JP2009220895A - 用紙加湿装置及び画像形成システム - Google Patents

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Abstract

【課題】従来の加湿装置における前記の問題を解決し、長期間に亘って用紙に対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置を提供することを目的とする。
【解決手段】互いに圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過する用紙に水を付与する一対の加湿ローラ123と、
加湿ローラ123に圧接して水を供給する給水ローラ124と、
給水ローラ124に供給する水を蓄える貯水部121と、
一対の加湿ローラ123と、加湿ローラ123と給水ローラ124と、の圧接を解除させる圧接解除手段と、
を有することを特徴とする用紙加湿装置とする。
【選択図】図4

Description

本発明は用紙に水を付与する用紙加湿装置、及び用紙加湿装置を備えた画像形成システムに関する。
電子写真方式の画像形成装置、即ち、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を有する複合機においては、加熱定着工程において、加熱時に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したりすることが問題となる。この問題を解決する手段として、定着処理後の用紙に水を付与することが提案されている。
特許文献1は、用紙を搬送してニップ部を形成する一対の多孔質ローラ及び該多孔質ローラに接触して水を供給する水供給ローラを有する用紙水付与装置が開示されている。
用紙に付与される水は水供給ローラから多孔質ローラへと供給される。また、水供給ローラへの水の供給は、特許文献1では、水供給容器から行われ、水供給容器に浸された水供給ローラを回転させることにより、水供給ローラから多孔質ローラの周面に水が塗布される。
特開2007−58026号公報
用紙に水を付与する過程では用紙に付着している紙粉等の異物は、用紙から加湿ローラへ、そして加湿ローラから給水ローラへ、更に当該給水ローラから水供給容器へと転移して混入することになり用紙水付与装置に広がってしまう。
そして前記水供給容器に混入した異物は給水ローラ及び加湿ローラに再付着することになり、当該多孔質ローラ及び給水ローラ上の異物により、用紙への水付与が用紙全面に渡って均一に行えなくなるという問題がある。
本願発明は、従来の加湿装置における前記の問題を解決し、長期間に亘って用紙に対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置及び用紙加湿装置を備えた画像形成システムを提供することを目的とする。
(1)互いに圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過する用紙に水を付与する一対の加湿ローラと、
前記加湿ローラに圧接し、前記加湿ローラに水を供給する給水ローラと、
前記給水ローラに供給する水を蓄える貯水部と、
前記一対の加湿ローラの圧接解除及び、前記加湿ローラと前記給水ローラの圧接解除を行う圧接解除手段と、
を有することを特徴とする用紙加湿装置。
(2)前記加湿ローラを回転させる駆動モータの作動中に、前記圧接解除手段によるローラ間の圧接解除を止めて該ローラ間を圧接させるように制御することを特徴とする(1)に記載の用紙加湿装置。
(3)前記給水ローラは、前記一対の加湿ローラそれぞれに圧接するように二つ設けられており、
前記一対の加湿ローラ及び二つの前記給水ローラは、前記ニップ部を中心として水平方向に左右対称に配置させていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の用紙加湿装置。
(4)用紙に画像形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置で画像形成した用紙に水を付与する(1)乃至(3)のいずれかに記載の用紙加湿装置と、
を有することを特徴とする画像形成システム。
(5)制御手段を有し、
該制御手段は、搬送される複数枚の用紙に連続して画像形成する連続画像形成サイクルにおいて、先頭用紙が前記一対の加湿ローラに到達するまで前記一対の加湿ローラの圧接を解除するように前記圧接解除手段を制御することを特徴とする(4)に記載の画像形成システム。
(6)前記制御手段は、前記連続画像形成サイクルにおいて、搬送される用紙と用紙の間では前記一対の加湿ローラの圧接を解除するように前記圧接解除手段を制御することを特徴とする(5)に記載の画像形成システム。
本願発明によれば、長期間に亘って用紙に対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置及び用紙加湿装置を備えた画像形成システムを提供することが可能となる。
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
[画像形成装置]
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体図である。該画像形成システムは画像形成装置A、用紙加湿装置B及び用紙後処理装置FSから構成される。
画像形成装置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は用紙Sを収納する用紙収納部である。感光体4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4上にトナー像を形成する画像形成手段(プリンタエンジン)5において、用紙Sに画像が形成され、形成された画像は定着装置6において定着される。定着装置6は熱源6aが内蔵された加熱ローラ6bと加圧ローラ6cで用紙Sを搬送するニップ部を形成し、用紙Sを搬送しつつ加熱、加圧してトナーを溶融し、画像を用紙Sに定着する。
用紙Sは用紙収納部3から第1給紙手段3aにより給送され、第2給紙手段3bにおいて一時停止した後に給紙されて画像形成が行われ、画像形成された用紙Sは、排紙ローラ8により排紙口から排出され左方の用紙加湿装置Bに送られる。
用紙Sの搬送経路としては、用紙収納部3から画像形成手段5までの給紙路7、画像形成手段5から定着装置6、排紙ローラ8を経て排紙口に至る搬送路9a及び反転搬送を行う裏面用搬送路9b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る。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6を通過した用紙Sは、反転処理により表裏反転した後に、排紙ローラ8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9aを搬送された用紙Sは、そのまま排紙ローラ8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6を通過した用紙Sは、下方に走行して裏面用搬送路9bに進行し、表裏反転した後に、給紙路7に再給紙される。
再給紙された用紙Sの裏面に画像形成手段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Sは定着装置6を通過し、排紙ローラ8により搬送されて排出される。
複数枚の用紙に連続して画像形成する連続画像形成サイクルにおいては、複数枚の用紙Sが所定の間隔で用紙収納部3から給紙及び搬送されて、画像形成が連続して行われる。
10は操作部であり、画像形成装置Aにおける各種のモード及び用紙後処理装置FSを用いた出力モードの設定を操作部10における操作で設定することができる。
画像形成装置Aに配置された制御手段C1は、通信手段C4を介して用紙加湿装置Bの制御手段C2、及び用紙後処理装置FSの制御手段C3に接続されている。
画像形成装置Aから排出された用紙Sは、用紙加湿装置Bを経て用紙後処理装置FSに搬送される。
用紙加湿装置Bは、画像形成装置Aから排出された用紙Sを受け入れ搬送する第1搬入搬送部100、用紙Sに水を付与する用紙加湿部120、画像形成装置Aから排出された用紙Sを受け入れ搬送する第2搬入搬送部150、第1デカール部160、第2デカール部170及び用紙Sを排出し用紙後処理装置FSへと受け渡す排紙搬送路200を有する。
[用紙後処理装置FS]
用紙後処理装置FSは、画像形成装置Aから排出される用紙Sに対して各種の後処理装置を行うもので、穿孔折り機、平綴じ機、中綴じ機、糊付け製本機、断裁機等を総称する。以下、用紙後処理装置FSの一実施の形態として糊付け製本機を代表として説明する。
糊付け製本機は、用紙導入手段21、排紙手段22、用紙束収納手段23、用紙束搬送手段24、糊塗布手段25、表紙供給手段26、表紙断裁手段27、表紙外装手段(くるみ製本手段)28、整合手段29を備えている。
用紙導入手段21に導入された用紙Sは、用紙束収納手段23上に載置された後、斜め下方に逐次搬送され、用紙束搬送手段24の把持手段241によって把持される。把持手段241は、用紙Sを束ねた用紙束Saを把持したまま用紙束Saの背部(以下、糊塗布面Nという)を下側になるように旋回して所定位置に停止する。糊塗布手段25は、用紙束Saの糊塗布面Nに糊を塗布する。
表紙供給手段26に収納された表紙Kは、表紙断裁手段27を経由して表紙外装手段28に搬送された後、表紙Kの後端部が表紙断裁手段27によって所定長に断裁される。表紙Kの断裁長は、用紙Sの進行方向の2枚分の長さに用紙束Saの背部の厚さを加えた長さである。
表紙外装手段28は、表紙供給手段26から供給された表紙Kを受容して搬送し、所定位置に停止させた後、整合手段29により幅方向の位置決めを行う。表紙外装手段28は、用紙束Saの糊塗布面Nに圧接して接着される。
用紙束Saの背部に対向する加圧部材の下降と、表紙外装手段28の上部に配置された左右対称な一対の折曲部材の移動とにより、表紙Kは用紙束Saの糊塗布面Nの側縁に沿って折り曲げられ、用紙束Saの表裏面に表紙Kを装着した用紙束Saが形成される。
表紙Kの折り曲げ工程の終了後、表紙外装手段28が下降して待避した後、整合手段29の退避と共に表紙Kの幅方向外側に退避していた排出ベルト30が用紙束Saの下方の幅方向内側まで移動して停止する。その後、把持手段241による挟持が解除されると、用紙束Saは下降し、用紙束Saの下方の背部が排出ベルト30の上面に当接する位置に停止する。回動する排出ベルト30は、用紙束Saに表紙Kを貼着してくるみ製本処理された冊子を装置外に排出する。
[用紙加湿装置]
図2は、本発明の実施の形態に係る用紙加湿装置Bの全体図である。用紙加湿装置Bでは、画像形成装置Aでカールしたり波打ち状に変形したりした用紙の矯正を行う。
第1搬入搬送部100は搬送路R1を、用紙加湿部120は搬送路R2を、バイパス搬送路としての第2搬入搬送部150は搬送路R3を、第1デカール部160、第2デカール部170は搬送路R4を、排紙搬送路200は搬送路R5を有する。
搬送路R1〜R5は図示のように、複数のガイド部材により形成される。搬送路R1の一部は第1、第2搬入搬送部100、150に共有される。
用紙加湿装置Bに搬入された用紙Sは切替ゲートGの切替により、第1搬入搬送部100から第2搬入搬送路150を経て、第1デカール部160に搬送され、(1)第2デカール部170及び排紙搬送部200を経て排出されるか又は(2)第1搬入搬送部100から用紙加湿部120に搬送され、用紙加湿部120から、第2搬入搬送部150、第1デカール部160、第2デカール部170及び排紙搬送部200を経て排出される。
第1搬入搬送部100においては、搬送ローラ101〜105により用紙Sが搬送されて用紙加湿部120に搬送される。
用紙加湿部120においては、一対の加湿ローラ123及び搬送ローラ142により用紙Sが搬送される。
第2搬入搬送部150においては、搬送ローラ101,102、151及び152により用紙Sが搬送される。
排紙搬送部200においては、搬送ローラ201〜204により用紙Sが搬送され、排出される。
次に、用紙加湿装置Bの各処理部について説明する。
[用紙加湿部120]
図1乃至図3により用紙加湿部120の構造及び作用を説明する。図3は、用紙加湿部120の構成を示す図である。
用紙加湿部120は、一対の加湿ローラ123(123a、123b)、二つの給水ローラ124(124a、124b)及び制御ローラ125(125a、125b)貯水部121を有する。また二つの加湿ローラ123及び二つの給水ローラ124は、ニップ部Niを中心として水平方向(図示X方向)に左右対称に配置させている。
用紙を加湿する水を収容する貯水部121は、搬送される用紙Sの最大幅(搬送方向に直角な方向の用紙長さ)よりも若干長い、水槽121Aを形成する。
貯水部121には、左右に並んだ給水皿121B1、121B2が形成される。給水皿121B1、121B2は貯水部121により形成される水槽121Aより高い位置で水を収容する部屋を形成する。給水皿121B1、121B2に収容されている水は両脇の壁面高さ以上になる分は、オーバーフローして水槽121Aに落下する。貯水部121の中央部には用紙Sが通過する間隙121Eが形成される。
2個の給水皿121B1、121B2はそれぞれ、給水ローラ124a、124bの円筒形外周面に対応した円弧状の内周面を有する。
給水皿121B1、121B2には、下方の貯水槽130から給水管131を通過した水が供給され、両脇の壁面以上となる分はオーバーフローするため常に一定の水位WSが維持される。
給水皿121B1、121B2の上方には、給紙皿121Bの内周面と所定の間隔を隔てて配置された給水ローラ124a、124bが配置され、給水ローラ124a、124bの下部は給水皿121B1、121B2に収容されている水に浸漬する。
給水ローラ124a、124bは金属の軸芯にゴム層を形成したゴムローラからなり、給水ローラ124aは矢印D1のように回転し、給水ローラ124bは矢印D2のように回転する。
給水ローラ124aに接触するように加湿ローラ123aが、給水ローラ124bに接触する加湿ローラ123bがそれぞれ配置され、加湿ローラ123aと加湿ローラ123bとは圧接(圧着ともいう)してニップ部Niを形成する。制御ローラ125a、125bの軸にはスプリング等の弾性体により中心のニップ部Niに向かう圧力が付与されている(後述の図4の矢印方向)。また加湿ローラ123、給水ローラ124、制御ローラ125の各ローラは、ローラ軸の両端が不図示のパネルにより軸受けを介して支持されており、パネルに設けられた長円を軸受けが移動することによりx方向に移動可能としている。
加湿ローラ123はそれぞれ金属の軸芯にゴム層を形成したゴムローラからなり、加湿ローラ123aは矢印D3のように回転し、加湿ローラ123bは矢印D4のように回転して、加湿ローラ123の周面と加湿ローラ123の周面とは接触するニップ部Niにおいて、図示のように上方y方向に用紙Sを挟持搬送する。
一対の加湿ローラ123のうちいずれか一方が駆動原により回転駆動されて駆動ローラとして機能する。図3に示す例においては、駆動モータM1が加湿ローラ123aを回転駆動させる。そしてその他のローラ、加湿ローラ123b、給水ローラ124及び制御ローラ125は当該駆動ローラの回転に従動して回転する。
給水ローラ124に接触する制御ローラ125は給水ローラ124に接触する規制部材として機能し、給水ローラ124表面の水分量を制御する。制御ローラ125は金属の円筒体からなり、給水ローラ124に従動して回転する。
水Wは貯水槽130からポンプ(図示せず)により給水管131を経て貯水部121の給水皿121B1、121B2に供給され、排水管132を経て貯水部121から貯水槽130に還流する。
133はフィルタであり、用紙に水を付与する過程で水Wに混入した紙粉等の異物は当該フィルタ133により濾過され、水Wは貯水槽130と貯水部121との間で循環する。
次に、用紙Sへの水の付与について説明する。用紙Sは搬送ローラ105により用紙加湿部120に搬入され、間隙121Eを通過し一対の加湿ローラ123により搬送される。加湿ローラ123の外周面には、貯水部121から給水ローラ124を経て水Wが供給され、用紙Sは搬送の過程で連続的に水が付与される。
給水ローラ124の外周面には均一な水の皮膜が形成されるが、制御ローラにより更に均一化される。
用紙の水を付与する過程で、用紙Sから紙粉等の異物が加湿ローラ123に付着し、更に水Wに混入するが、水Wに混入した異物はフィルタ133により濾過される。
[圧接解除手段による圧接及び解除]
図4は、圧接解除手段による圧接の解除について説明するための模式図である。同図は正面手前側端部から見た用紙加湿部120周辺の断面図である。なお同図においては左右は対称であるので左側のみ符号を付している。また図示は省略しているが奥側端部も同様の構成としている。図4(a)は圧接状態を示す図であり、図4(b)は圧接解除手段により解除させた解除状態を示す図である。なお本実施形態においては、駆動モータM21、M22、カム板p1、従動板p2が一体として「圧接解除手段」として機能する。
図4(a)においてp1はカム板であり駆動モータM21、M22によりそれぞれ回転させられる。また駆動モータM21、M22は、ステッピングモータであり両駆動モータは同期して逆方向に同じ回転角度(パルス数)だけ回転するように制御する。
図4(a)に示す圧接状態ではカム板p1は初期状態であり、初期状態においてはカム板p1同士、及びカム板p1と従動板p2は互いに非接触状態である。圧接状態においては、接触部e1及びe3では隣接する加湿ローラ123と給水ローラ124が、接触部e2においては加湿ローラ123同士が外側の制御ローラ125の圧力により圧接状態で接触している。
図4(b)は、左側のカム板p1は反時計方向に、右側のカム板p1は反対の時計方向にそれぞれ駆動モータM21、M22を動作させることにより回転させた解除状態を示している。解除状態においては、カム板p1同士、及びカム板p1と従動板p2は互いに接触している。このようなことから接触部e1及びe3では隣接する加湿ローラ123と給水ローラ124が、接触部e2においては加湿ローラ123同士が外側の制御ローラ125の圧力に抗して非接触状態(離間状態)、つまり解除された状態となっている。
本実施形態においては、用紙加湿装置Bにおいて圧接解除手段により(1)二つの加湿ローラ123同士、(2)加湿ローラと給水ローラ124との圧接解除動作を行う(圧着解除動作ともいう)ことにより、加湿ローラ123及び給水ローラ124の表面に付着する異物の除去が良好に行えるために、加湿ローラ123及び給水ローラ124に異物が蓄積去れにくくなるので、長期間に亘って用紙Sに対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置を提供することが可能となる。
また図3等に示したように、二つの加湿ローラ123及び二つの給水ローラ124は、ニップ部Niを中心として水平方向に左右対称に配置させていることから、容易に左右の加湿ローラ123による用紙Sへの加湿性能を同等にすることができ、ひいては用紙Sの両面に均一に加湿できるので、用紙Sのカール等の不具合を適正に矯正することが可能となる。
[圧接解除手段の動作タイミング]
図5は、回転開始時における用紙加湿装置Bでの駆動モータM1と駆動モータM21(M22)の動作タイミングを説明するタイムチャートである。なお同図においては駆動モータM21と駆動モータM22は同期させている。前述のとおり駆動モータM1は、用紙加湿部120の加湿ローラ123駆動を行い、駆動モータM21及びM22は、各ローラ間の圧接の解除を行うものである。図5において制御手段C2は、駆動モータM1をt1のタイミングで回転開始させ、その後のt2のタイミングで駆動モータM21を所定パルス分だけ駆動させることによりカム板p1の角度を変更して用紙加湿部120の各ローラ間を図4に示す解除状態から圧接状態に変更させている。つまり、加湿ローラ123の回転中に、各ローラ間の圧接を行わせている。
このようにすることにより、加湿ローラ123同士、及び加湿ローラと給水ローラ124との間の圧着時のグリップ力が作用し、加湿ローラ123及び給水ローラ124の表面に付着する異物の除去が更に良好に行えるようになり、ひいては、長期間に亘って用紙Sに対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置を提供することが可能となる。
図6は、複数枚の用紙に連続して画像形成する連続画像形成サイクルにおける、用紙加湿装置Bで圧接解除手段の動作タイミングを説明するタイムチャートである。同図の用紙搬送欄には、用紙Sが用紙加湿部120のニップ部Niを通過するタイミングを表している。また同図においては6枚連続とそれに続く4枚連続の合計10枚の用紙Sに対して画像形成する連続画像形成サイクルにおける動作を示したものである。なお用紙Sの搬送タイミングは用紙加湿装置Bに設けられた不図示のアクチュエータ方式の用紙通過検知センサーにより検知している。
同図に示すように、制御手段C2は連続画像形成サイクルにおいては、先頭用紙(S1及びS7)が一対の加湿ローラ123が形成するニップ部Niに到達する直前まで、圧接を解除させるように圧接解除手段を制御している。
更に、制御手段C2は連続画像形成サイクルにおいて、用紙と用紙の間では一対加湿ローラ123の圧接を解除するように圧接解除手段を制御している。なお同図に示す例においては全ての用紙間で圧接解除動作を行いように制御させている例を示しているが、これに限られず、連続画像形成サイクルにおいてA4判片面連続等の用紙間隔が短い場合においては圧接解除動作を行わずに、両面あるいは異なる用紙サイズを連続するような用紙間隔が長い場合においてのみ圧接解除動作を行うように制御してもよい。
このように制御することにより、加湿ローラ123及び給水ローラ124の表面に付着する異物の除去を効率よく行えるようになり、ひいては、長期間に亘って用紙Sに対して均一な水の付与を行うことができる用紙加湿装置を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体図である。 本発明の実施の形態に係る用紙加湿装置Bの全体図である。 用紙加湿部120の構成を示す図である。 圧接解除手段による圧接の解除について説明するための模式図であり、図4(a)は圧接状態を示す図、図4(b)は解除状態を示す図である。 回転開始時における駆動モータM1と駆動モータM21の動作タイミングを説明するタイムチャートである。 複数枚の用紙に連続して画像形成する連続画像形成サイクルにおける、用紙加湿装置Bで圧接解除手段の動作タイミングを説明するタイムチャートである。
符号の説明
A 画像形成装置
B 用紙加湿装置
FS 用紙後処理装置
C1、C2、C3 制御手段
M1、M21、M21 駆動モータ
120 用紙加湿部
121 貯水部
123 加湿ローラ
124 給水ローラ
125 制御ローラ
130 貯水槽
131 給水管
132 排水管

Claims (6)

  1. 互いに圧接してニップ部を形成し、該ニップ部を通過する用紙に水を付与する一対の加湿ローラと、
    前記加湿ローラに圧接し、前記加湿ローラに水を供給する給水ローラと、
    前記給水ローラに供給する水を蓄える貯水部と、
    前記一対の加湿ローラの圧接解除及び、前記加湿ローラと前記給水ローラの圧接解除を行う圧接解除手段と、
    を有することを特徴とする用紙加湿装置。
  2. 前記加湿ローラを回転させる駆動モータの作動中に、前記圧接解除手段によるローラ間の圧接解除を止めて該ローラ間を圧接させるように制御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. 前記給水ローラは、前記一対の加湿ローラそれぞれに圧接するように二つ設けられており、
    前記一対の加湿ローラ及び二つの前記給水ローラは、前記ニップ部を中心として水平方向に左右対称に配置させていることを特徴とする請求項1又は2に記載の用紙加湿装置。
  4. 用紙に画像形成する画像形成装置と、
    前記画像形成装置で画像形成した用紙に水を付与する請求項1乃至3のいずれかに記載の用紙加湿装置と、
    を有することを特徴とする画像形成システム。
  5. 制御手段を有し、
    該制御手段は、搬送される複数枚の用紙に連続して画像形成する連続画像形成サイクルにおいて、先頭用紙が前記一対の加湿ローラに到達するまで前記一対の加湿ローラの圧接を解除するように前記圧接解除手段を制御することを特徴とする請求項4に記載の画像形成システム。
  6. 前記制御手段は、前記連続画像形成サイクルにおいて、搬送される用紙と用紙の間では前記一対の加湿ローラの圧接を解除するように前記圧接解除手段を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成システム。
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