JP2019086677A - 用紙加湿装置、画像形成システム、および用紙加湿方法 - Google Patents

Abstract

【課題】用紙の加湿量を高精度に制御することが可能な用紙加湿装置を提供する。【解決手段】水を保持する側周面を有する給水ローラーと、前記給水ローラーの側周面から水が転写される側周面を有する第１の加湿ローラーと、前記第１の加湿ローラーとの間に用紙を通過させるニップ部を形成する第２の加湿ローラーと、前記ニップ部における前記用紙の搬送速度に基づいて、前記給水ローラーの側周面に保持させる水の量を制御する加湿制御部とを備えた用紙加湿装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、用紙加湿装置、画像形成システム、および用紙加湿方法に関する。

電子写真方式の画像形成システムにおいては、画像形成に際して用紙が加熱されるが、用紙の両面に加えられる熱量は同一ではなく、これにより用紙にカールや波打ち等の用紙変形が生じる場合がある。また、画像形成時の帯電に起因して、画像形成後に積層された用紙同志の貼り付きが生じる場合がある。そこで画像形成システムにおける画像形成装置の後段に用紙加湿装置を設け、画像が形成された用紙に対して水分を付加することにより、用紙変形の防止や除電を行う技術が知られている。この用紙加湿装置は、例えば用紙の種類、用紙の秤量、および用紙の画像濃度に応じて用紙の加湿量を制御する制御部を備えている（例えば、特許文献１）。

特開２０１７−９５２０５号公報

しかしながら上述したように、用紙の種類、用紙の秤量、および用紙の画像濃度に応じて用紙の加湿量を制御する用紙加湿装置であっても、用紙の加湿量を一定に調整することが困難な場合があった。

そこで本発明は、用紙の加湿量を高精度に制御することが可能な用紙加湿装置を提供すること、この用紙加湿装置を用いた画像形成システムを提供すること、および用紙の加湿量を高精度に制御することが可能な用紙加湿方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、水を保持する側周面を有する給水ローラーと、前記給水ローラーの側周面から水が転写される側周面を有する第１の加湿ローラーと、前記第１の加湿ローラーとの間に用紙を通過させるニップ部を形成する第２の加湿ローラーと、前記ニップ部における前記用紙の搬送速度に基づいて、前記給水ローラーの側周面に保持させる水の量を制御する加湿制御部とを備えた用紙加湿装置である。

以上のような構成の本発明によれば、用紙の加湿量を高精度に制御することが可能な用紙加湿装置、この用紙加湿装置を用いた画像形成システム、および用紙の加湿量を高精度に制御することが可能な用紙加湿方法を得ることが可能である。

実施形態に係る用紙加湿装置を含む画像形成システムを示す概略構成図である。 実施形態に係る用紙加湿装置の詳細を示す構成図である。 下側水切りローラーの下側給水ローラーに対する接触圧と下側給水ローラーの表面に保持される水の量との関係を説明するための図である。 用紙の搬送速度と下側給水ユニットによる用紙の加湿量との関係を示すグラフである。 用紙の搬送速度と下側給水ローラーの表面に保持される水分量との関係を説明するための図である。 加湿制御部を構成する記憶部に記憶されているデータの一例を示す図である。 本実施形態に係る用紙加湿装置による用紙加湿方法を示すフローチャートである。

以下、本発明を適用した用紙加湿装置、画像形成システム、用紙加湿方法の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下においては、画像形成システムの全体構成を説明し、次いでこの画像形成システムに設けられた用紙加湿装置の構成、さらに用紙加湿装置が実施する用紙加湿方法の順に説明を行う。

≪画像形成システム≫
図１は、第１実施形態の画像形成システム１の全体構成を示す概略図であり、電子写真方式の画像形成システム１を前面（正面）から見た構成図である。図１に示す画像形成システム１は、画像形成装置Ａと後処理装置Ｂとを備えており、後処理装置Ｂの内部に用紙加湿装置Ｃが設けられている。

＜画像形成装置Ａ＞
画像形成装置Ａは、一例として、感光体を一本の中間転写ベルトに対面させて縦方向に配列することにより用紙Ｐに対してフルカラーの画像を形成するタンデム型カラー式のものである。この画像形成装置Ａは、上部に自動原稿搬送装置と走査露光装置とからなる画像読取装置２を有し、下部に画像形成部３と複数の給紙トレイ４と用紙搬送経路５とを備えている。また、画像形成装置Ａは、画像形成制御部６を備えている。

画像読取装置２は、自動原稿搬送装置の原稿トレイ上に載置された原稿を搬送部により搬送し、原稿の片面又は両面の画像を走査露光し、画像情報を読み取るものである。また、画像読取装置２は、コンタクトガラスに載置された原稿の画像情報についても読み取る構成となっている。

画像形成部３は、複数の給紙トレイ４から用紙Ｐの供給を受けるものであり、画像読取装置２により読み取られた画像情報、またはパーソナルコンピュータ（ＰＣ：personal computer）のような外部装置から送信された画像情報に基づいて、用紙Ｐに画像形成を行うものである。

この画像形成部３は、画像転写部３ａと、定着部３ｂとから構成されている。画像転写部３ａは、帯電、露光及び現像を行う電子写真プロセスにより、感光体上にトナー像を形成しこの画像を用紙Ｐに転写するものである。本実施形態において画像転写部３ａは、中間転写ベルトを有するタイプのものであり、複数の感光体上のトナー像は中間転写ベルトに転写され、中間転写ベルト上のトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部３ｂは、加熱ローラーと加圧ローラーとで用紙Ｐを搬送するニップ部を形成し、用紙Ｐを搬送しつつ加熱・加圧してトナーを溶融して、画像転写部３ａにより用紙Ｐに転写された画像を用紙Ｐに定着させるものである。

用紙搬送経路５は、給紙トレイ４から画像形成部３、画像形成部３から後処理装置Ｂに用紙Ｐを搬送する経路である。このような用紙搬送経路５は、画像形成部３における画像転写部３ａから定着部３ｂに用紙を送る経路の他、定着部３ｂの下流側から画像転写部３ａの上流側につながる反転経路５ａを備えている。反転経路５ａは、用紙Ｐの表裏を反転させたうえで、再度画像転写部３ａに再搬送するための経路である。この反転経路５ａにより、用紙Ｐに対する表裏の画像形成が可能となっている。

画像形成制御部６は、ここでの図示を省略した画像形成装置Ａの操作部、さらにはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力された設定に基づいて、画像形成装置Ａの各部の動作を制御するものである。なお、操作部や外部装置においては、次に説明する後処理装置Ｂの動作に関する設定もなされるが、後処理装置Ｂの動作に関する設定は、画像形成制御部６を介して後処理装置Ｂに送信されるか、または直に後処理装置Ｂに送信されてもよい。

画像形成制御部６は、ここでの図示を省略した画像形成装置Ａの操作部からの操作、さらにはパーソナルコンピュータなどの外部装置からの受信信号にし たがって、画像形成装置Ａの各部の動作を制御するものである。

＜後処理装置Ｂ＞
後処理装置Ｂは、画像形成装置Ａにより画像形成された用紙Ｐに対して後処理を行うための装置である。後処理とは、加湿、切断、パンチ、折り、およびステープル処理等である。特にこの後処理装置Ｂは、後処理として用紙Ｐに対して加湿を実施するものであって、以降に詳細に説明する用紙加湿装置Ｃを備えている。また後処理装置Ｂは、用紙加湿装置Ｃを挟んで配置された第１経路Ｒ１および第２経路Ｒ２と、後処理が終了した用紙Ｐを受ける排紙トレイＴｒとを備えている。

第１経路Ｒ１は、画像形成された用紙Ｐを、画像形成装置Ａから受け入れて用紙加湿装置Ｃの用紙加湿部１０にまで搬送する経路である。ここでは一例として、第１経路Ｒ１は、画像形成装置Ａから搬送された用紙Ｐを、用紙Ｐの主表面を略水平として用紙加湿部１０に導入する構成であることとする。また第２経路Ｒ２は、用紙加湿部１０を通過した用紙Ｐを排紙トレイＴｒまで搬送する経路である。この第２経路Ｒ２は、用紙加湿部１０を通過した用紙Ｐを、用紙Ｐの主表面を略水平として排紙トレイＴｒに排出する。

なお、本実施形態において第１経路Ｒ１は、画像形成装置Ａから用紙加湿装置Ｃまで直に用紙Ｐを導く構成として示しているが、第１経路Ｒ１上には用紙Ｐの切断およびパンチ機構などの他の機構が設けられていてもよい。また本実施形態において第２経路Ｒ２は、用紙加湿装置Ｃから排紙トレイＴｒまで直に用紙Ｐを導く構成として示しているが、第２経路Ｒ２上には折り機構やステープル機構等が設けられていてもよい。

≪用紙加湿装置≫
図２は、図１に示した用紙加湿装置Ｃの詳細を示す構成図である。図２に示す用紙加湿装置Ｃは、用紙Ｐに対して加湿を行うための装置である。ここで、上記の画像形成装置Ａによって画像形成された用紙Ｐは帯電状態となっており、帯電状態の用紙Ｐは種々の不都合をもたらす。このため、用紙加湿装置Ｃは画像形成された用紙Ｐに対して加湿を行う。このような用紙加湿装置Ｃは、用紙Ｐに対して加湿を行う用紙加湿部１０と、用紙加湿部１０の駆動を制御する加湿制御部２０とを備えている。

＜用紙加湿部１０＞
用紙加湿部１０は、用紙加湿部１０に導かれた用紙Ｐを、両面から挟持する２つの給水ユニット１０ａ，１０ｂを備えている。ここで用紙Ｐは、主表面を略水平に保って用紙加湿部１０に導かれるため、２つの給水ユニット１０ａ，１０ｂは、用紙Ｐの搬送経路の下側に配置された下側給水ユニット１０ａと、用紙Ｐの搬送経路の上側に配置された上側給水ユニット１０ｂである。これらは、それぞれ次のように構成されている。

［下側給水ユニット１０ａ］
下側給水ユニット１０ａは、下側貯水槽１１ａ、下側配管１２ａ、下側制御バルブ１３ａ、下側給水ローラー１０１ａ、下側水切りローラー１０２ａ、および下側加湿ローラー１０３ａを備えている。下側給水ローラー１０１ａ、下側水切りローラー１０２ａ、および下側加湿ローラー１０３ａは、用紙Ｐの搬送方向ｘに対して垂直で、かつ用紙加湿部１０に導かれた用紙Ｐの主表面に対して平行に軸を保って配置されている。これらの構成は以下のようである。

−下側貯水槽１１ａ−
下側貯水槽１１ａは、用紙Ｐの下側主表面に供給するための水Ｗを貯留するための水槽である。この下側貯水槽１１ａは、以降に説明する下側給水ローラー１０１ａの下部を収容する。この下側貯水槽１１ａには、ここでの図示を省略した水位計が設けられていることとする。なお、下側貯水槽１１ａは、下側給水ローラー１０１ａの下部の外周に沿う断面円弧状に形成されていてもよい。

−下側配管１２ａ−
下側配管１２ａは、下側貯水槽１１ａに水Ｗを供給し、また下側貯水槽１１ａに貯留された水Ｗを排水するための配管であり、例えば下側貯水槽１１ａの底面に接続されている。なお、下側配管１２ａは、下側貯水槽１１ａに対する給水用と排水用とに分かれていてもよい。

−下側制御バルブ１３ａ−
下側制御バルブ１３ａは、下側配管１２ａに設けられたものであって、下側配管１２ａから下側貯水槽１１ａへの給排水を制御する。この下側制御バルブ１３ａは、加湿制御部２０に対して有線または無線接続され、加湿制御部２０からの指示にしたがって、下側貯水槽１１ａに対する給排水を制御する。

−下側給水ローラー１０１ａ−
下側給水ローラー１０１ａは、水Ｗを保持する側周面を有する部材である。またこの下側給水ローラー１０１ａは、下側貯水槽１１ａ内に貯留された水Ｗを汲み上げる汲上げローラーも兼ねている。このような下側給水ローラー１０１ａは、回転可能に支持されると共に、その下部を下側貯水槽１１ａ内に収容した状態で設けられている。下側給水ローラー１０１ａは、自己の回転に伴って下側貯水槽１１ａ内に貯留された水Ｗを側周面に保持する状態で汲み上げる。また、下側給水ローラー１０１ａは、その側周面を下側加湿ローラー１０３ａの側周面に接触させることで、自己の回転に伴って、下側加湿ローラー１０３ａの側周面に対して水Ｗを転写する。

またこのような下側給水ローラー１０１ａは、親水性のソリッドタイプのローラーで構成されていることが好ましい。親水性のソリッドタイプのローラーとは、例えばゴムローラー（特にニトリルゴムのローラー）や金属ローラーに親水化処理を施したものであって、多孔質部材のように水分保持のための小孔を有しない構成のローラーである。また下側給水ローラー１０１ａは、所定の表面粗さに調整されたものであることが好ましい。

−下側水切りローラー１０２ａ−
下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａに保持される水Ｗの量を制限する水量制限部材である。この下側水切りローラー１０２ａは、回転可能に支持される。また下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａの側周面に対して当接または離間自在な側周面を有し、さらに下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧を調整することにより、下側給水ローラー１０１ａの側周面に保持される水Ｗの量を制限する。

またここでの図示は省略したが、下側水切りローラー１０２ａにはカム機構が設けられ、これによって下側給水ローラー１０１ａに対する接離および接触圧が調整される構成となっている。このカム機構は、加湿制御部２０に対して有線または無線接続され、加湿制御部２０からの指示にしたがって、下側水切りローラー１０２ａの下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧、当接および離間の状態を制御する。

このような下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａの回転方向に対して下側貯水槽１１ａの下流側において、下側給水ローラー１０１ａの略水平方向に配置されている。このような下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａとの当接により下側給水ローラー１０１ａとは逆方向に回転する構成となっている。

また下側水切りローラー１０２ａは、その側周面であって下側給水ローラー１０１ａに接する表面層が多孔質材料で構成された多孔質ローラーであり、多孔質部材の孔部内に水分の保持が可能である。またこの多孔質材料は、弾性変形する材料であってもよく、このような材料としては例えばポリウレタンが例示される。これにより、下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧を調整することにより、下側給水ローラー１０１ａの表面層に保持される水分量を制御する。

図３は、下側水切りローラー１０２ａの下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧と下側給水ローラー１０１ａの表面に保持される水の量との関係を説明するための図である。
図３Ａと図３Ｂとは、下側水切りローラー１０２ａの下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧に差があり、図３Ａの方が図３Ｂよりも接触圧が大きい。図３Ａに示すように、下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧を大きくすることにより、下側給水ローラー１０１ａの側周面に保持させる水Ｗの量を少なくすることができる。一方、図３Ｂに示すように、下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧を小さくすることにより、下側給水ローラー１０１ａの側周面に保持させる水Ｗの量を多くすることができる。

また特に、多孔質部材からなる下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａとの間の接触圧により、孔部Ｈに吸収された水Ｗが押し出される。その後、下側水切りローラー１０２ａの回転によって孔部Ｈが接触圧から開放される際、孔部Ｈが再び水Ｗを吸収する。したがって、図３Ａに示したように、接触圧が大きいほど、多量の水Ｈが押し出されて孔部Ｈの空間が広くなり、空間が広くなった孔部Ｈに対して、より多くの水Ｗが吸収されるようになる。

このような作用によっても、多孔質部材からなる下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａに保持させる水Ｗの量を調整することが可能であり、水分量の調整能力が高いローラーであると言える。なお、ここでの図示は省略したが、下側水切りローラー１０２ａの下方には、下側水切りローラー１０２ａの孔部Ｈから押し出された水Ｗを受けるための水受け部材が設けられていることとする。この水受け部材は、下側貯水槽１１ａから延設されたものであってもよい。

−下側加湿ローラー１０３ａ−
再び図２に戻り、下側加湿ローラー１０３ａは、用紙Ｐを搬送するニップ部Ｎを形成する一対の加湿ローラーのうちの第１の加湿ローラーに相当し、下側給水ローラー１０１ａから転写された水Ｗを用紙Ｐに供給する部材である。この下側加湿ローラー１０３ａは、回転可能に支持される。また下側加湿ローラー１０３ａは、その側周面を下側給水ローラー１０１ａの側周面に当接させる状態で配置されることにより、下側給水ローラー１０１ａの側周面に保持された水分を受け取る。

このような下側加湿ローラー１０３ａは、下側給水ローラー１０１ａの上部に配置されている。このような下側加湿ローラー１０３ａは、下側給水ローラー１０１ａとの当接により下側給水ローラー１０１ａとは逆方向で、用紙Ｐの搬送方向ｘに回転する構成となっている。

［上側給水ユニット１０ｂ］
上側給水ユニット１０ｂは、上側貯水槽１１ｂ、上側配管１２ｂ、上側制御バルブ１３ｂ、汲上げコロ１４、汲上げローラー１５、上側給水ローラー１０１ｂ、上側水切りローラー１０２ｂ、および上側加湿ローラー１０３ｂを備えている。汲上げコロ１４、汲上げローラー１５、上側給水ローラー１０１ｂ、上側水切りローラー１０２ｂ、および上側加湿ローラー１０３ｂは、用紙Ｐの搬送方向ｘに対して垂直で、かつ用紙加湿部１０に導かれた用紙Ｐの主表面に対して平行に軸を保って配置されている。これらの構成は以下のようである。

−上側貯水槽１１ｂ−
上側貯水槽１１ｂは、用紙Ｐの上側主表面に供給するための水を貯留するための水槽である。この上側貯水槽１１ｂは、以降に説明する汲上げコロ１４を収容する。この上側貯水槽１１ｂには、ここでの図示を省略した水位計が設けられていることとする。なお、上側貯水槽１１ｂは、汲上げコロ１４の下部の外周に沿う断面円弧状に形成されていてもよい。

−上側配管１２ｂ−
上側配管１２ｂは、上側貯水槽１１ｂに水を供給し、また上側貯水槽１１ｂに貯留された水を排水するための配管であり、例えば上側貯水槽１１ｂの底面に接続されている。なお、上側配管１２ｂは、上側貯水槽１１ｂに対する給水用と排水用とに分かれていてもよい。

−上側制御バルブ１３ｂ−
上側制御バルブ１３ｂは、上側配管１２ｂに設けられたものであって、上側配管１２ｂから上側貯水槽１１ｂへの給排水を制御する。この上側制御バルブ１３ｂは、加湿制御部２０に対して有線または無線接続され、加湿制御部２０からの指示にしたがって、上側貯水槽１１ｂに対する給排水を制御する。

−汲上げコロ１４−
汲上げコロ１４は、上側貯水槽１１ｂに貯留された水Ｗの内部に浸漬され、上側貯水槽１１ｂに貯留された水Ｗを汲み上げ、汲み上げた水Ｗを汲上げローラー１５に供給する部材である。この汲上げコロ１４は、回転可能に支持されると共に、その側周面を汲上げローラー１５の側周面に接触させることで、自己の回転に伴って汲上げローラー１５の側周面に対して水Ｗを転写する。

−汲上げローラー１５−
汲上げローラー１５は、汲上げコロ１４によって汲み上げられた上側貯水槽１１ｂ内の水Ｗを、さらに汲み上げて上側給水ローラー１０１ｂに転写する部材である。この汲上げローラー１５は、回転可能に支持されると共に、その側周面を上側給水ローラー１０１ｂの側周面に接触させることで、自己の回転に伴って上側給水ローラー１０１ｂの側周面に対して水Ｗを転写する。このような汲上げローラー１５は、汲上げコロ１４の上部に配置され、汲上げコロ１４とは逆方向に回転する構成となっている。

−上側給水ローラー１０１ｂ−
上側給水ローラー１０１ｂは、水Ｗを保持する側周面を有する部材である。この上側給水ローラー１０１ｂは、汲上げローラー１５の側周面から転写された水Ｗを、上側加湿ローラー１０３ｂの側周面に転写する。この上側給水ローラー１０１ｂは、回転可能に支持されると共に、その側周面を上側加湿ローラー１０３ｂの側周面に接触させることで、自己の回転に伴って、上側加湿ローラー１０３ｂの側周面に対して水Ｗを転写する。このような上側給水ローラー１０１ｂは、汲上げローラー１５の回転方向に対して汲上げコロ１４の下流側において、汲上げローラー１５の略水平方向に配置されている。また上側給水ローラー１０１ｂは、汲上げローラー１５との当接により汲上げローラー１５とは逆方向に回転する構成となっている。

またこのような上側給水ローラー１０１ｂは、下側給水ローラー１０１ａと同様に、親水性のソリッドタイプのローラーで構成されていることが好ましいがこれに限定されることはない。

−上側水切りローラー１０２ｂ−
上側水切りローラー１０２ｂは、上側給水ローラー１０１ｂに保持される水Ｗの量を制限する水量制限部材である。この上側水切りローラー１０２ｂは、回転可能に支持される。また上側水切りローラー１０２ｂは、上側給水ローラー１０１ｂの側周面に対して当接または離間自在な側周面を有し、さらに上側給水ローラー１０１ｂに対する接触圧を調整することにより、上側給水ローラー１０１ｂの側周面に保持される水Ｗの量を制限する。

またここでの図示は省略したが、上側水切りローラー１０２ｂにはカム機構が設けられ、これによって上側給水ローラー１０１ｂに対する接離および接触圧が調整される構成となっている。このカム機構は、加湿制御部２０に対して有線または無線接続され、加湿制御部２０からの指示にしたがって、上側水切りローラー１０２ｂの上側給水ローラー１０１ｂに対する接触圧、当接および離間の状態を制御する。

このような上側水切りローラー１０２ｂは、上側給水ローラー１０１ｂを挟んで汲上げローラー１５と逆側に配置されている。この上側水切りローラー１０２ｂは、上側給水ローラー１０１ｂとの当接により上側給水ローラー１０１ｂとは逆方向に回転する構成となっている。

また上側水切りローラー１０２ｂは、下側給水ローラー１０１ａと同様の多孔質ローラーであることが好ましいがこれに限定されることはない。上側水切りローラー１０２ｂは、親水性のソリッドタイプのローラーで構成されたものであってもよい。また上側水切りローラー１０２ｂは、ローラー状の部材に限定されない他の水切り部材に置き換えることも可能であり、例えばプレート状の水切り部材に置き換えても良い。

−上側加湿ローラー１０３ｂ−
上側加湿ローラー１０３ｂは、用紙Ｐを搬送するニップ部Ｎを形成する一対の加湿ローラーのうちの第２の加湿ローラーに相当し、上側給水ローラー１０１ｂから転写された水Ｗを用紙Ｐに供給する部材である。この上側加湿ローラー１０３ｂは、回転可能に支持される。また上側加湿ローラー１０３ｂは、その側周面を上側給水ローラー１０１ｂの側周面に当接する状態で配置されることにより、上側給水ローラー１０１ｂの側周面に保持された水Ｗを受け取る。

このような上側加湿ローラー１０３ｂは、上側給水ローラー１０１ｂの下部に配置されている。また上側加湿ローラー１０３ｂは、上側給水ローラー１０１ｂとの当接により上側給水ローラー１０１ｂとは逆方向で、用紙Ｐの搬送方向ｘに回転する構成となっている。

＜加湿制御部２０＞
加湿制御部２０は、用紙加湿部１０による用紙Ｐの加湿を制御するためのものである。この加湿制御部２０は、下側制御バルブ１３ａ、下側水切りローラー１０２ａ、上側制御バルブ１３ｂ、上側水切りローラー１０２ｂ、および図１に示した画像形成装置Ａの画像形成制御部６に対し有線または無線接続されている。また加湿制御部２０は、下側貯水槽１１ａおよび上側貯水槽１１ｂに設けられた水位計に対しても、有線または無線接続されている。

この加湿制御部２０は、用紙加湿部１０の制御に必要となる情報を画像形成装置Ａの画像形成制御部６から取得し、取得した情報に基づいて用紙Ｐが適切な加湿量で加湿されるように用紙加湿部１０を制御する。

加湿制御部２０が画像形成装置Ａの画像形成制御部６から取得する情報は、ここでは用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関する情報であって、例えば搬送モードである。用紙Ｐの搬送速度［ｓ］は、画像形成装置Ａの性能の他、用紙の搬送経路や搬送モードなどによって変化する値である。例えば図１を用いて説明した反転経路５ａを用いて用紙Ｐに対する表裏の画像形成を実施する場合には、搬送速度［ｓ］は１２００ｍｍ／ｓ以上の高速搬送モードとなる。またこの他にも、搬送モードをサブトレイ排紙とした場合、また用紙Ｐのカールを除去するためのデカーラとした場合にも、搬送速度［ｓ］は高速搬送モードとなる。

加湿制御部２０は、画像形成制御部６から取得した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関する情報から、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］を割り出す。そして、割り出した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づいて、き、用紙Ｐが適切な加湿量で加湿されるように、下側給水ユニット１０ａの下側制御バルブ１３ａおよび下側水切りローラー１０２ａを制御する。次に用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づいて、このような制御を実施する理由を説明する。

図４は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］と下側給水ユニット１０ａによる用紙Ｐの加湿量との関係を示すグラフであり、下側給水ユニット１０ａを一定の状態とした場合のグラフである。このグラフに示すように、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が遅い領域（例えば４００ｍｍ／ｓ以下）においては、搬送速度［ｓ］によらずに下側給水ユニット１０ａによる用紙Ｐの加湿量は一定である。これに対し、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が速くなるほど、下側給水ユニット１０ａによる加湿量が加速度的に大きくなることがわかった。これは、以下のようなメカニズムによる。

図５は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］と下側給水ローラー１０１ａの表面に保持される水Ｗの量（水分量）との関係を説明するための図である。この場合、下側給水ローラー１０１ａに対する下側水切りローラー１０２ａの接触圧、および下側貯水槽１１ａに貯留された水Ｗの水位［Ｌ］は一定である。

図５Ａは、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が遅い場合を示している。この場合、下側加湿ローラー１０３ａ、下側水切りローラー１０２ａ、および下側給水ローラー１０１ａの回転速度も遅い。このため、下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａとの間の接触圧から開放される際に、十分な時間を掛けて孔部Ｈに水Ｗを吸収することができる。これにより、下側給水ローラー１０１ａに保持される水Ｗの量が少なめになる。このため、孔部Ｈの吸水能力の限界に達するまでは、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が遅いほど、下側加湿ローラー１０３ａによる用紙Ｐの加湿量が少なくなるのである。

図５Ｂは、図５Ａに示した場合と比較して、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が速い場合を示している。この場合、下側加湿ローラー１０３ａ、下側水切りローラー１０２ａ、および下側給水ローラー１０１ａの回転速度も速い。このため、下側水切りローラー１０２ａは、下側給水ローラー１０１ａとの間の接触圧から開放される際に、十分な時間を掛けて孔部Ｈに水Ｗを吸収することができない。これにより、下側給水ローラー１０１ａに保持される水Ｗの量が多めになる。このため、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が速いほど、下側加湿ローラー１０３ａによる用紙Ｐの加湿量が多くなるのである。

そこで、図２に示した加湿制御部２０は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づき、用紙Ｐに対する加湿量が一定となるように、下側制御バルブ１３ａおよび下側水切りローラー１０２ａを制御する。このような制御を実施する加湿制御部２０は、例えばここでの図示を省略したＣＰＵ（Central Processing Unit）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶部を備えたものである。

図６は、加湿制御部２０を構成する記憶部に記憶されているデータの一例を示す図である。図６に示すように、加湿制御部２０は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に対して、接触圧［ｖ］と、水位［Ｌ］とを関連付けて記憶する。

接触圧［ｖ］は、下側給水ローラー１０１ａに対する下側水切りローラー１０２ａの接触圧［ｖ］である。この接触圧［ｖ］は、下側水切りローラー１０２ａに設けられたカム機構によって制御される。

また水位［Ｌ］は、下側貯水槽１１ａに貯留された水Ｗの、下側給水ローラー１０１ａに対する水位［Ｌ］である。水位［Ｌ］は、大きい値であるほど、下側給水ローラー１０１ａによって汲み上げられる水Ｗの量が多く、したがって下側給水ローラー１０１ａに保持される水Ｗの量を多くすることができる。

この水位［Ｌ］は、下側制御バルブ１３ａによる下側貯水槽１１ａ内への給水量によって調整される。また水位［Ｌ］は、下側貯水槽１１ａに対する下側給水ローラー１０１ａの相対的な高さ位置によって調整されてもよい。この場合、この用紙加湿部１０は、下側貯水槽１１ａを、下側給水ローラー１０１ａに対して相対的に上下させる機構を備えていることとする。

図６に示す一例のように、接触圧［ｖ］は、搬送速度［ｓ］が低速（例えば４００ｍｍ／ｓ以下）の範囲に対しては、一定の基準値が適用される。一方、搬送速度［ｓ］が４００ｍｍ／ｓを超える範囲に対しては、基準値に対する増加値が適用される。この増加値は、搬送速度［ｓ］が速いほど大きな値が設定されていることとする。これらの基準値および増加値は、それぞれの値が適用される用紙Ｐの搬送速度［ｓ］において、下側給水ユニット１０ａによる用紙Ｐの加湿量が所望の一定値となる値である。

また水位［Ｌ］は、搬送速度［ｓ］が高速（例えば１２００ｍｍ／ｓ超）ではない範囲に対しては、一定の基準値が適用される。搬送速度［ｓ］が１２００ｍｍ／ｓを超える高速の範囲に対しては、基準値に対する減少値が適用される。この減少値は、搬送速度［ｓ］が速いほど小さな値が設定されていることとする。これらの基準値および減少値は、それぞれの値が適用される用紙Ｐの搬送速度［ｓ］において、下側給水ユニット１０ａによる用紙Ｐの加湿量が所望の一定値となる値である。

なお、このような用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関連付けられた接触圧［ｖ］および水位［Ｌ］、さらに接触圧［ｖ］および水位［Ｌ］の基準値を割り当てる搬送速度［ｓ］は、予備試験やシミュレーションによって予め取得しておくこととする。

加湿制御部２０は、画像形成装置Ａの画像形成制御部６から取得した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関する情報を、記憶部に記憶されている上記データと照合する。そして、データ中で適合する用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関連付けられた接触圧［ｖ］となるように下側水切りローラー１０２ａのカム機構を制御し、さらに関連付けられた水位［Ｌ］となるように下側制御バルブ１３ａを制御する。

次に、このような加湿制御部２０によって実施される用紙加湿部１０の制御、すなわち用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく下側水切りローラー１０２ａのカム機構、および下側制御バルブ１３ａの制御の手順を、用紙加湿方法として詳細に説明する。

≪用紙加湿方法≫
図７は、本実施形態に係る用紙加湿装置Ｃによる用紙加湿方法を示すフローチャートである。このフローチャートに示す用紙加湿方法は、加湿制御部２０を構成するＣＰＵが、ＲＯＭやＲＡＭに記録されたプログラムを実行することにより実現され、画像形成ジョブの開始をトリガーとして開始される。

＜ステップＳ１１＞
ステップＳ１１において、加湿制御部２０は、画像形成ジョブの開始に伴い、加湿ジョブが選択されているか否かを判断する。そして加湿ジョブが選択されている（ＹＥＳ）と判断した場合には、次のステップＳ１２に進む。加湿ジョブが選択されていない（ＮＯ）と判断した場合には、処理を終了させる。なお、加湿ジョブの選択は、画像形成装置Ａの操作部からの操作、さらにはパーソナルコンピュータなどの外部装置からの受信信号によってなされる。

＜ステップＳ１２＞
ステップＳ１２において、加湿制御部２０は、下側貯水槽１１ａに基準水位の水Ｗが貯留されているか否かを判断する。この際、加湿制御部２０は、例えば下側貯水槽１１ａに設けた水位計によって検知された下側貯水槽１１ａの水位［Ｌ］に基づいて、この判断を実施する。そして加湿制御部２０は、貯留されている（ＹＥＳ）と判断した場合にはステップＳ１３に進む。一方、貯留されていない（ＮＯ）と判断した場合には、ステップＳ２０に進む。

＜ステップＳ２０＞
ステップＳ２０において、加湿制御部２０は、下側制御バルブ１３ａの制御による給水処理を実施する。これにより、下側貯水槽１１ａに基準水位の水Ｗを貯留する。ここで基準水位とは、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が１２００ｍｍ／ｓ以下の場合に適用される水位［Ｌ］の基準値である。給水処理の終了後には、ステップＳ１３に進む。

＜ステップＳ１３＞
ステップ１３において、加湿制御部２０は、画像形成装置から取得した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に関する情報に基づいて、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］がどの範囲であるかを判断し、さらに次に進むステップを判断する。４００ｍｍ／ｓ以下であると判断した場合にはステップＳ１４に進む。４００ｍｍ／ｓを超え、１２００ｍｍ／ｓ以下であると判断した場合には、ステップＳ１５に進む。１２００ｍｍ／ｓを超えていると判断した場合には、ステップＳ１６に進む。

＜ステップＳ１４＞
ステップＳ１４において、加湿制御部２０は、接触圧［ｖ］および水位［Ｌ］を、それぞれの基準値に保つ。

＜ステップＳ１５＞
ステップＳ１５において、加湿制御部２０は、接触圧［ｖ］の調整を実施する。ここでは、下側水切りローラー１０２ａのカム機構を制御することにより、下側水切りローラー１０２ａによる下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧［ｖ］を、基準値よりも大きい値の範囲で調整する。この際、加湿制御部２０は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］を記憶部に記憶されているデータと照合し、この搬送速度［ｓ］に関連付けられた接触圧［ｖ］を割り出す。そして下側水切りローラー１０２ａによる下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧［ｖ］が、割り出した接触圧［ｖ］となるように、下側水切りローラー１０２ａのカム機構を制御する。

＜ステップＳ１６＞
ステップＳ１６において、加湿制御部２０は、接触圧［ｖ］の調整に加えて水位［Ｌ］の調整を実施する。ここでは、下側水切りローラー１０２ａのカム機構を制御することにより、下側水切りローラー１０２ａによる下側給水ローラー１０１ａに対する接触圧［ｖ］を、基準値よりも大きい値の範囲で調整する。またこれと共に、下側制御バルブ１３ａを制御することより、下側貯水槽１１ａの水位［Ｌ］を、基準値よりも小さい値の範囲で調整する。この際、加湿制御部２０は、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］を記憶部に記憶されているデータと照合し、この搬送速度［ｓ］に関連付けられた接触圧［ｖ］および水位［Ｌ］を割り出す。そして、割り出した接触圧［ｖ］および水位［Ｌ］となるように、下側水切りローラー１０２ａのカム機構および下側制御バルブ１３ａを制御する。このように接触圧［ｖ］の調整に加えて水位［Ｌ］の調整を行うことにより、搬送速度［ｓ］が超高速の場合であっても、下側給水ローラー１０１ａに保持させる水Ｗの量を十分に制御することが可能である。

＜ステップＳ１７＞
以上の後、ステップＳ１７において、加湿制御部２０は、用紙加湿部１０に対して加湿処理を開始させ、一連の処理を終了させる。

なお以上の処理において、上側給水ユニット１０ｂは、所定の状態に設定されていることとする。ここで所定の状態とは、上側給水ユニット１０ｂによって用紙Ｐに所定の加湿量で加湿を実施できる状態であることとする。

≪実施形態の効果≫
以上説明した実施形態によれば、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づいて下側給水ローラー１０１ａの側周面に保持させる水Ｗの量を制御する構成としたことにより、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］が変化した場合であっても、用紙Ｐを所望の加湿量に加湿することが可能になる。この結果、用紙Ｐの搬送モードによらず、高精度に制御された用紙Ｐの加湿によって、用紙Ｐのカールや波打ち等の用紙変形を確実に防止し、また用紙Ｐを確実に除電して積層させた用紙Ｐ同志の貼り付きを防止することが可能になる。

なお、以上説明した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく制御は、単独で実施されることに限定されることはく、他の情報に基づく制御と組み合わせて実施してもよい。他の情報としては、例えば、用紙Ｐに関する紙種の情報および坪量の情報、さらに用紙Ｐに形成される画像濃度（印字率）等が例示される。加湿制御部２０は、画像形成装置Ａの画像形成制御部６から取得したこれらの情報に基づいて、下側給水ユニット１０ａや上側給水ユニット１０ｂを制御し、これに追加する制御として、上述した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく制御を実施する構成であってもよい。このような構成とすることにより、さらに制御性の良好な加湿を実施することが可能になる。

≪変形例１≫
上述した実施形態の変形例１として、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく下側給水ユニット１０ａの制御を、上側給水ユニット１０ｂに対しても実施する構成が例示される。この場合、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく上側給水ユニット１０ｂの制御は、上側給水ローラー１０１ｂに対する上側水切りローラー１０２ｂの接触圧［ｖ］の調整と、上側貯水槽１１ｂに貯留された水Ｗの汲上げローラー１５に対する水位［Ｌ］の調整とによって実施される。この場合であっても、接触圧［ｖ］は搬送速度［ｓ］が速いほど大きな値に調整され、水位［Ｌ］は搬送速度［ｓ］が大きいほど小さな値に調整される。これにより、さらに高精度に用紙Ｐの加湿制御を実施することが可能になる。

≪変形例２≫
上述した実施形態の変形例２として、水位［Ｌ］の調整を優先する場合が例示される。この場合、図７に示したステップＳ１３において、搬送速度［ｓ］が４００ｍｍ／ｓを超え、１２００ｍｍ／ｓ以下である場合に進んだステップＳ１５においては、水位［Ｌ］の調整を実施する。水位［Ｌ］は、搬送速度［ｓ］が速いほど小さな値に調整される。そして、搬送速度［ｓ］が１２００ｍｍ／ｓを超えた場合に進んだステップＳ１６においては、水位［Ｌ］の調整に追加して接触圧［ｖ］の調整を実施する。接触圧［ｖ］は、搬送速度［ｓ］が速いほど大きな値に調整される。

≪変形例３≫
上述した実施形態の変形例３として、用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく下側給水ユニット１０ａの制御は、接触圧［ｖ］の調整のみ、または水位［Ｌ］の調整のみによって実施する場合が例示される。

≪変形例４≫
上述した実施形態の変形例４として、用紙加湿部１０における用紙Ｐの搬送方向が略垂直方向のものが例示される。この場合、用紙Ｐのニップ部を挟んで左右に配置された２つの給水ユニットの少なくとも何れか一方に対し、上述した用紙Ｐの搬送速度［ｓ］に基づく制御を適用する。また１つの加湿ローラーに対して複数の給水ローラーを設けた構成も例示される。

１…画像形成システム
１１ａ…下側貯水槽
１１ｂ…上側貯水槽
１３…汲上げコロ
１５…汲上げローラー
２０…加湿制御部
１０１ａ…下側給水ローラー（汲上げローラー）
１０１ｂ…上側給水ローラー
１０２ａ…下側水切りローラー
１０２ｂ…上側水切りローラー
１０３ａ…下側加湿ローラー（第１の加湿ローラー）
１０３ｂ…上側加湿ローラー（第２の加湿ローラー）
［ｓ］…搬送速度
［Ｖ］…接触圧
［ｈ］…水位
Ａ…画像形成装置
Ｃ…用紙加湿装置
Ｎ…ニップ部
Ｐ…用紙
Ｗ…水

Claims (12)

1. 水を保持する側周面を有する給水ローラーと、
   前記給水ローラーの側周面から水が転写される側周面を有する第１の加湿ローラーと、
   前記第１の加湿ローラーとの間に用紙を通過させるニップ部を形成する第２の加湿ローラーと、
   前記ニップ部における前記用紙の搬送速度に基づいて、前記給水ローラーの側周面に保持させる水の量を制御する加湿制御部とを備えた
   用紙加湿装置。
2. 前記給水ローラーの側周面に対して当接または離間自在な側周面を有する水切りローラーを備え、
   前記加湿制御部は、前記給水ローラーに対する前記水切りローラーの接触圧によって前記給水ローラーの側周面に保持させる水の量を制御する
   請求項１に記載の用紙加湿装置。
3. 前記水切りローラーは、多孔質材料を用いて構成されている
   請求項２に記載の用紙加湿装置。
4. 前記加湿制御部は、前記搬送速度が速い程、前記接触圧を高くする制御を行う
   請求項２または３に記載の用紙加湿装置。
5. 前記給水ローラーに水を供給する貯水槽と、
   前記貯水槽から水を汲み上げて前記給水ローラーに汲み上げた水を供給する汲上げローラーとを備え、
   前記加湿制御部は、前記貯水槽に貯留された水の前記汲上げローラーに対する水位により、前記給水ローラーに側周面に保持させる水の量を制御する
   請求項１〜４の何れか１項に記載の用紙加湿装置。
6. 前記加湿制御部は、前記搬送速度が速い程、前記水位を高くする制御を行う
   請求項５に記載の用紙加湿装置。
7. 前記給水ローラーは前記汲上げローラーを兼ねる
   請求項５または６に記載の用紙加湿装置。
8. 前記第１の加湿ローラーと前記第２の加湿ローラーとは、前記用紙を上下方向からニップする状態で配置された
   請求項１〜７の何れか１項に記載の用紙加湿装置。
9. 前記第１の加湿ローラーは、前記ニップ部の下方に配置された
   請求項８に記載の用紙加湿装置。
10. 前記給水ローラーとは別に、前記第２の加湿ローラーの側周面に水を転写する別の給水ローラーを備え、
    前記加湿制御部は、前記別の給水ローラーの側周面に保持させる水の量を前記ニップ部における前記用紙の搬送速度に基づいて制御する
    請求項１〜９の何れか１項に記載の用紙加湿装置。
11. 請求項１〜１０の何れか１項に記載の用紙加湿装置と、
    用紙に画像形成を行い画像形成された前記用紙を前記用紙加湿装置に搬送する画像形成装置とを備えた
    画像形成システム。
12. 一対の加湿ローラーの間に形成したニップ部に用紙を通過させることで前記用紙を加湿する用紙加湿方法であって、
    加湿制御部が、前記ニップ部における前記用紙の搬送速度に基づいて、給水ローラーの側周面に保持させる水の量を制御し、
    前記一対の加湿ローラーのうちの一方の側周面に、前記給水ローラーの側周面に保持された水を転写する
    用紙加湿方法。

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