した用紙を前記ニップ部を迂回する搬送バイパス用としての第２の用紙搬送経路と、を有することを特徴とする用紙水付与装置。
2. 前記第１の用紙搬送経路の上側に前記第２の用紙搬送経路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の用紙水付与装置。
3. 前記第１の用紙搬送経路と前記第２の用紙搬送経路の経路長は同じ長さであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置本体と請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙水付与装置を備えた画像形成装置において、前記用紙水付与装置は、前記第１の用紙搬送経路と前記第２の用紙搬送経路との搬送経路切り替えゲートを有し、前記画像形成装置本体は、前記搬送経路切り替えゲートを制御する制御装置を有することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記搬送経路切り替えゲートは前記第１の用紙搬送経路に前記用紙が搬送されるようにデフォルト設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の用紙搬送経路と前記第２の用紙搬送経路との分岐点より用紙搬送方向上流側に
   配置された紙種検知センサによる検知手段に基づき紙搬送経路の選択が自動的に行われることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置本体の操作部での設定に連動して、第１、第２の用紙搬送経路のいずれかが選択されることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の用紙搬送経路が選択されたとき、前記用紙水付与装置が稼働することを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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