JP2007062851A - 用紙加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 用紙の厚み方向の含水率が不均一になり、カールが出る場合があるという問題を解決する。
【解決手段】 加湿ローラのニップを通過した用紙を反転搬送路で表裏反転した後に、再度前記ニップを通過させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は用紙を加湿する用紙加湿装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置、即ち、複写機、プリンタ、ファクシミリにおいては、定着工程において、用紙から水分が奪われる結果、用紙がカールしたり波打ち状に変形することが問題となり、この問題を解決する手段として、定着処理後の用紙を加湿することが提案されている（特許文献１、２）。

特許文献１のように水蒸気を用紙に吹き付けるのに対して、特許文献２のようにローラ対でニップを形成し、ローラに水を供給しつつ、前記ニップに用紙を通して加湿する方法は、装置の構成が簡単、且つ、小型になり、画像形成装置に組み込むのに適している。
特開２０００−１１８８４９号公報 米国特許第５，２６４，８９９号明細書

特許文献２に記載された用紙加湿装置に類似のものとして、本出願人は特願２００４ー１８４８４８号において、ローラ対の一方のローラに水を供給する用紙加湿装置を提案した。前記特願の用紙加湿装置は特許文献２よりも更に構造が簡単であり、小型になって、画像形成装置に組み込むのにより適している。

しかし、前記特願に記載された用紙加湿装置には次に説明する問題がある。この問題を本発明の実施の形態を示す図２を用いて説明する。

ローラ対を形成する加湿ローラ１００、１０１でニップＮＰを形成し、該ニップＮＰに用紙Ｐを通すことにより、用紙Ｐを加湿する。加湿ローラ１０１に接触して加湿ローラ１０１に水を供給する給水ローラ１０２は容器１０４に収容されている水Ｗに浸漬しており、加湿ローラ１０１には常に水の供給を可能であって、加湿ローラ１０１に担持される水の量が少なくなると、不足分が給水される。１０３は加湿ローラ１０１の水の量を規制する棒状の規制部材である。なお、加湿ローラ１００、１０１及び給水ローラ１０２は金属の芯にスポンジの層を形成したもので構成される。加湿ローラ１００には、加湿ローラ１０１から水が供給される。用紙Ｐの下面には加湿ローラ１０１から水が供給され、用紙Ｐの上面には、加湿ローラ１００から水が供給される。

図及び前記説明から明らかなように、用紙Ｐがニップを通過する間においては、加湿ローラ１００と１０１との間に用紙Ｐが介在するために、加湿ローラ１０１から加湿ローラ１００への水の供給が実質的にないので、用紙ＰがニップＮＰを通過する間は、加湿ローラ１００に担持される水は用紙Ｐに移るのみであって、加湿ローラ１００に水が供給されることはない。

従って、用紙Ｐの連続搬送が行われる場合には、用紙間の間隔で供給される水では不足して、加湿ローラ１００に担持される水の量が減少し、結果として、シ−トＰの上面からの水の供給量が少なくなる。

その結果、用紙の片面側の含水量は少なくなって、用紙にカールが出る。即ち、用紙が湾曲するようになる。

このような用紙のカールが出る状態になったときは、装置を停止する必要が生ずる場合もあって、装置の稼働効率が低下する。

本発明は、ローラ対を用いた用紙の加湿における前記の問題を解決することを目的とする。

前記目的は、下記の発明により達成される。
（１）ニップを形成する加湿ローラ対及び該加湿ローラ対の一方のローラに水を供給する給水手段を有し、前記ニップに用紙を通すことにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、
前記ニップを通過した用紙を表裏反転して、前記ニップに導く反転搬送路を設けたことを特徴とする用紙加湿装置。
（２）前記給水手段は、水を収容する容器及び該容器に収容された水に浸漬し、且つ、前記加湿ローラ対の前記一方のローラに接触する給水ローラを有することを特徴とする前記（１）に記載の用紙加湿装置。
（３）前記反転搬送路に用紙を導入するかしないかを選択する切替ゲートを有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の用紙加湿装置。

請求項１〜３の発明により、用紙の厚み方向の含水量分布が均一になって、含水量分布の不均一による用紙のカールが防止される。

請求項２の発明により、構造が簡単で小型であり、画像形成装置に組み込むのに適した用紙加湿装置が実現される。

請求項３の発明により、種々の用紙に対して、或いは環境の変化に対して安定して用紙の変形を防止する加湿装置が実現される。

以下に、実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。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部Ａ、加湿装置Ｂ及び後処理装置Ｃから構成される。

画像形成部Ａは、自動原稿搬送装置１及び画像読取部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プリンタエンジン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、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からプリンタエンジン部５までの給紙路８、プリンタエンジン部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の裏面にプリンタエンジン部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、画像形成部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。

画像形成部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し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。

図２は本発明の実施の形態における加湿装置Ｂの例を示す。

図において、１００、１０１は用紙Ｐに水を付与し、用紙Ｐを加湿するローラ対を形成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ＮＰ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。

１０４は水Ｗを収容する容器であり、水Ｗに給水ローラ１０２が浸漬する。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。

１０５は加湿装置Ｂに用紙を導入する導入搬送路、１０６は加湿装置Ｂから用紙を排出する排出搬送路、１０７は用紙を表裏反転する反転搬送路、１０８は反転搬送路に設けられた搬送ローラ、１０９は、搬送路を切り替える切り替えゲート、１１０は捌きゲートである。切り替えゲート１０９は実線の位置と点線の位置とに切り替えられる。また、捌きゲート１１０は用紙Ｐが搬送路１０７ａを上方に進行する際には、用紙Ｐにより押しやられて退避し、用紙Ｐが通過するが、用紙Ｐが下方に進行する際には、用紙Ｐを図の右側の搬送路１０７ｂに案内するゲートであり、ＰＥＴフィルム等の弾性部材からなる。また、捌きゲート１１０として、バネで付勢された回転可能な板状部材と用いることもできる。

加湿装置Ｂは加湿ローラ１００を実線の位置に設定し、用紙Ｐを直進させる加湿モード１と、加湿ローラ１００を実線の位置に設定し、用紙ＰをニップＮＰを通過させた後に、反転搬送路１０７に導き、表裏反転して、再度ニップＮＰを通す加湿モード２で作動することができる。

加湿装置Ｂは用紙Ｐの下面側に比較して上面側からの水の供給量が少なくなる傾向を有する。

即ち、上側の加湿ローラ１００は下側の加湿ローラ１０１から水の供給を受けるが、用紙Ｐが通過している間は、加湿ローラ１００に水がほとんど供給されない。これに対して、加湿ローラ１０１には、常に、給水ローラ１０２から水が供給されるので、用紙Ｐの上面側からの水の供給量が相対的に少なくなる。その結果、用紙Ｐの厚み方向の含水量分布が不均一になって、用紙がカールする。従って、用紙の種類、厚さ、加湿装置Ｂに導入される用紙Ｐの含水率の如何によっては、加湿処理しても、用紙にカールが出る場合がある。また、波打ちが発生する場合もある。

前記のようにカールや波打ちが起こる可能性がある場合には、切り替えゲート１０９を実線の位置に設定して、用紙Ｐを反転搬送路１０７に進行させる。用紙Ｐは反転搬送路において、搬送ローラ１０８により搬送され、捌きゲート１１０により誘導されて、ニップＮＰに再度導入されて加湿処理される。２回目の加湿処理においては、１回目の加湿処理において上面であった面が下面となり、加湿ローラ１０１から水の供給を受け、１回目の加湿処理において下面であった面が上面となり、加湿ローラ１００から水の供給を受ける。従って、用紙Ｐの含水率はその厚み方向に均一になり、カールや波打ちが十分に防止される。

このような波打ちのおそれがない場合に、切り替えゲート１０９を点線で示す位置に設定して、用紙Ｐを直進させ、１回の加湿処理を行うことにより、処理効率を上げることができる。

切替ゲート１０９の操作は、操作パネルにおける紙種の設定や、湿度・温度を検知する環境センサの出力に基づいて行うのが好ましい。

また、加湿ローラ１００、１０１間のニップを開放して、加湿処理を行わないモードを設定することが出来る構成も可能である。

本発明の実施の形態に係る用紙の加湿装置を有す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用紙の加湿装置を示す図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置
Ｂ 加湿装置
１００、１０１ 加湿ローラ
１０２ 給水ローラ
１０７ 反転搬送路
１０９ 切り替えゲート

Claims (3)

1. ニップを形成する加湿ローラ対及び該加湿ローラ対の一方のローラに水を供給する給水手段を有し、前記ニップに用紙を通すことにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、
   前記ニップを通過した用紙を表裏反転して、前記ニップに導く反転搬送路を設けたことを特徴とする用紙加湿装置。
2. 前記給水手段は、水を収容する容器及び該容器に収容された水に浸漬し、且つ、前記加湿ローラ対の前記一方のローラに接触する給水ローラを有することを特徴とする請求項１に記載の用紙加湿装置。
3. 前記反転搬送路に用紙を導入するかしないかを選択する切替ゲートを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の用紙加湿装置。

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