JP2012024953A - 記録材処理装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】用紙に供給する水分の量をより容易に調整することができ、より小型化しやすい記録材処理装置を提供する。
【解決手段】画像が形成された用紙を製本するために必要な量の水分を用紙に供給する一対の水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂと、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂに接触し、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの表面に転写される水分の量を調整するための一対の水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂと、水分を取得し、水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂに水分を供給する一対の水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂと、を備えることを特徴とする記録材処理装置１Ｂ。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、画像が形成された記録材に水分を供給する記録材処理装置等に関する。

例えば、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置では、トナー像が形成された記録材に圧力を付与しつつ加熱することでトナー像の定着を行なう場合がある。そして画像形成後に、加熱により蒸散した水分を記録材に補充するため、記録材に水分を供給する処理装置が知られている。

特許文献１には、互いに対向した一対の案内板の間をカットシートが上方に向けて通過し、案内板には、それぞれ開口部が形成されており、開口部には線状体が張られているシート加湿装置であって、散布装置が開口部に向けて水滴を散布することにより、案内板の間を通過するカットシートに水分を与えるものが記載されている。
また特許文献２には、ニップを形成する加湿ロール対に用紙を通過させて加湿した用紙を排出する用紙加湿搬送路及び用紙加湿搬送路を経由せず用紙を排出するバイパス搬送路を有する用紙加湿装置と、用紙加湿装置の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙加湿装置から順次排出される複数枚の用紙を重ね合わせて収容したのち外部に排出する重ね合わせ搬送路及び重ね合わせ搬送路を経由せず用紙を外部に排出するスルー搬送路を有する用紙重ね合わせ装置と、を設けた用紙処理装置が記載されている。

特開２０００−１１８８４９号公報 特開２００７−２７９５５０号公報

ここで用紙に水分を供給する際には、用紙の種類によって供給すべき水分の量が異なるため、水分の供給量は、より容易に調整できることが望ましい。また水分を供給する装置は、より小型化できることが望ましい。
本発明は、用紙に供給する水分の量をより容易に調整することができ、より小型化しやすい記録材処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像が形成された記録材を製本するために必要な量の水分を当該記録材に供給する一対の水分供給ロールと、前記水分供給ロールに接触し、当該水分供給ロールの表面に転写される水分の量を調整するための一対の水分量調整ロールと、水分を取得し、前記水分量調整ロールに当該水分を供給する一対の水分取得ロールと、を備えることを特徴とする記録材処理装置である。

請求項２に記載の発明は、前記水分供給ロールにより水分を供給された前記記録材を延伸させる記録材延伸手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の記録材処理装置である。
請求項３に記載の発明は、前記記録材に供給される水分の量は、当該記録材の種類により調整されることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材処理装置である。
請求項４に記載の発明は、前記調整は、前記水分供給ロールの回転数を変更すること、または前記水分取得ロールが取得する水分の量を調整すること、の少なくとも一方を行なうことでなされることを特徴とする請求項３に記載の記録材処理装置である。

請求項５に記載の発明は、画像が形成された記録材を製本するために必要な量の水分を当該記録材に供給する水分供給手段と、前記水分供給手段により水分を供給された前記記録材を延伸させる記録材延伸手段と、を備えることを特徴とする記録材処理装置である。

請求項６に記載の発明は、前記記録材延伸手段は、二対の延伸ロールからなり、二対の当該延伸ロールに前記記録材を通過させることで搬送しつつ、一方の対の延伸ロールと他方の対の延伸ロールの回転力を変更することで当該記録材を延伸させることを特徴とする請求項５に記載の記録材処理装置である。

請求項７に記載の発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置により画像が形成された前記記録材を加湿し、加湿された当該記録材を延伸する記録材処理装置と、前記記録材処理装置により加湿された前記記録材を製本する製本装置と、を備えることを特徴とする画像形成システムである。

請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、記録材に供給する水分の量をより容易に調整することができる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、記録材を製本したときの波打ち現象がより生じにくくなる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、記録材の種類に対応して、供給する水分の量を調整することができる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、より簡易な構成で、記録材に水分を供給することができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、記録材を製本したときの波打ち現象がより生じにくくなる記録材処理装置を提供できる。
請求項６の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、より簡易な構成で記録材を延伸させることができる。
請求項７の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、画像形成装置により画像形成された記録材を製本しても、波打ち現象がより生じにくい画像形成システムを提供することができる。

本実施の形態に係る画像形成システムの構成例を示した図である。 画像形成装置について説明した図である。 定着ユニットの構成を説明するための断面構成図である。 （ａ）〜（ｃ）は、用紙を製本し冊子とした後の状態について説明した図である。 本実施の形態の加湿装置について説明した図である。 （ａ）〜（ｂ）は、延伸部をより詳しく説明した図である。 本実施の形態の製本装置について説明した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る画像形成システム１の構成例を示した図である。
図１に示した画像形成システム１は、記録材の一例としての用紙（記録紙）に画像を形成する画像形成装置１Ａと、画像形成装置１Ａにより画像が形成された用紙を加湿し、加湿された用紙を延伸する記録材処理装置の一例としての加湿装置１Ｂと、加湿装置１Ｂにより加湿された用紙を製本する製本装置１Ｃとを備える。

＜画像形成装置の説明＞
図２は、画像形成装置１Ａについて説明した図である。
画像形成装置１Ａは、所謂「タンデム型」のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０と、画像形成装置１Ａ全体の動作制御や例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等との通信、画像データに対して行う画像処理等を実行する主制御部５０と、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行うユーザインターフェース（ＵＩ）部９０と、を備えている。

＜画像形成部の説明＞
画像形成部１０は、例えば電子写真方式により画像を形成する機能部であって、並列的に配置されるトナー像形成手段の一例としての６つの画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｍ,１１ＨＣ,１１ＨＭ,１１Ｙ,１１Ｋ（以下、「画像形成ユニット１１」）と、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像が転写される中間転写ベルト２０と、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に転写（一次転写）する一次転写ロール２１と、を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を用紙に一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２と、二次転写された各色トナー像を用紙上に定着させる定着部（定着装置）の一例としての定着ユニット６０と、を備えている。

加えて、画像形成部１０は、定着ユニット６０にて用紙上に定着された各色トナー像を冷却し、用紙上への各色トナー像の定着を促進する冷却部の一例としての冷却ユニット８０と、用紙の曲がり（カール）を矯正するカール矯正ユニット８５と、を備えている。
なお、本実施の形態の画像形成装置１Ａでは、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。また、二次転写ロール２２が配置され、中間転写ベルト２０上の各色トナー像が用紙に二次転写される領域を、以下、「二次転写領域Ｔｒ」という。

＜画像形成ユニットの説明＞
各画像形成ユニット１１は、機能部材として、例えば、静電潜像が形成され、その後に各色トナー像が形成される感光体ドラム１２と、感光体ドラム１２の表面を予め定められた電位で帯電する帯電器１３と、帯電器１３により帯電された感光体ドラム１２を画像データに基づいて露光する露光器１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を各色トナーにより現像する現像器１５と、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するクリーナ１６と、を備えている。
各画像形成ユニット１１の現像器１５各々は、各色トナーを貯蔵するトナー容器１７Ｃ,１７Ｍ,１７ＨＣ,１７ＨＭ,１７Ｙ,１７Ｋ（以下、「トナー容器１７」）とトナー搬送路（不図示）で連結されている。そして、トナー搬送路中に設けられた補給用スクリュー（不図示）によりトナー容器１７から現像器１５に各色トナーが補給されるように構成されている。

画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収容されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがＣ（シアン）色、Ｍ（マゼンタ）色、ＨＣ（高彩度シアン）色、ＨＭ（高
彩度マゼンタ）色、Ｙ（イエロー）色、Ｋ（ブラック）色のトナー像を形成する。ここでのＨＣ色は、シアン色系の色相を有し、Ｃ色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いシアン色であり、ＨＭ色は、マゼンタ色系の色相を有し、Ｍ色よりも色調が明るく彩度が相対的に高いマゼンタ色である。

＜定着ユニットの説明＞
図３は、定着ユニット６０の構成を説明するための断面構成図である。この定着ユニット６０は、用紙を加熱する定着ベルトモジュール６１と、定着ベルトモジュール６１に対して接離自在に構成された加圧ロール６２とで主要部が構成されている。
定着ベルトモジュール６１は、定着ベルト６１０と、定着ベルト６１０を張架しながら回転動作し、定着ベルトモジュール６１と加圧ロール６２とが圧接（互いに押圧されながら接触）する領域であるニップ部Ｎにて定着ベルト６１０を内側から加熱する定着ロール６１１と、定着ベルト６１０を内側から張架しながら定着ベルト６１０を加熱する内部加熱ロール６１２、定着ベルト６１０を外側から張架しながら定着ベルト６１０を加熱する外部加熱ロール６１３と、を備えている。また、定着ベルトモジュール６１は、定着ロール６１１と内部加熱ロール６１２との間（ニップ部Ｎの上流側）で定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１４と、ニップ部Ｎ内の下流側領域であって定着ロール６１１の近傍位置に配置された剥離パッド６４と、ニップ部Ｎの下流側において定着ベルト６１０を張架する張架ロール６１５と、を備えている。また定着ロール６１１、内部加熱ロール６１２、および外部加熱ロール６１３には、加熱源として内部にハロゲンヒータ７１、ハロゲンヒータ７２、ハロゲンヒータ７３がそれぞれ配置されている。

＜画像形成装置における用紙搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、用紙搬送系として、用紙を収容する複数（本実施の形態では２個）の用紙収容容器４０Ａ,４０Ｂと、この用紙収容容器４０Ａ,４０Ｂに収容された用紙を繰り出して搬送する繰出しロール４１Ａ,４１Ｂと、用紙収容容器４０Ａからの用紙を搬送する第１搬送路Ｒ１と、用紙収容容器４０Ｂからの用紙を搬送する第２搬送路Ｒ２と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂからの用紙を二次転写領域Ｔｒに向けて搬送する第３搬送路Ｒ３と、を備えている。加えて、画像形成部１０は、二次転写領域Ｔｒにて各色トナー像が転写された用紙を定着ユニット６０、冷却ユニット８０、およびカール矯正ユニット８５を通過するように搬送する第４搬送路Ｒ４と、カール矯正ユニット８５からの用紙を画像形成装置１Ａの排出部から加湿装置１Ｂに向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と、を備えている。
第１搬送路Ｒ１から第５搬送路Ｒ５は、それぞれに沿って搬送ロールや搬送ベルトが配置され、送られてくる用紙を順次、搬送する。

＜両面搬送系の説明＞
また、画像形成部１０は、両面搬送系として、定着ユニット６０で第１面に各色トナー像が定着された用紙を一旦保持する中間用紙収容容器４２と、カール矯正ユニット８５からの用紙を中間用紙収容容器４２に向けて搬送する第６搬送路Ｒ６と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を上記の第３搬送路Ｒ３に向けて搬送する第７搬送路Ｒ７と、を備えている。さらに、画像形成部１０は、カール矯正ユニット８５の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙を加湿装置１Ｂに向けて搬送する第５搬送路Ｒ５と中間用紙収容容器４２に搬送する第６搬送路Ｒ６とに選択的に振り分ける振分機構部４３と、中間用紙収容容器４２に収容された用紙を繰り出して第７搬送路Ｒ７に向けて搬送する繰出しロール４５と、を備えている。

＜画像形成動作の説明＞
次に、図２および図３を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置１Ａでの基本的な画像形成動作について説明する。
画像形成部１０の画像形成ユニット１１各々は、上記の機能部材を用いた電子写真プロセスによりＣ色,Ｍ色,ＨＣ色,ＨＭ色,Ｙ色,Ｋ色の各色トナー像を形成する。各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により中間転写ベルト２０上に順に一次転写され、各色トナーが重畳された合成トナー像を形成する。中間転写ベルト２０上の合成トナー像は、中間転写ベルト２０の移動（矢印方向）に伴って二次転写ロール２２が配置された二次転写領域Ｔｒに搬送される。

一方、用紙搬送系では、各画像形成ユニット１１での画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４１Ａ,４１Ｂが回転動作し、用紙収容容器４０Ａおよび用紙収容容器４０Ｂの中から例えばＵＩ部９０にて指定された方の用紙が繰出しロール４１Ａ,４１Ｂにより繰り出される。繰出しロール４１Ａ,４１Ｂにより繰り出された用紙は、第１搬送路Ｒ１または第２搬送路Ｒ２と、第３搬送路Ｒ３とに沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された合成トナー像が用紙に一括して二次転写される。

その後、合成トナー像が転写された用紙は、中間転写ベルト２０から分離され、第４搬送路Ｒ４に沿って定着ユニット６０のニップ部Ｎに向けて搬送される。そして、ニップ部Ｎを通過する用紙表面の未定着トナー像は、主としてロールニップ部Ｎ１に作用する圧力と熱とにより用紙に定着される。

すなわち、本実施の形態の定着ユニット６０では、ロールニップ部Ｎ１に作用する熱は主に定着ベルト６１０によって供給される。定着ベルト６１０は、定着ロール６１１の内部に配置されたハロゲンヒータ７１から定着ロール６１１を介して供給される熱と、内部加熱ロール６１２の内部に配置されたハロゲンヒータ７２から内部加熱ロール６１２を介して供給される熱と、外部加熱ロール６１３の内部に配置されたハロゲンヒータ７３から外部加熱ロール６１３を介して供給される熱とによって加熱される。それにより、定着ロール６１１だけでなく、内部加熱ロール６１２および外部加熱ロール６１３からも熱エネルギーが補給されるので、ロールニップ部Ｎ１においては、プロセススピードが高速であっても充分な熱量が確保される。

ロールニップ部Ｎ１を通過した後には、用紙は剥離パッドニップ部Ｎ２に搬送される。剥離パッドニップ部Ｎ２は、加圧ロール６２に剥離パッド６４が押圧されて、定着ベルト６１０が加圧ロール６２に圧接するように構成されている。したがって、ロールニップ部Ｎ１は定着ロール６１１の曲率によって下に凸である湾曲した形状を有するのに対し、剥離パッドニップ部Ｎ２は加圧ロール６２の曲率によって上に凸である湾曲した形状を有している。
そのため、ロールニップ部Ｎ１において定着ロール６１１の曲率のもとで加熱加圧された用紙は、剥離パッドニップ部Ｎ２において加圧ロール６２による相反する方向に向いた曲率に進行方向が変化させられる。その際に、用紙上のトナー像と定着ベルト６１０表面との間で微小なマイクロスリップが生じる。それによって、トナー像と定着ベルト６１０との付着力が弱められ、用紙は定着ベルト６１０から剥離され易い状態が形成される。このように、剥離パッドニップ部Ｎ２は、最終の剥離工程で確実に剥離が行なわれるための準備工程にも位置付けられる。

そして、剥離パッドニップ部Ｎ２の出口では、定着ベルト６１０は剥離パッド６４に巻き付くように搬送されるので、定着ベルト６１０の搬送方向はそこで急激に変化する。すなわち、定着ベルト６１０は剥離パッド６４の外側面に沿って移動するため、定着ベルト６１０の屈曲は大きなものとなる。そのため、剥離パッドニップ部Ｎ２内において定着ベルト６１０との付着力が予め弱められた用紙は、用紙自身が有している紙のコシによって定着ベルト６１０から分離する。

そして、定着ベルト６１０から分離された用紙は、剥離パッドニップ部Ｎ２の下流側に配置された剥離案内板６９により、その進行方向が導かれる。剥離案内板６９により案内された用紙は、その後、排紙ベルト７９によって冷却ユニット８０に向けて搬送され、冷却ユニット８０にて冷却される。そしてカール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正され後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により、片面印刷時には第５搬送路Ｒ５に導かれて、加湿装置１Ｂに向けて搬送される。
なお、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれクリーナ１６、およびベルトクリーナ２６によって除去される。

一方、両面印刷時には、上述した過程によって用紙の第１面上に定着画像が形成された用紙は、カール矯正ユニット８５を通過した後、振分機構部４３により第６搬送路Ｒ６に導かれ、第６搬送路Ｒ６を中間用紙収容容器４２に向けて搬送される。そして再び、各画像形成ユニット１１による第２面の画像形成の開始タイミングに合わせて繰出しロール４５が回転し、中間用紙収容容器４２から用紙が繰り出される。繰出しロール４５により繰り出された用紙は、第７搬送路Ｒ７および第３搬送路Ｒ３に沿って搬送され、二次転写領域Ｔｒに到達する。
二次転写領域Ｔｒでは、第１面の場合と同様にして、二次転写ロール２２により形成された転写電界によって、中間転写ベルト２０上に保持された第２面の各色トナー像が用紙に一括して二次転写される。

そして、両面にトナー像が転写された用紙は、第１面の場合と同様に定着ユニット６０にて定着され、冷却ユニット８０にて冷却され、さらにはカール矯正ユニット８５にて用紙の曲がりが矯正される。その後、カール矯正ユニット８５を通過した用紙は、振分機構部４３により第５搬送路Ｒ５に導かれて、加湿装置１Ｂに向けて搬送される。
このようにして、画像形成装置１Ａでの画像形成処理がプリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。

＜加湿装置の説明＞
ここで、画像形成装置１Ａを通過する前と後では、一般的には、用紙の含水量が減少する。即ち、画像形成装置１Ａでは、特に定着ユニット６０により用紙に熱が付与されるためこのとき用紙に含まれる水分が蒸散する。その結果、用紙は収縮し、寸法が小さくなる。用紙の含水率は、例えば、普通紙では、画像形成装置１Ａを通過する前は通常５ｗｔ％〜６ｗｔ％であるが、画像形成装置１Ａを通過した後は、３ｗｔ％程度となる。その結果、用紙は、その繊維方向で０．１５％、繊維方向と直交する方向で０．３％程度の収縮が生じる。

このような用紙の伸縮が生じると、画像形成装置１Ａにより画像が形成された用紙を製本する際に問題が生じることがある。
図４（ａ）〜（ｃ）は、用紙を製本し冊子とした後の状態について説明した図である。
ここで図４（ａ）は、製本を行なった直後の冊子の状態を示しており、図４（ｂ）は、予め定められた時間経過後の冊子の状態を示している。図４（ａ）に示すように製本を行なった直後の冊子は、通常の製本状態であるが、図４（ｂ）に示すように予め定められた時間経過後は、冊子に波打ち変形が生じている。これは、図４（ｃ）に示すように冊子を形成する用紙が、周囲から用紙が空気中の水分を吸収することにより生じる現象である。つまり、用紙の周囲は空気と接触しているため中央付近より空気中の水分を吸収しやすい。そのため、用紙の周囲と中央付近とでは、含水量に差異が生じることがある。この場合、用紙の周囲は、用紙の中央付近よりもより延伸することになり、この差が歪みとして現れ、冊子に波打ち変形が生じることになる。この波打ち変形は、製本した後、数時間後から生じ始め、１日〜２日で変形量が最大量に達する。その後は、用紙の周囲と中央付近との含水量について差異が小さくなるため波打ち変形は、収まる傾向に向かうが、残留する場合もある。
また製本を行なう際に、断裁を行なう場合は、用紙が時間の経過により延伸を生ずることになるが、外装である表紙は、画像形成装置１Ａを通過していないため延伸が生じることはない。即ち、用紙が表紙から飛び出る現象が生じ、見栄えが悪くなる。
そこで本実施の形態では、以下に述べる加湿装置を利用し、上述した問題を解決している。

図５は、本実施の形態の加湿装置１Ｂについて説明した図である。
図５に示した加湿装置１Ｂは、画像が形成された用紙を製本するために必要な量の水分を用紙に供給する水分供給手段の一例としての加湿部１１０と、加湿部１１０により水分を供給された用紙を延伸させる記録材延伸手段の一例としての延伸部１２０とから主要部が構成される。

＜加湿部の説明＞
加湿部１１０は、画像が形成された用紙を加湿するために、用紙に水分を供給する。そして加湿部１１０は、画像が形成された用紙を製本するために必要な量の水分を用紙に供給する一対の水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂと、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂに接触し、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの表面に転写される水分の量を調整するための一対の水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂと、水分を取得し、水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂに水分を供給する一対の水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂと、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが浸漬することで水分を取得する貯水手段の一例としての貯水槽１１４Ａ，１１４Ｂと、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂの表面から過剰な水分をかき取る水かきブレード１１５Ａ，１１５Ｂとを備える。

一対の水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂは、図示しないバネ部材等の付勢手段により付勢されることで互いに密着し加圧部を形成しつつ回転動作を行なう。この加圧部に用紙が搬送されると、予め定められた応力で用紙を挟み込み、図中矢印方向に回転動作することで更に用紙を搬送させる。そしてこの際に加圧部において、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの表面に塗布された水膜が用紙の両面に転写され、これにより用紙に水分が供給される。

一対の水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂは、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂに接触し、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの表面に水分を転写する。本実施の形態において、水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂには、図示しない駆動モータ等の駆動源が接続されており、これにより水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂが図中矢印方向に回転動作する。そして水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂが回転動作することで、これに接触する水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂおよび後述する水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが従属して回転動作する。

水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂは、貯水槽１１４Ａ，１１４Ｂに浸漬する。そして図中矢印方向に回転動作することで、その表面に水分を付着させ、これにより水分を取得することができる。また水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂ表面に付着した水分は、水かきブレード１１５Ａ，１１５Ｂにより過剰な水分がかき取られる。そしてこれと共に水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂの表面に一様に水膜が形成される。

このように貯水槽１１４Ａ，１１４Ｂに貯留された水分は、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂにより取得され、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂから水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂ、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂへ順次転写される。
水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂ、水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂ、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂはこのように表面に水分を保持することができると共に、より一様に水分を展開することができることが好ましい。これを満たす表面材料としては、例えば、多孔質ウレタンゴムなどの多孔質材料、金属、親水化処理した樹脂、ゴム等を使用することができる。

本実施の形態では、上述したように三対のロールを使用することで、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂ表面に塗布される水分の量を、より好ましい量に調整することができる。そしてそれと共に水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂ表面に、よりムラが少ない水膜を形成することができる。つまり水分が、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂから水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂ、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂへ順次転写する過程において、各ロールに付着する水分の量は、次第に減少すると共に、各ロール表面に形成される水膜はより延伸される。そのためこの順次転写する過程において、水膜のムラがより少なくなっていく。よってこれにより用紙には、より好ましい量の水分を供給することができると共に、用紙全体を、よりムラなく加湿することができる。

これが、一対または二対のロールを使用して用紙に水分を供給する方式では、用紙に対し供給される水分の量を少なくすることが困難となる場合がある。即ち用紙によっては、供給すべき水分の量がわずかでよい場合も多く、この場合対応が困難である。また用紙にムラを抑制して水分を供給することが困難となる。用紙に水分を供給することで、用紙は、その寸法が伸びることになるが、用紙に供給される水分にムラが生じると、用紙の伸びについてもムラが生じることになる。その結果、用紙に波打ちが生じやすくなる。
一方、散布装置に水滴を散布することで、用紙に水分を供給する方式に対しても同様のことが言える。更にこの方式は、飛散させた水滴のうち用紙に付着しなかった水分を回収する機構が必要があるため、装置全体としては大型になりやすい。対して本実施の形態の加湿装置１Ｂは、このような機構は、必要でないため装置が小型化しやすい。

＜延伸部の説明＞
延伸部１２０は、加湿部１１０により加湿された用紙に張力を加えることで延伸する。
図５に示すように、延伸部１２０は、二対の延伸ロールである前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂと、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂとを備える。前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂは、用紙の搬送方向に対し、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂより上流に配置する。
図６（ａ）〜（ｂ）は、延伸部１２０をより詳しく説明した図である。ここで図６（ａ）は、前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂの駆動機構を説明した図であり、図６（ｂ）は、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの駆動機構を説明した図である。以下、図５および図６（ａ）〜（ｂ）を使用して延伸部１２０の説明を行なう。

図６（ａ）に示すように前段延伸ロール１２１Ａは、前段延伸ロール１２１Ａを回転動作させるための駆動モータ１２２と変速ギア１２４を介して接続している。変速ギア１２４は、３枚のギア１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃから構成される。そしてギア１２４Ａには、駆動モータ１２２が接続され、ギア１２４Ｃには、前段延伸ロール１２１Ａが接続される。またギア１２４Ａとギア１２４Ｃの間には中間ギアとしてギア１２４Ｂが配される。つまり、駆動モータ１２２により発生した回転力は、ギア１２４Ａ，ギア１２４Ｂ，ギア１２４Ｃを順次伝搬し、前段延伸ロール１２１Ａを回転動作させる。またギア１２４Ｂには、パウダーブレーキ１２３が接続され前段延伸ロール１２１Ａの回転に対しブレーキをかけることができる。更に、ギア１２４Ａにはワンウェイクラッチ１２５が配され、予め定められた方向とは逆方向の回転力が作用した場合は、ギア１２４Ａと駆動モータ１２２との接続が解除され空転する機構としている。
更に前段延伸ロール１２１Ｂに隣接する位置には、加圧スプリング１２６が配される。この加圧スプリング１２６により前段延伸ロール１２１Ｂを前段延伸ロール１２１Ａの方向に付勢される。そのため前段延伸ロール１２１Ｂは、前段延伸ロール１２１Ａに押圧され、加圧部を形成すると共に、前段延伸ロール１２１Ａの回転動作に伴って回転動作する。

図６（ｂ）に示すように後段延伸ロール１３１Ａは、後段延伸ロール１３１Ａを回転動作させるための駆動モータ１３２と変速ギア１３４を介して接続している。変速ギア１３４は、２枚のギア１３４Ａ，１３４Ｂから構成される。よって、駆動モータ１３２により発生した回転力は、ギア１３４Ａ，ギア１３４Ｂを順次伝搬し、後段延伸ロール１３１Ａを回転動作させる。
更に後段延伸ロール１３１Ｂに隣接する位置には、加圧スプリング１３６が配される。そして加圧スプリング１３６により、後段延伸ロール１３１Ｂは、後段延伸ロール１３１Ａに押圧され、加圧部を形成すると共に、後段延伸ロール１３１Ａの回転動作に伴って回転動作する。

次に延伸部１２０の動作について説明する。
用紙が、延伸部１２０に搬送される前は、前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂおよび後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂは、予め定められた回転数にて回転動作を行なっている。そして前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂおよび後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの回転数は、用紙を同じ速度で搬送できるように調整されている。

次に、用紙が加湿部１１０から延伸部１２０に搬送される。このとき用紙は、まず前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂにより形成される加圧部に入る。そして前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂは、回転動作しているため、前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂにより、用紙は、搬送方向に対し下流側に更に搬送される。次に用紙は後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂにより形成される加圧部に入る。このとき用紙センサ１４１により用紙の先端がこの加圧部に入ったことが検知される。

用紙センサ１４１により用紙の搬送が検知されると図示しない制御部が、駆動モータ１２２の駆動を停止すると共に、パウダーブレーキ１２３を作動させる。これにより予め定められた回転力（トルク）で、前段延伸ロール１２１Ａには回転する方向とは逆向きの回転力が付与される。即ち、パウダーブレーキ１２３を作動させることで、前段延伸ロール１２１Ａにはブレーキがかけられることになる。また駆動モータ１２２が接続されるギア１２４Ａには、ワンウェイクラッチ１２５が設けられているため、駆動モータ１２２が停止しても、ギア１２４Ａは空転することができる。そのため、駆動モータ１２２の停止の影響をキャンセルすることができる。

そしてこのとき後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂは、回転力の制御は行なわない。つまり、用紙は、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの加圧部を通過後、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの回転動作により搬送されるが、その一方で、前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂの回転力は、パウダーブレーキ１２３が作動することで低下するため、用紙には用紙の搬送方向に対し、引張り応力が発生する。即ち、用紙は、用紙の搬送方向に対し、張力を受ける。この張力は、用紙が、前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂの加圧部を通過するまで作用する。結局、用紙は、用紙の搬送方向に対し、延伸されることになる。以上の動作は、一方の対の前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂと他方の対の後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの回転力を変更することで用紙を延伸すると言い換えることができる。

なお用紙の終端が、後段延伸ロール１３１Ａ，１３１Ｂの加圧部を通過すると、その旨が、用紙センサ１４１により検知される。この場合制御部は、パウダーブレーキ１２３の動作を停止させ、駆動モータ１２２を再び作動させる。そのため前段延伸ロール１２１Ａ，１２１Ｂの回転動作は、用紙の搬送前の状態に戻る。

このような機構の延伸部１２０を設けることで、画像形成装置１Ａにより熱が付与されることにより収縮した用紙の寸法を予め定められた寸法まで、延伸させることができる。即ち、加湿部１１０により水分を用紙に供給し加湿を行なっても、すぐに収縮した用紙の寸法が伸びるわけではない。そのため本実施の形態では、加湿部１１０により用紙に加湿を行なった後に延伸部１２０により用紙に張力を作用させることで、用紙を延伸させ、用紙を元の寸法に近い寸法とすることができる。そして延伸させる寸法は、パウダーブレーキ１２３のブレーキ力により制御することができる。つまりこれにより前段延伸ロール１２１Ａの回転力を制御することができるため、用紙に作用する張力の調整ができる。そのため延伸した後の用紙の寸法の調整が可能となる。

＜水分供給量の調整の説明＞
本実施の形態の加湿装置１Ｂでは、用紙に供給する水分の量の調整、即ち、用紙に対する加湿量の調整を行なうことができる。これは、用紙の種類や製本装置１Ｃ内部の温度・湿度等の条件により用紙に供給する水分の量の調整を行なう必要があるためである。
本実施の形態において、用紙に供給する水分の調整は、例えば、加湿部１１０の水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの回転数を変更することで実現することができる。つまり水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの回転数を低下させると、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂと用紙とが接触する時間が長くなるため、より多くの水分を用紙に供給することができる。一方、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂの回転数を大きくすれば、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂと用紙とが接触する時間が短くなるため、用紙に対する水分の供給量はより少なくなる。

また用紙に供給する水分の調整は、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが取得する水分の量を調整することでも行なうことができる。具体的には、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さを調整する。つまり水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さが深くなるとより多くの水分を水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが取得することになり、その結果、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂに転写される水分の量も多くなる。結局、より多くの水分が用紙に供給されることになる。一方、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さが浅くなると、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが取得する水分の量は少なくなり、その結果、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂに転写される水分の量も少なくなる。結局、用紙に供給される水分の量はより少なくなる。

本実施の形態において、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さを変更するためには、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さを調整する浸漬量調整手段を設ける。これは、例えば、貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂを上下に移動させる移動機構である。この移動機構により貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂを上下に移動させれば、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さを変更することが可能となる。
また浸漬量調整手段として、貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂの水位を変更する水位変更機構を設けてもよい。貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂの水位を変更することで、貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂが移動しなくても、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬する深さを変更することが可能となる。

なおこのような浸漬量調整手段を利用することで、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂを水と接触しないようにすることも可能である。即ち、加湿装置１Ｂが停止しているときなどに、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂが貯水槽１１４Ａ、１１４Ｂに浸漬していると、膨潤を生じて変形が生じたり、表面にカビ等が繁殖し、表面を痛めることがある。そのため、加湿装置１Ｂが停止しているときなどは、浸漬量調整手段を利用し、水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂと水とを接触しないようにすることが好ましい。

＜加湿装置における用紙搬送系の説明＞
次に加湿装置１Ｂにおける用紙搬送系の説明を行なう。
本実施の形態の加湿装置１Ｂは、水分供給ロール１１１Ａ，１１１Ｂ、水分量調整ロール１１２Ａ，１１２Ｂおよび水分取得ロール１１３Ａ，１１３Ｂを備え、用紙に水分を供給し用紙を搬送する水分供給搬送路１７０と共に、用紙に水分を供給せずに用紙を搬送する水分非供給搬送路１８０を備え、水分供給搬送路１７０と水分非供給搬送路１８０を切り替える切り替え手段の一例としての切り替えゲート１５０を有する。
つまり水分供給搬送路１７０は、上述した加湿部１１０および延伸部１２０を含む。用紙は前述したように画像形成装置１Ａから加湿装置１Ｂに搬送される。そして加湿装置１Ｂの用紙入口に設置された入口部ロール１６１Ａ，１６１Ｂから切り替えゲート１５０に入る。そして切り替えゲート１５０により水分供給搬送路１７０に導かれた用紙は、搬送ロール１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ，１７３Ａ，１７３Ｂ，１７４Ａ，１７４Ｂにより順次導かれ、加湿部１１０および延伸部１２０を通過する。そして延伸部１２０を通過した後は、加湿装置１Ｂの用紙出口に設置された出口部ロール１６２Ａ，１６２Ｂにより製本装置１Ｃに向けて搬送される。

一方、切り替えゲート１５０により水分非供給搬送路１８０に導かれた用紙は、搬送ロール１８１Ａ，１８１Ｂにより更に導かれ、出口部ロール１６２Ａ，１６２Ｂを通過して製本装置１Ｃに向けて搬送される。即ち、水分非供給搬送路１８０に導かれた用紙は、加湿等の処理を受けることなく加湿装置１Ｂを通過し、製本装置１Ｃに入ることになる。

切り替えゲート１５０は、例えば、用紙の種類により切り替えを行なう。即ち、用紙が厚手のコート紙等である場合は、画像形成装置１Ａを通過する前と後では、用紙の含水量の減少量はわずかである。そのためこの場合、用紙の伸縮はほとんど生じない。このような用紙の場合は、加湿装置１Ｂにより加湿を行なう必要がないため、切り替えゲート１５０により水分非供給搬送路１８０に導くことが好ましい。また後述するように製本装置１Ｃは、製本を行なわずに用紙を排出することができる機能を有する。よって製本を行なわない場合は、加湿装置１Ｂにより加湿を行なう必要がないため、切り替えゲート１５０により水分非供給搬送路１８０に導くことが好ましい。なお水分供給搬送路１７０と水分非供給搬送路１８０とを切り替える切り替えゲート１５０の動作は、図示しない制御部により制御することができる。

図７は、本実施の形態の製本装置について説明した図である。
図７に示した製本装置１Ｃは、用紙を製本装置１Ｃ内に導入する用紙導入手段２１０と、用紙を製本せずに排紙する排紙手段２２０と、用紙を用紙束とする用紙束収容手段２３０と、用紙束を搬送する用紙束搬送手段２４０と、用紙束に糊塗布を行なう糊塗布手段２５０と、用紙束に外装される表紙を収容する表紙供給手段２６０と、表紙を予め定められた長さに断裁する表紙断裁手段２７０と、表紙を用紙束に外装し冊子とする表紙外装手段（くるみ製本手段）２８０と、冊子を収容する冊子収容手段２９０とから主要部が構成されている。

＜用紙導入手段＞
上述したように加湿装置１Ｂの出口部ロール１６２Ａ，１６２Ｂ（図５参照）を通過した用紙は、製本装置１Ｃに入る。この際に用紙は、まず用紙導入手段２１０に導入される。用紙導入手段２１０において、用紙は、入口部ロール２１１，２１２に導かれて搬送され、搬送路切換手段２１３によって排紙手段２２０と用紙束収容手段２３０の何れかに分岐される。

＜排紙手段＞
排紙手段２２０に用紙が分岐された場合、用紙は、搬送ロール２２１，２２２に導かれて図示上方に搬送され、排紙ロール２２３によって固定排紙台２２４上に排出、収容される。即ち、用紙は製本されることなく排出される。このように本実施の形態の画像形成システム１では、画像が形成された用紙の製本を行なわないで、用紙を排出することも可能である。

＜用紙束収容手段＞
搬送路切換手段２１３によって、用紙搬送方向下流側の図示右方に用紙が分岐された場合、用紙は、搬送ロール２３２，２３３，２３４，２３５，２３６に導かれ搬送される。そして傾斜配置された用紙束載置台２３７に収容される。用紙は、用紙束載置台２３７において順次積載され、予め定められた枚数の用紙からなる用紙束が形成される。なお用紙束収容手段２３０は、用紙後端位置決め部材２３８および用紙幅方向を位置決めする用紙幅整合部材２３９を備えており、この用紙後端位置決め部材２３８および用紙幅整合部材２３９を移動することにより、用紙はその端部が揃った状態で用紙束載置台２３７に積載される。

＜用紙束搬送手段＞
用紙束収容手段２３０の用紙束載置台２３７上に積載された用紙束は、図示しない押し出し手段により図示左斜め下方に搬送される。そして用紙束は、用紙束搬送手段２４０の保持手段２４１によって保持され、用紙束に糊塗布処理をする面（背部）を下側になるように旋回されて予め定められた位置に停止する。

＜糊塗布手段＞
糊塗布手段２５０は、糊を用紙束に塗布する塗布ロール２５１と、塗布ロール２５１を回転駆動させつつ移動させる駆動モータ２５２と、糊を収容する糊容器２５３と、糊容器２５３を支持しつつ糊容器２５３を待避位置と糊塗布位置に移動可能な糊容器載置台２５４と、糊容器載置台２５４を移動させる図示しない移動手段と、を備えている。
糊塗布手段２５０により用紙束に糊塗布を行なうには、まず糊容器載置台２５４が、移動手段により待避位置から糊塗布位置に移動する。これにより糊容器載置台２５４に支持される糊容器２５３が予め定められた位置に移動する。また塗布ロール２５１は、糊容器２５３に浸漬しつつ駆動モータ２５２により回転しながら移動することができる。この場合、塗布ロール２５１の移動方向は、用紙束の背部の長手方向に沿った方向である。そのため塗布ロール２５１により、用紙束の背部にムラなく糊を塗布することができる。

＜表紙供給手段＞
用紙束をくるみ製本する際に使用する表紙は、表紙供給手段２６０の表紙収容部２６１に収容されている。そして表紙は、給紙ロール２６２により１枚ずつ分離され、搬送ロール２６３，２６４により導かれて、表紙断裁手段２７０に搬送される。

＜表紙断裁手段＞
表紙断裁手段２７０は、表紙の搬送方向長さを予め定められた長さに断裁することで表紙の長さを調整する。ここで表紙の搬送方向は、くるみ製本後においては、表紙の幅方向に対応する。表紙断裁手段２７０は、例えば、回転刃と固定刃とからなるロールカッタユニットである。そして回転刃が固定刃に接触しながら回転し、表紙を断裁する。なおこの際の表紙の断裁長は、用紙の幅方向の長さの２倍に、用紙束の背部の長さを加えたものとなる。

＜表紙外装手段＞
表紙断裁手段２７０により断裁された表紙は、搬送ロール２６５に導かれて、表紙外装手段２８０に導入される。表紙外装手段２８０に導入された表紙は、図示しない搬送ベルトによりガイド板２８１に沿って進行し、予め定められた位置に停止する。
そして糊塗布手段２５０により糊塗布された用紙束が、表紙の中央部に載置される。表紙は、第１折曲部材２８２Ａと第２折曲部材２８２Ｂと加圧部材２８３とにより折り曲げられ、これにより用紙束は、くるみ製本されて冊子となる。この冊子は、図示しない搬送ベルトにより冊子収容手段２９０に送られる。

＜冊子収容手段＞
表紙外装手段２８０によりくるみ製本された冊子は、冊子収容手段２９０の冊子載置台２９１上に載置され、順次積載される。なお表紙外装手段２８０と冊子収容手段２９０の間に、糊塗布を行なった辺以外の３方を断裁する冊子断裁手段を設けてもよい。

１…画像形成システム、１Ａ…画像形成装置、１Ｂ…加湿装置、１Ｃ…製本装置、１１０加湿部、１１１Ａ，１１１Ｂ…水分供給ロール、１１２Ａ，１１２Ｂ…水分量調整ロール、１１３Ａ，１１３Ｂ…水分取得ロール、１１４Ａ，１１４Ｂ…貯水槽、１２０…延伸部、１２１Ａ，１２１Ｂ…前段延伸ロール、１３１Ａ，１３１Ｂ…後段延伸ロール、１５０…切り替えゲート、１７０…水分供給搬送路、１８０…水分非供給搬送路

Claims (7)

1. 画像が形成された記録材を製本するために必要な量の水分を当該記録材に供給する一対の水分供給ロールと、
   前記水分供給ロールに接触し、当該水分供給ロールの表面に転写される水分の量を調整するための一対の水分量調整ロールと、
   水分を取得し、前記水分量調整ロールに当該水分を供給する一対の水分取得ロールと、
   を備えることを特徴とする記録材処理装置。
2. 前記水分供給ロールにより水分を供給された前記記録材を延伸させる記録材延伸手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の記録材処理装置。
3. 前記記録材に供給される水分の量は、当該記録材の種類により調整されることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材処理装置。
4. 前記調整は、前記水分供給ロールの回転数を変更すること、または前記水分取得ロールが取得する水分の量を調整すること、の少なくとも一方を行なうことでなされることを特徴とする請求項３に記載の記録材処理装置。
5. 画像が形成された記録材を製本するために必要な量の水分を当該記録材に供給する水分供給手段と、
   前記水分供給手段により水分を供給された前記記録材を延伸させる記録材延伸手段と、
   を備えることを特徴とする記録材処理装置。
6. 前記記録材延伸手段は、二対の延伸ロールからなり、二対の当該延伸ロールに前記記録材を通過させることで搬送しつつ、一方の対の延伸ロールと他方の対の延伸ロールの回転力を変更することで当該記録材を延伸させることを特徴とする請求項５に記載の記録材処理装置。
7. 記録材に画像を形成する画像形成装置と、
   前記画像形成装置により画像が形成された前記記録材を加湿し、加湿された当該記録材を延伸する記録材処理装置と、
   前記記録材処理装置により加湿された前記記録材を製本する製本装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成システム。

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