JP3791581B2 - シート供給装置、画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載されたシートを供給するシート供給装置及び画像形成装置に関し、特にシート間の密着性の高いシートを分離・給送する供給装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタや複写機等の画像形成装置においては、一般に、画像が形成される媒体として、連続的な給紙を可能とするカットシートが用いられており、これらのシート(用紙)は、従来、複写機メーカー指定の普通紙や上質紙が用いられていた。これらの普通紙や上質紙は表面平滑度が低いことから用紙間密着力が低く、給紙トレイ等の用紙積載部からシートを１枚ずつ繰り出す際にも複数枚のシートが密着して供給される重送を防ぐことが比較的容易であった。しかしながら、近年では、記録媒体の多様化に伴い、表面平滑度の高いものも含めて多種シートの搬送が要求されるようになってきており、特に、カラー化技術の進展に伴い白色度を上昇させ光沢を出した塗工紙(シートＰの両面または片面に印刷適正の改良を目的として塗料の一種である塗工カラーを塗布した複合シート)や、フィルムシート、トレーシングペーパー等に対しても同一の機種による搬送要求が高くなっている。この塗工紙や、フィルムシート、トレーシングペーパー等はシート間の密着力が強いことから重送を防ぐことが難しく、シートの供給には特別な対策が必要となる。
【０００３】
例えば塗工紙を例にとって説明すると、この塗工紙は、上質になるほど塗工量が増して光学的性質である白色光沢度が上昇すると共に、原紙表面の凹凸が減って表面平滑度が高くなる。一方で、表面平滑度が高くなると、接したときの紙同士の間隔が狭くなり、その間隔に空気を通さない状態となって生じた負圧が維持され、シート間(用紙間)の密着が強くなる。特に高湿の環境下で塗工紙等の平滑シートが積載されている場合には、シート同士が吸着して密着度がより高くなる。フィルムシートやトレーシングペーパー等も表面平滑度が高く、シート間密着力が高い。
【０００４】
このような用紙間の密着が強い平滑シートを、そのシートが積載された給紙トレイから１枚ずつ繰り出す際には、通常の普通紙を給紙する装置のままでは１枚ずつ分離して搬送することが非常に難しくなる。特に、シートの表面に所定の押圧力にて接触回転してシートを引き込む引込ロールと、シートを捌くときに供給ロールと分離ロールを一定圧にて押圧して分離する方式を用いた給紙装置では、平滑シートを分離搬送する際に通常の普通紙の分離搬送に比べて約３０倍もの押圧力が必要となる。このような平滑シートに対する密着を事前に解消する方法として、本出願人は特開平１１―５６４３号公報にて、積載されたシートの側面からエアーを吹き付ける技術について提案している。かかる技術によれば、平滑シートにおける密着力の解消に大きな効果を上げることが出来る。
【０００５】
一方、シート間の密着については、シートが積載されている環境条件、とりわけ温湿度条件が大きく影響していることが発明者等の研究により明らかになった。具体的には、複数種類のシートにおける実験において、温度１０℃湿度１５％、及び温度２０℃湿度５５％の環境下ではシート間の密着を解くのに５〜１０Ｎの力で足りるのに対し、温度２０℃湿度８５％及び温度２８℃湿度８５％の環境下では密着を解くのに１０〜３０Ｎもの力が必要となる。この結果は、シート間の密着に湿度条件が大きく影響することを明らかにするものである。即ち、シート間の密着を解くためには、低湿度の条件下にて給紙を行うことが有効である。
かかる課題に対して明記されているものではないが、特開平６−３２４７３号公報には、除湿ヒータによって熱せられた空気をシート束の側面に吹き付ける給紙装置が提案されている。この技術によれば、積載されたシートを熱風により乾燥させることが可能であり、上記の実験結果から明らかなように、シート間の密着解消に対して非常に効果があり、重送防止に対して有効な技術となり得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように用紙側面からエアーを吹き付けて密着を解いてから給紙する技術により平滑シートの搬送性能を格段に上昇させることができるが、特開平１１―５６４３号公報に開示された技術では、高湿下においてシートの密着を解くには不充分である。また、特開平６−３２４７３号公報のように熱風を吹き付けることによりシートの捌き性能は上昇するものの、必要以上の熱風を吹き付けると、シートが乾燥し過ぎてしまい、画像に対するディフェクト等の悪影響が生じてしまう。
【０００７】
また更に、特開昭５９−１６３２４２号公報や、特開平４−９４３３７号公報、特開平４−２１７５２９号公報には、シート積載トレイの置かれた環境下における湿度を測定し、ヒータによって暖める技術について開示されているが、これらはあくまでもシート積載トレイ周辺における特定箇所の湿度を測定しているものに過ぎず、吹き付ける熱風の湿度を測定するものではない。積載されたシートは、もともと外気と同じ湿度に保たれており、単純な空気流にて乾燥させることは難しく、これらの公報に記載された技術のように、トレイ周辺の湿度測定に基づくヒータの制御では、シート乾燥に不充分か、シートの乾燥し過ぎによる画像トラブルが多発してしまう。即ち、従来の技術では、シートの密着解消とシートの乾燥し過ぎを防止するための木目細かな湿度制御を行うことができなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するために、本発明のシート供給装置は、図１に示すように、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、このシート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段４と、このエアー加熱手段４により加熱される前のエアーの温度を検出する加熱前エアー温度検出手段５と、この加熱前エアー温度検出手段５により検出されたエアーの温度に基づいてエアー加熱手段４による加熱動作を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この制御手段６は、エアー加熱手段４による加熱動作を制御することによりエアー吹き付け手段３から吹き付けるエアーの湿度を制御することを特徴とすれば、シートＰの乾燥し過ぎによる画質ディフェクトを防止しながらシートＰの密着を解消し、シート供給の改善を図ることが可能となる。
【００１０】
更に、本発明のシート供給装置は、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、シート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段４と、このエアー加熱手段４により加熱される前のエアーの湿度を検出する加熱前エアー湿度検出手段７と、この加熱前エアー湿度検出手段７により検出されたエアーの湿度に基づいてエアー加熱手段４による加熱動作を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明のシート供給装置は、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、シート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーが流れるエアー流路８を構成すると共に、このエアー流路８に流れるエアーを加熱するためのヒータ４が備えられたダクト９と、このダクト９に対してエアーが吸入されるエアー吸入部１０の近傍に設けられダクト９に供給されるエアーの温度または湿度を検出する検出手段５、７と、この検出手段５、７により検出されたエアーの温度または湿度に基づいてダクト９に設けられたヒータ４の加熱温度を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
ここで、特に塗工紙等のシート間密着度の強いシートＰを捌く際に、湿度を５０％以内に保つことが好ましく、画質に影響を与えない湿度としては２０％以上に保つことが好ましい。その為、この制御手段６による制御としては、加熱前エアー温度検出手段(検出手段)５又は加熱前エアー湿度検出手段(検出手段)７による検出結果に基づいて、予め記憶(プログラム)されている関数等から算出された値によりエアー加熱手段(ヒータ)４を制御するように構成すれば、吹き付けるエアーの湿度を具体的に制御することが可能となる。更に、この予め記憶(プログラム)されている関数としては、エアーの温湿度から算出される蒸気圧曲線に基づくものが適応できるが、離散的な関数であっても連続的な関数であっても、その関数の内容は問わない。例えば６段階程度のスポット的な制御であれば、一定の制御機能が果たせると共に制御の簡潔化を図ることができる点から好ましい。
【００１３】
また、本発明を画像形成装置として把えると、シート供給装置から供給されたシートＰに対して画像形成を施す画像形成部を更に備え、制御手段６は、シート収容手段１に収容されたシートＰの密着を解くために相対湿度を下げると共に、この相対湿度が画像形成部により画像形成される際に画質に影響を及ぼさない所定湿度以上となるように、エアー加熱手段４による加熱動作又はヒータ４の加熱温度を制御することを特徴としている。
【００１４】
ここで、シートＰの密着を解くための相対湿度とは、前述のとおり相対湿度が約５０％以下であり、この画質に影響を及ぼさない所定湿度以上とは、前述のとおり相対湿度が約２０％以上のレベルである。本発明の画像形成装置に対してかかる制御を実施することにより、シートＰの搬送性能の維持と画質の維持との均衡を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明のシート供給装置は、シートを収容するシート収容手段と、このシート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、このエアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーを除湿するエアー除湿手段と、このエアー除湿手段により除湿される前のエアーの温度又は湿度を検出する除湿前エアー状態検出手段と、この除湿前エアー状態検出手段により検出されたエアーの温度又は湿度に基づいて前記エアー除湿手段による除湿動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とすれば、エアーを加熱する以外に、例えばエアーを冷却することで、吹き付けるエアーを除湿することも可能となる。
【００１６】
更に、このエアー吹き付け手段は、エアーが供給されるエアー流路を形成するダクトを備え、このエアー除湿手段は、ダクト内に設けられると共に、ダクトを通過するエアーに対して除湿動作を実行するように構成すれば、吹き付けるエアーに対して効率的に除湿を実行できる点で好ましい。
【００１７】
また更に、このエアー吹き付け手段は、供給されるエアーが流れるエアー流路を有すると共に、エアー除湿手段は、このエアー流路の一部を冷却することにより除湿することを特徴とすれば、エアー流路を流れるエアーを結露させることで除湿することが可能となり、簡単な構成でエアーの除湿を制御することが可能となる。
【００１８】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
シート収容手段１に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３は、例えば回転するファンにより構成され、ファンの回転によりダクト９を介してエアーを吸入し、吸入したエアーをシートＰに対して吹き付けるように構成されている。このダクト９は、エアー吸入部１０からエアーを吸入し、エアー流路８を介してエアー吹き付け手段３にエアーを供給するとともに、吸入したエアーを加熱するエアー加熱手段(ヒータ)４を備えている。
【００１９】
例えば、シート供給手段２が駆動する所定時間前に、エアー吹き付け手段３のファンが駆動するものとする。このファンの駆動によりダクト９のエアー吸入部１０からエアーが吸入されるが、このとき、エアー吸入部１０の近傍に配設されている加熱前エアー温度検出手段(検出手段)５又は/及び加熱前エアー湿度検出手段(検出手段)７による検出内容が制御手段６に入力される。この検出手段５、７によって温湿度が検出されるエアーは、ダクト９に流入する前のエアーであり、積載されたシートＰが存在する外気環境と同等と考えられる。この検出手段５、７による検出結果に基づいて、制御手段６はダクト９に設けられたエアー加熱手段(ヒータ)４の加熱制御を実施する。エアー吸入部１０から流入したエアーは、エアー加熱手段(ヒータ)４により加熱され、所定の湿度が保たれた状態にてエアー吹き付け手段３の吹出し口からシートＰに対して吹き出される。その結果、シート収容手段１に収容されているシートＰには、所定の湿度が保たれた新鮮なエアーが吹き付けられることとなり、シートＰの供給時における湿度が最適な状態に維持される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
◎ 実施の形態１
以下、添付図面に示す好適な実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示している。同図において、シート供給装置としての画像形成装置２１は、原稿画像を読み取る画像読み取り装置(ＩＩＴ)２３及びパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等からなる外部機器２５と通信回線２７を介して接続される受信部２９が備えられ、この受信部２９からの画像情報に基づいて画像書込装置３１を制御する画像記録制御部３３が設けられている。この画像記録制御部３３は、画像書込装置３１の制御の他、後述するシート供給部６０の制御やエアー吹出装置７１の制御、他のシート搬送系の制御をも実行している。また、画像形成装置２１は、画像書込装置３１によって静電潜像が書込まれる像担持体３５と、この像担持体３５の円周方向に沿って配設されて像担持体３５を帯電する帯電器３７と、帯電された像担持体３５上にトナーを用いて現像する現像装置３９が設けられ、転写ローラ４３により搬送されたシートに対して像担持体３５上のトナー像を転写している。更に、シートに転写された画像を定着させる定着装置４５と、定着されたシートを排出する排出ローラ４７と、この排出ローラ４７によって排出されたシートを積載する排出トレイ４９と、転写に用いられずに余ったトナーを回収するクリーナ４１とが備えられている。
【００２１】
更に、この画像形成装置２１には、シートをサイズ別あるいは給紙方向別に収容する複数(本実施の形態では４つ)のシート供給トレイ５９が上下段に設けられており、これらのシート供給トレイ５９には、その内部に設けられた図示しないボトムプレートが、図示しないモータの駆動により昇降するように構成されている。このシート供給トレイ５９の上方にはシート供給部６０が設けられ、ボトムプレートにより上昇されたシートの上面に接触してシートを分離搬送し、分離搬送されたシートはシート搬送部５１を介して像担持体３５等からなる画像形成部に搬送される。また、各シート供給トレイ５９にはシートの側面に対向させてエアーを吹き付けるエアー吹出装置７１が設けられている。
【００２２】
図３は、シート供給部６０を示す斜視図である。シート供給部６０には、積載されたシートＰの上面に摩擦接触してシートＰを順に繰り出す引込ロール(ピックアップロール)６１、引込ロール６１から繰り出されたシートＰを捌くと共に下流部へ向けて搬送する搬送ロール(フィードロール)６２、搬送ロール６２に押圧された状態でシートＰを１枚ごとに捌く捌きロール(リタードロール)６３が備えられている。ここで、この引込ロール６１、搬送ロール６２及び捌きロール６３は、互いに同一形状および同一サイズのロールで構成され、シートＰに対して摩擦接触することによりシートＰの搬送作用を実行するように構成される。
この搬送ロール６２は、図示しない駆動ギアとフィードクラッチを介して図示しないフィードモータからの動力を受け取ることで駆動される。一方、引込ロール６１は、搬送ロール６２の軸６２ａを回動中心としてアーム８１を介して回動するように構成され、ギア類８２により搬送ロール６２の駆動に連動して回転する。更に、引込ロール６１は、画像記録制御部３３からの駆動信号を受けて動作するソレノイド８３の作動により、リンク８４を介してシートＰの上面に落下し、所定の押圧力を持った状態で回転駆動することによりシートＰを繰り出すことを可能としている。また、アーム８１の動きは、フォトセンサ８５によって検出され、シートＰの高さが一定範囲に収まるように制御されている。
更に、捌きロール６３は、ピボット８７を回動中心とするサポート８８を介し、スプリング８９により弱い圧力をもって搬送ロール６２に接せられる。更に、捌きロール６３は、軸６３ａに設けられたトルクリミッタ９０を介して回動する第１ギア９１及び固定された第２ギア９２に連結されている。
【００２３】
図４は、シート供給トレイ５９の平面図である。シート供給トレイ５９の給紙方向上流側には、シートＰの給紙方向の後端面を規制するエンドガイド６５が設けられ、給紙方向に直交する方向の側面には側面固定式ガイド６７と、その対向した位置にはシートＰのサイズによって移動可能に構成された側面可動式ガイド６９が配設されている。この側面固定式ガイド６７の近傍にはエアー吹出装置７１が配設され、側面固定式ガイド６７に設けられたエアー吹出口７３を介してシートＰにエアーが吹き付けられるように構成されている。このエアー吹出装置７１は、図の矢印方向に回転するファン(図示せず)が設けられて、高圧のエアーを供給できるように構成されている。また、このエアー吹出装置７１の一端にはエアーが入り込むための切り欠き７２が設けられ、この切り欠き７２はダクト１００の内側に対して開口している。
【００２４】
このダクト１００は、エアー吹出装置７１に対してエアーを供給するためのエアー流路をその内側に形成するものであり、ダクト１００の一端であるエアー吸入路１０１が開口され、その他端であるダクト他端１０２が閉じた管構造を有している。また、ダクト１００にはニクロム線からなるヒータ１０３が設けられ、ダクト１００の管内に設けられたアルミ製のヒートシンク(図示せず)に貼り付くように配設されると共に、このダクト１００におけるエアー吸入路１０１の外側近傍には、サーミスタや熱電対等からなる温度センサ１０４と、抵抗変化タイプの高分子湿度センサや抵抗セラミック湿度センサ等からなる湿度センサ１０５が設けられている。更にダクト１００には、ヒータ１０３の温度を調節するための温度センサ１０６が取り付けられている。
【００２５】
今、シート供給トレイ５９に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるためにエアー吹出装置７１のファンが回転すると、外気のエアーがエアー吸入路１０１からダクト１００内に吸入される。このエアーはエアー吸入路１０１に吸入される前に温度センサ１０４及び湿度センサ１０５に接触し、これによって外気の温度、湿度を検出することが可能となる。この検出結果は画像記録制御部３３に入力され、画像記録制御部３３は、この検出結果に基づいてヒータ１０３のＯＮ/ＯＦＦを制御する。外気のエアーは、このヒータ１０３を有するダクト１００内を通過することにより、温湿度が制御された状態にてシートＰに対して吹き付けられる。
【００２６】
図５は、吹き出し空気の相対湿度とシート供給時のミスフィード，重送との関係、及び吹き出し空気の相対湿度と画質ディフェクトとの関係を示す説明図である。発明者等による研究の結果、塗工紙を含めて約２０種類のシートにおける実験において、温度１０℃湿度１５％、及び温度２０℃湿度５５％の環境下に放置されたシートでは密着を解くのに５〜１０Ｎの力が必要であり、温度２０℃湿度８５％及び温度２８℃湿度８５％の環境下に放置されたシートでは密着を解くのに１０〜３０Ｎの力が必要となることが明らかになった。これらの実験結果から、発明者等は、シート間の密着に関して、温度条件の影響は少なく湿度条件の影響が強いことを発見するに至った。具体的には、図５に示すように、相対湿度が５０％以上になるとシートのミスフィードや重送が多発する密着解消不良発生領域に属してしまい、４０％〜５０％では、場合によっては密着解消不良が発生するグレー領域に該当するのである。
【００２７】
一方、画質の面から見ると、発明者等による研究の結果、シートＰへの相対湿度が２１％以下ではシートＰの電気抵抗が増え、例えばトナー像を転写するときにトナーが乗り難く転写機能が弱まって画像のヌケ等の画質ディフェクトが多発することが明らかとなった。これが図５に示す吹出し空気の相対湿度２１％以下である用紙過乾燥発生領域である。また、相対湿度が２１％〜２５％は、場合によっては画質ディフェクトが発生するグレー領域である。以上の研究結果により、シート供給性能を一定量、維持するためには相対湿度５０％以下、画質ディフェクトを防止するためには相対湿度２１％以上が好ましく、更に、シート供給性能を上昇させ、画質ディフェクトを生じさせない安全領域としては、２５％以上４０％以下の相対湿度が最も好ましいことを見出すに至ったのである。
【００２８】
図６は、吹き付けられるエアーが通過するためのダクト１００で、そのダクト１００に設けられたヒータ１０３の温度を常に一定とする場合のシート供給性能及び画質性能を示す表である。図６では、外気のエアーが存在する２つの機外温湿度(２８℃,８５％及び１０℃,８５％)の状態において、ヒータ１０３の温度を５０℃に固定した場合の実験結果を示している。機外温湿度２８℃,８５％の場合、ダクト１００を経てエアー吹出装置７１のエアー吹出口７３から供給される吹出し空気の温湿度は４５℃,３７％である。この場合には、図５に示す安全領域に相対湿度が位置するために、シートの供給性能及び画質性能も良好に保つことが可能である。一方、機外温湿度１０℃,８５％の場合には、吹出し空気の温湿度は４１℃,１３％となる。この吹出し空気の湿度は１３％と非常に低くなり、図５に示す用紙過乾燥発生領域に入ってしまう。その結果、画像のヌケ等の画質ディフェクトが多発してしまう。即ち、ヒータ１０３の温度が一定の場合、低温高湿下ではシートＰが乾燥し過ぎてしまい、画質性能的に好ましくないことが理解できる。
【００２９】
図７は、図６と異なり、ヒータ１０３の温度上昇量を一定に制御する場合のシート供給性能及び画質性能を示している。図７では、外気のエアーが存在する３つの機外温湿度(２８℃,８５％、１０℃,８５％及び２８℃,５０％)の状態において、ヒータ１０３の温度上昇量を＋２２ｄｅｇと一定にした場合の実験結果を示している。低温高湿下における機外温湿度１０℃,８５％の場合に、図６におけるヒータ１０３の温度一定の場合には画質ディフェクトが生じていたが、図７における温度上昇量を一定にした場合には、吹出し空気の温湿度が２７℃,２７％となり、図５に示す相対湿度の安全領域に属するように制御できる。即ち、温度上昇量を一定に制御することにより、低温高湿下における画質ディフェクトを防止することが可能である。しかしながら、機外温湿度２８℃,５０％では吹出し空気の温湿度が４５℃,２２％となり、相対湿度が図５に示す安全領域を超え、低湿度のグレー領域に存在してしまい、画像のヌケ等が発生する場合がある。したがって、高温低湿下においてはヒータ１０３の温度上昇量を一定に制御するだけではシートＰを過乾燥する危険性も存在することが理解できる。
【００３０】
図８は、外気の相対湿度に対し、ヒータ１０３の温度上昇値を回帰曲線を基に制御した場合のシート供給性能及び画質性能を示す表である。
本実施の形態における回帰曲線は、ヒータ１０３の温度上昇値(℃)をＹとし、外気の相対湿度(％ＲＨ)をＸとすると、
Ｙ＝０.３６７４Ｘ−９.０９６７
とした近似式で表現できる。かかる近似式を基に、６つの機外温湿度(２８℃,８５％、１０℃,８５％、２８℃,８０％、２８℃,７０％、２８℃,６０％、２８℃,５０％)の状態においてヒータ１０３の温度上昇値を制御した場合の性能結果を図８に示している。
【００３１】
この図８および前述の回帰曲線から理解できるように、ヒータ１０３の加熱による温度上昇値の制御は、外気の温度に影響されず、外気の相対湿度に対して決定される。その結果、２８℃,８５％及び１０℃,８５％では同一の温度上昇値(＋２２ｄｅｇ)であり、結果として吹出し空気の湿度も３７％及び３０％に保たれ、図５に示す安全領域に維持できる。また、２８℃,８０％から相対湿度が１０％ずつ下がり７０％、６０％、５０％となった場合、ヒータ１０３の温度上昇値は＋２０ｄｅｇ、＋１７ｄｅｇ、＋１３ｄｅｇ、＋９ｄｅｇとなる。そのときの吹出し空気の相対湿度は、それぞれ３７％、３６％、３５％、３４％となり、何れも図５に示す安全領域に維持できていることが理解できる。即ち、外気の相対湿度を基にヒータ１０３の温度上昇値を回帰曲線にて制御することで、機外温湿度が低温高湿、高温低湿の何れの場合であっても、シート供給性能及び画質性能に最適なエアーの吹出しを可能とすることができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、シートＰに対して吹出されるエアーがダクト１００を通過する際に、ダクト１００に設けられたヒータ１０３により乾燥されて吹き付けられ、シート間の密着を解くことが可能となり、塗工紙等のシート間密着力の強いシートＰに対しても重送等の供給不良の発生が防止できる。また、ダクト１００に流入する前のエアーにおける温度状態、または湿度状態に基づいてヒータ１０３の温度上昇量を制御することにより、過乾燥を防止でき、過乾燥を理由とする画像ヌケ等の画質ディフェクトを未然に防止することが可能となる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、図７における外気の温度に基づく制御、及び図８に基づく外気の湿度に基づく制御を別々に実施していたが、この温度および湿度の両者の条件を加味してヒータ１０３の温度上昇を制御することも可能である。
また、図８にて説明した外気の湿度に基づく回帰曲線による連続的な制御の変わりに、例えば６段階程度のスポット的な制御を実施することも可能である。かかる制御によってもシートの密着解消と画質ディフェクトの防止に所定の効果を得ることができると共に、画像記録制御部３３による制御を比較的簡単にすることができる。
また、本実施の形態では、エアー吹出装置７１を単独なものとして説明したが、複数のエアー吹出装置を設けることや、複数のエアー吹出し口を設けることにより、シートＰの全体に対してエアー吹き付けを実施することも可能である。かかる構成によれば、シートＰの全体に対して適度に乾燥された新鮮なエアーが吹き付けられ、シート供給性能の向上と画質ディフェクトの防止に有効である。
【００３４】
◎ 実施の形態２
実施の形態１では、エアーが通過するためのダクト１００に対してヒータ１０３を設けて吹き付けるエアーの湿度を制御したが、実施の形態２では、ダクトに冷却板を設けて流路の一部を冷却することでエアーの湿度を制御している。
尚、実施の形態１と同様な構成要素については、実施の形態１と同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３５】
図９は、本実施の形態におけるシート供給トレイ５９に併設されたエアー吹出し機構を示している。本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、切り欠き７２、エアー吹出口７３を有するエアー吹出装置７１が側面固定式ガイド６７に設けられ、本実施の形態では、エアー吹出装置７１にエアーを供給するための冷却ダクト１１０が設けられている。この冷却ダクト１１０には、冷却板１１１と、この冷却板１１１を冷やすペルチェ素子１１２が備えられており、冷却ダクト１１０の一部に段差を有すると共に、その段差に冷却板１１１が配設されて流れるエアーが充分に冷却板１１１に接触できるように構成されている。このペルチェ素子１１２は、直流電流により冷却を自由に行える電子冷却素子からなり、所謂ペルチェの効果、即ち、二つの異なった導体若しくは半導体をつないで直流電流を流すとそれぞれの接合部でジュール熱以外の熱の吸収、又は発生が見られる現象を利用している。このペルチェ素子１１２に与えられる電流は、画像記録制御部３３により制御されており、冷却板１１１が冷却することで結露した水は、水回収タンク１１３に収容されるように構成されている。更に、冷却ダクト１１０には湿度センサ１０９が備えられている。
【００３６】
今、シート供給トレイ５９に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるためにエアー吹出装置７１のファンが回転すると、外気のエアーがエアー吸入路１１４から冷却ダクト１１０内に吸入される。このエアーはエアー吸入路１１４に吸入される前に温度センサ１０４及び湿度センサ１０５に接触し、これによって外気の温度、湿度を検出することが可能となる。この検出結果は画像記録制御部３３に入力され、画像記録制御部３３は、この検出結果に基づいて、ペルチェ素子１１２を制御する。エアー吸入路１１４に吸入される前のエアーに対する温度センサ１０４及び湿度センサ１０５の検出結果が、シートＰの密着を解くために不適切な状態、即ち湿度の高い状態にあると判断された場合には、画像記録制御部３３はペルチェ素子１１２における半導体素子に対して電流を流すように指示する。この指示に基づいてペルチェ素子１１２が作動することで冷却板１１１が冷却される。その結果、冷却ダクト１１０内を流れるエアーが冷却板１１１に接触して結露する。この結露現象により冷却ダクト１１０内のエアーは除湿され、エアー吹出装置７１により乾燥したエアーがシートＰに吹き付けられる。一方、冷却板１１１を通過したエアーは、その湿度が湿度センサ１０９により検出され、その結果が画像記録制御部３３に出力されることにより、湿度センサ１０９の検出結果に基づいてペルチェ素子１１２の動作が制御されている。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、吹き出し前のエアーの状態に基づいて、冷却ダクト１１０内のエアーを直接、乾燥させることが可能となる。その結果、簡易な構成にてシートＰに対して乾燥された新鮮なエアーを吹き付けることが可能となり、実施の形態１と同様に、シート供給性能の向上と画質ディフェクトの防止を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、外気の温度又は湿度に基づいてシートに対して吹き付けるエアーの湿度を所定のレベルに納めることが可能となり、シート供給性能の向上とシートを出力する際の品質維持を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る装置の概要を示す説明図である。
【図２】 実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態におけるシート供給部を説明するための斜視図である。
【図４】 本実施の形態におけるシート供給トレイの平面図である。
【図５】 吹出し空気の相対湿度と、シート供給性能及び画像性能との関係を示す説明図である。
【図６】 ヒータの温度を一定とした場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図７】 本実施の形態におけるヒータの温度上昇量を一定とした場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図８】 本実施の形態におけるヒータの温度上昇量を外気の相対湿度を基に制御した場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図９】 実施の形態２におけるエアー吹き出し機構を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…シート収容手段、２…シート供給手段、３…エアー吹き付け手段、４…エアー加熱手段/ヒータ、５…加熱前エアー温度検出手段/検出手段、６…制御手段、７…加熱前エアー湿度検出手段/検出手段、８…エアー流路、９…ダクト、１０…エアー吸入部、２１…画像形成装置、３１…画像書込装置、３３…画像記録制御部、３５…像担持体、３７…帯電器、３９…現像装置、４３…転写ローラ、４５…定着装置、５９…シート供給トレイ、６０…シート供給部、６１…引込ロール、６２…搬送ロール、６３…捌きロール、６５…エンドガイド、６７…側面固定式ガイド、６９…側面可動式ガイド、７１…エアー吹出装置、７２…切り欠き、７３…エアー吹出口、１００…ダクト、１０１…エアー吸入路、１０２…ダクト他端、１０３…ヒータ、１０４…温度センサ、１０５…湿度センサ、１０６…温度センサ、１１０…冷却ダクト、１１１…冷却板、１１２…ペルチェ素子、１１３…水回収タンク、Ｐ…シート(用紙)。
【発明の属する技術分野】
本発明は、積載されたシートを供給するシート供給装置及び画像形成装置に関し、特にシート間の密着性の高いシートを分離・給送する供給装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタや複写機等の画像形成装置においては、一般に、画像が形成される媒体として、連続的な給紙を可能とするカットシートが用いられており、これらのシート(用紙)は、従来、複写機メーカー指定の普通紙や上質紙が用いられていた。これらの普通紙や上質紙は表面平滑度が低いことから用紙間密着力が低く、給紙トレイ等の用紙積載部からシートを１枚ずつ繰り出す際にも複数枚のシートが密着して供給される重送を防ぐことが比較的容易であった。しかしながら、近年では、記録媒体の多様化に伴い、表面平滑度の高いものも含めて多種シートの搬送が要求されるようになってきており、特に、カラー化技術の進展に伴い白色度を上昇させ光沢を出した塗工紙(シートＰの両面または片面に印刷適正の改良を目的として塗料の一種である塗工カラーを塗布した複合シート)や、フィルムシート、トレーシングペーパー等に対しても同一の機種による搬送要求が高くなっている。この塗工紙や、フィルムシート、トレーシングペーパー等はシート間の密着力が強いことから重送を防ぐことが難しく、シートの供給には特別な対策が必要となる。
【０００３】
例えば塗工紙を例にとって説明すると、この塗工紙は、上質になるほど塗工量が増して光学的性質である白色光沢度が上昇すると共に、原紙表面の凹凸が減って表面平滑度が高くなる。一方で、表面平滑度が高くなると、接したときの紙同士の間隔が狭くなり、その間隔に空気を通さない状態となって生じた負圧が維持され、シート間(用紙間)の密着が強くなる。特に高湿の環境下で塗工紙等の平滑シートが積載されている場合には、シート同士が吸着して密着度がより高くなる。フィルムシートやトレーシングペーパー等も表面平滑度が高く、シート間密着力が高い。
【０００４】
このような用紙間の密着が強い平滑シートを、そのシートが積載された給紙トレイから１枚ずつ繰り出す際には、通常の普通紙を給紙する装置のままでは１枚ずつ分離して搬送することが非常に難しくなる。特に、シートの表面に所定の押圧力にて接触回転してシートを引き込む引込ロールと、シートを捌くときに供給ロールと分離ロールを一定圧にて押圧して分離する方式を用いた給紙装置では、平滑シートを分離搬送する際に通常の普通紙の分離搬送に比べて約３０倍もの押圧力が必要となる。このような平滑シートに対する密着を事前に解消する方法として、本出願人は特開平１１―５６４３号公報にて、積載されたシートの側面からエアーを吹き付ける技術について提案している。かかる技術によれば、平滑シートにおける密着力の解消に大きな効果を上げることが出来る。
【０００５】
一方、シート間の密着については、シートが積載されている環境条件、とりわけ温湿度条件が大きく影響していることが発明者等の研究により明らかになった。具体的には、複数種類のシートにおける実験において、温度１０℃湿度１５％、及び温度２０℃湿度５５％の環境下ではシート間の密着を解くのに５〜１０Ｎの力で足りるのに対し、温度２０℃湿度８５％及び温度２８℃湿度８５％の環境下では密着を解くのに１０〜３０Ｎもの力が必要となる。この結果は、シート間の密着に湿度条件が大きく影響することを明らかにするものである。即ち、シート間の密着を解くためには、低湿度の条件下にて給紙を行うことが有効である。
かかる課題に対して明記されているものではないが、特開平６−３２４７３号公報には、除湿ヒータによって熱せられた空気をシート束の側面に吹き付ける給紙装置が提案されている。この技術によれば、積載されたシートを熱風により乾燥させることが可能であり、上記の実験結果から明らかなように、シート間の密着解消に対して非常に効果があり、重送防止に対して有効な技術となり得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように用紙側面からエアーを吹き付けて密着を解いてから給紙する技術により平滑シートの搬送性能を格段に上昇させることができるが、特開平１１―５６４３号公報に開示された技術では、高湿下においてシートの密着を解くには不充分である。また、特開平６−３２４７３号公報のように熱風を吹き付けることによりシートの捌き性能は上昇するものの、必要以上の熱風を吹き付けると、シートが乾燥し過ぎてしまい、画像に対するディフェクト等の悪影響が生じてしまう。
【０００７】
また更に、特開昭５９−１６３２４２号公報や、特開平４−９４３３７号公報、特開平４−２１７５２９号公報には、シート積載トレイの置かれた環境下における湿度を測定し、ヒータによって暖める技術について開示されているが、これらはあくまでもシート積載トレイ周辺における特定箇所の湿度を測定しているものに過ぎず、吹き付ける熱風の湿度を測定するものではない。積載されたシートは、もともと外気と同じ湿度に保たれており、単純な空気流にて乾燥させることは難しく、これらの公報に記載された技術のように、トレイ周辺の湿度測定に基づくヒータの制御では、シート乾燥に不充分か、シートの乾燥し過ぎによる画像トラブルが多発してしまう。即ち、従来の技術では、シートの密着解消とシートの乾燥し過ぎを防止するための木目細かな湿度制御を行うことができなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の技術的課題を解決するために、本発明のシート供給装置は、図１に示すように、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、このシート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段４と、このエアー加熱手段４により加熱される前のエアーの温度を検出する加熱前エアー温度検出手段５と、この加熱前エアー温度検出手段５により検出されたエアーの温度に基づいてエアー加熱手段４による加熱動作を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、この制御手段６は、エアー加熱手段４による加熱動作を制御することによりエアー吹き付け手段３から吹き付けるエアーの湿度を制御することを特徴とすれば、シートＰの乾燥し過ぎによる画質ディフェクトを防止しながらシートＰの密着を解消し、シート供給の改善を図ることが可能となる。
【００１０】
更に、本発明のシート供給装置は、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、シート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段４と、このエアー加熱手段４により加熱される前のエアーの湿度を検出する加熱前エアー湿度検出手段７と、この加熱前エアー湿度検出手段７により検出されたエアーの湿度に基づいてエアー加熱手段４による加熱動作を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明のシート供給装置は、シートＰを収容するシート収容手段１と、このシート収容手段１に収容されたシートＰを順次供給するシート供給手段２と、シート収容手段１に収容されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３と、このエアー吹き付け手段３により吹き付けられるエアーが流れるエアー流路８を構成すると共に、このエアー流路８に流れるエアーを加熱するためのヒータ４が備えられたダクト９と、このダクト９に対してエアーが吸入されるエアー吸入部１０の近傍に設けられダクト９に供給されるエアーの温度または湿度を検出する検出手段５、７と、この検出手段５、７により検出されたエアーの温度または湿度に基づいてダクト９に設けられたヒータ４の加熱温度を制御する制御手段６とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
ここで、特に塗工紙等のシート間密着度の強いシートＰを捌く際に、湿度を５０％以内に保つことが好ましく、画質に影響を与えない湿度としては２０％以上に保つことが好ましい。その為、この制御手段６による制御としては、加熱前エアー温度検出手段(検出手段)５又は加熱前エアー湿度検出手段(検出手段)７による検出結果に基づいて、予め記憶(プログラム)されている関数等から算出された値によりエアー加熱手段(ヒータ)４を制御するように構成すれば、吹き付けるエアーの湿度を具体的に制御することが可能となる。更に、この予め記憶(プログラム)されている関数としては、エアーの温湿度から算出される蒸気圧曲線に基づくものが適応できるが、離散的な関数であっても連続的な関数であっても、その関数の内容は問わない。例えば６段階程度のスポット的な制御であれば、一定の制御機能が果たせると共に制御の簡潔化を図ることができる点から好ましい。
【００１３】
また、本発明を画像形成装置として把えると、シート供給装置から供給されたシートＰに対して画像形成を施す画像形成部を更に備え、制御手段６は、シート収容手段１に収容されたシートＰの密着を解くために相対湿度を下げると共に、この相対湿度が画像形成部により画像形成される際に画質に影響を及ぼさない所定湿度以上となるように、エアー加熱手段４による加熱動作又はヒータ４の加熱温度を制御することを特徴としている。
【００１４】
ここで、シートＰの密着を解くための相対湿度とは、前述のとおり相対湿度が約５０％以下であり、この画質に影響を及ぼさない所定湿度以上とは、前述のとおり相対湿度が約２０％以上のレベルである。本発明の画像形成装置に対してかかる制御を実施することにより、シートＰの搬送性能の維持と画質の維持との均衡を図ることが可能となる。
【００１５】
また、本発明のシート供給装置は、シートを収容するシート収容手段と、このシート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、このエアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーを除湿するエアー除湿手段と、このエアー除湿手段により除湿される前のエアーの温度又は湿度を検出する除湿前エアー状態検出手段と、この除湿前エアー状態検出手段により検出されたエアーの温度又は湿度に基づいて前記エアー除湿手段による除湿動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とすれば、エアーを加熱する以外に、例えばエアーを冷却することで、吹き付けるエアーを除湿することも可能となる。
【００１６】
更に、このエアー吹き付け手段は、エアーが供給されるエアー流路を形成するダクトを備え、このエアー除湿手段は、ダクト内に設けられると共に、ダクトを通過するエアーに対して除湿動作を実行するように構成すれば、吹き付けるエアーに対して効率的に除湿を実行できる点で好ましい。
【００１７】
また更に、このエアー吹き付け手段は、供給されるエアーが流れるエアー流路を有すると共に、エアー除湿手段は、このエアー流路の一部を冷却することにより除湿することを特徴とすれば、エアー流路を流れるエアーを結露させることで除湿することが可能となり、簡単な構成でエアーの除湿を制御することが可能となる。
【００１８】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
シート収容手段１に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段３は、例えば回転するファンにより構成され、ファンの回転によりダクト９を介してエアーを吸入し、吸入したエアーをシートＰに対して吹き付けるように構成されている。このダクト９は、エアー吸入部１０からエアーを吸入し、エアー流路８を介してエアー吹き付け手段３にエアーを供給するとともに、吸入したエアーを加熱するエアー加熱手段(ヒータ)４を備えている。
【００１９】
例えば、シート供給手段２が駆動する所定時間前に、エアー吹き付け手段３のファンが駆動するものとする。このファンの駆動によりダクト９のエアー吸入部１０からエアーが吸入されるが、このとき、エアー吸入部１０の近傍に配設されている加熱前エアー温度検出手段(検出手段)５又は/及び加熱前エアー湿度検出手段(検出手段)７による検出内容が制御手段６に入力される。この検出手段５、７によって温湿度が検出されるエアーは、ダクト９に流入する前のエアーであり、積載されたシートＰが存在する外気環境と同等と考えられる。この検出手段５、７による検出結果に基づいて、制御手段６はダクト９に設けられたエアー加熱手段(ヒータ)４の加熱制御を実施する。エアー吸入部１０から流入したエアーは、エアー加熱手段(ヒータ)４により加熱され、所定の湿度が保たれた状態にてエアー吹き付け手段３の吹出し口からシートＰに対して吹き出される。その結果、シート収容手段１に収容されているシートＰには、所定の湿度が保たれた新鮮なエアーが吹き付けられることとなり、シートＰの供給時における湿度が最適な状態に維持される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
◎ 実施の形態１
以下、添付図面に示す好適な実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図２は、本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示している。同図において、シート供給装置としての画像形成装置２１は、原稿画像を読み取る画像読み取り装置(ＩＩＴ)２３及びパーソナルコンピュータ(ＰＣ)等からなる外部機器２５と通信回線２７を介して接続される受信部２９が備えられ、この受信部２９からの画像情報に基づいて画像書込装置３１を制御する画像記録制御部３３が設けられている。この画像記録制御部３３は、画像書込装置３１の制御の他、後述するシート供給部６０の制御やエアー吹出装置７１の制御、他のシート搬送系の制御をも実行している。また、画像形成装置２１は、画像書込装置３１によって静電潜像が書込まれる像担持体３５と、この像担持体３５の円周方向に沿って配設されて像担持体３５を帯電する帯電器３７と、帯電された像担持体３５上にトナーを用いて現像する現像装置３９が設けられ、転写ローラ４３により搬送されたシートに対して像担持体３５上のトナー像を転写している。更に、シートに転写された画像を定着させる定着装置４５と、定着されたシートを排出する排出ローラ４７と、この排出ローラ４７によって排出されたシートを積載する排出トレイ４９と、転写に用いられずに余ったトナーを回収するクリーナ４１とが備えられている。
【００２１】
更に、この画像形成装置２１には、シートをサイズ別あるいは給紙方向別に収容する複数(本実施の形態では４つ)のシート供給トレイ５９が上下段に設けられており、これらのシート供給トレイ５９には、その内部に設けられた図示しないボトムプレートが、図示しないモータの駆動により昇降するように構成されている。このシート供給トレイ５９の上方にはシート供給部６０が設けられ、ボトムプレートにより上昇されたシートの上面に接触してシートを分離搬送し、分離搬送されたシートはシート搬送部５１を介して像担持体３５等からなる画像形成部に搬送される。また、各シート供給トレイ５９にはシートの側面に対向させてエアーを吹き付けるエアー吹出装置７１が設けられている。
【００２２】
図３は、シート供給部６０を示す斜視図である。シート供給部６０には、積載されたシートＰの上面に摩擦接触してシートＰを順に繰り出す引込ロール(ピックアップロール)６１、引込ロール６１から繰り出されたシートＰを捌くと共に下流部へ向けて搬送する搬送ロール(フィードロール)６２、搬送ロール６２に押圧された状態でシートＰを１枚ごとに捌く捌きロール(リタードロール)６３が備えられている。ここで、この引込ロール６１、搬送ロール６２及び捌きロール６３は、互いに同一形状および同一サイズのロールで構成され、シートＰに対して摩擦接触することによりシートＰの搬送作用を実行するように構成される。
この搬送ロール６２は、図示しない駆動ギアとフィードクラッチを介して図示しないフィードモータからの動力を受け取ることで駆動される。一方、引込ロール６１は、搬送ロール６２の軸６２ａを回動中心としてアーム８１を介して回動するように構成され、ギア類８２により搬送ロール６２の駆動に連動して回転する。更に、引込ロール６１は、画像記録制御部３３からの駆動信号を受けて動作するソレノイド８３の作動により、リンク８４を介してシートＰの上面に落下し、所定の押圧力を持った状態で回転駆動することによりシートＰを繰り出すことを可能としている。また、アーム８１の動きは、フォトセンサ８５によって検出され、シートＰの高さが一定範囲に収まるように制御されている。
更に、捌きロール６３は、ピボット８７を回動中心とするサポート８８を介し、スプリング８９により弱い圧力をもって搬送ロール６２に接せられる。更に、捌きロール６３は、軸６３ａに設けられたトルクリミッタ９０を介して回動する第１ギア９１及び固定された第２ギア９２に連結されている。
【００２３】
図４は、シート供給トレイ５９の平面図である。シート供給トレイ５９の給紙方向上流側には、シートＰの給紙方向の後端面を規制するエンドガイド６５が設けられ、給紙方向に直交する方向の側面には側面固定式ガイド６７と、その対向した位置にはシートＰのサイズによって移動可能に構成された側面可動式ガイド６９が配設されている。この側面固定式ガイド６７の近傍にはエアー吹出装置７１が配設され、側面固定式ガイド６７に設けられたエアー吹出口７３を介してシートＰにエアーが吹き付けられるように構成されている。このエアー吹出装置７１は、図の矢印方向に回転するファン(図示せず)が設けられて、高圧のエアーを供給できるように構成されている。また、このエアー吹出装置７１の一端にはエアーが入り込むための切り欠き７２が設けられ、この切り欠き７２はダクト１００の内側に対して開口している。
【００２４】
このダクト１００は、エアー吹出装置７１に対してエアーを供給するためのエアー流路をその内側に形成するものであり、ダクト１００の一端であるエアー吸入路１０１が開口され、その他端であるダクト他端１０２が閉じた管構造を有している。また、ダクト１００にはニクロム線からなるヒータ１０３が設けられ、ダクト１００の管内に設けられたアルミ製のヒートシンク(図示せず)に貼り付くように配設されると共に、このダクト１００におけるエアー吸入路１０１の外側近傍には、サーミスタや熱電対等からなる温度センサ１０４と、抵抗変化タイプの高分子湿度センサや抵抗セラミック湿度センサ等からなる湿度センサ１０５が設けられている。更にダクト１００には、ヒータ１０３の温度を調節するための温度センサ１０６が取り付けられている。
【００２５】
今、シート供給トレイ５９に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるためにエアー吹出装置７１のファンが回転すると、外気のエアーがエアー吸入路１０１からダクト１００内に吸入される。このエアーはエアー吸入路１０１に吸入される前に温度センサ１０４及び湿度センサ１０５に接触し、これによって外気の温度、湿度を検出することが可能となる。この検出結果は画像記録制御部３３に入力され、画像記録制御部３３は、この検出結果に基づいてヒータ１０３のＯＮ/ＯＦＦを制御する。外気のエアーは、このヒータ１０３を有するダクト１００内を通過することにより、温湿度が制御された状態にてシートＰに対して吹き付けられる。
【００２６】
図５は、吹き出し空気の相対湿度とシート供給時のミスフィード，重送との関係、及び吹き出し空気の相対湿度と画質ディフェクトとの関係を示す説明図である。発明者等による研究の結果、塗工紙を含めて約２０種類のシートにおける実験において、温度１０℃湿度１５％、及び温度２０℃湿度５５％の環境下に放置されたシートでは密着を解くのに５〜１０Ｎの力が必要であり、温度２０℃湿度８５％及び温度２８℃湿度８５％の環境下に放置されたシートでは密着を解くのに１０〜３０Ｎの力が必要となることが明らかになった。これらの実験結果から、発明者等は、シート間の密着に関して、温度条件の影響は少なく湿度条件の影響が強いことを発見するに至った。具体的には、図５に示すように、相対湿度が５０％以上になるとシートのミスフィードや重送が多発する密着解消不良発生領域に属してしまい、４０％〜５０％では、場合によっては密着解消不良が発生するグレー領域に該当するのである。
【００２７】
一方、画質の面から見ると、発明者等による研究の結果、シートＰへの相対湿度が２１％以下ではシートＰの電気抵抗が増え、例えばトナー像を転写するときにトナーが乗り難く転写機能が弱まって画像のヌケ等の画質ディフェクトが多発することが明らかとなった。これが図５に示す吹出し空気の相対湿度２１％以下である用紙過乾燥発生領域である。また、相対湿度が２１％〜２５％は、場合によっては画質ディフェクトが発生するグレー領域である。以上の研究結果により、シート供給性能を一定量、維持するためには相対湿度５０％以下、画質ディフェクトを防止するためには相対湿度２１％以上が好ましく、更に、シート供給性能を上昇させ、画質ディフェクトを生じさせない安全領域としては、２５％以上４０％以下の相対湿度が最も好ましいことを見出すに至ったのである。
【００２８】
図６は、吹き付けられるエアーが通過するためのダクト１００で、そのダクト１００に設けられたヒータ１０３の温度を常に一定とする場合のシート供給性能及び画質性能を示す表である。図６では、外気のエアーが存在する２つの機外温湿度(２８℃,８５％及び１０℃,８５％)の状態において、ヒータ１０３の温度を５０℃に固定した場合の実験結果を示している。機外温湿度２８℃,８５％の場合、ダクト１００を経てエアー吹出装置７１のエアー吹出口７３から供給される吹出し空気の温湿度は４５℃,３７％である。この場合には、図５に示す安全領域に相対湿度が位置するために、シートの供給性能及び画質性能も良好に保つことが可能である。一方、機外温湿度１０℃,８５％の場合には、吹出し空気の温湿度は４１℃,１３％となる。この吹出し空気の湿度は１３％と非常に低くなり、図５に示す用紙過乾燥発生領域に入ってしまう。その結果、画像のヌケ等の画質ディフェクトが多発してしまう。即ち、ヒータ１０３の温度が一定の場合、低温高湿下ではシートＰが乾燥し過ぎてしまい、画質性能的に好ましくないことが理解できる。
【００２９】
図７は、図６と異なり、ヒータ１０３の温度上昇量を一定に制御する場合のシート供給性能及び画質性能を示している。図７では、外気のエアーが存在する３つの機外温湿度(２８℃,８５％、１０℃,８５％及び２８℃,５０％)の状態において、ヒータ１０３の温度上昇量を＋２２ｄｅｇと一定にした場合の実験結果を示している。低温高湿下における機外温湿度１０℃,８５％の場合に、図６におけるヒータ１０３の温度一定の場合には画質ディフェクトが生じていたが、図７における温度上昇量を一定にした場合には、吹出し空気の温湿度が２７℃,２７％となり、図５に示す相対湿度の安全領域に属するように制御できる。即ち、温度上昇量を一定に制御することにより、低温高湿下における画質ディフェクトを防止することが可能である。しかしながら、機外温湿度２８℃,５０％では吹出し空気の温湿度が４５℃,２２％となり、相対湿度が図５に示す安全領域を超え、低湿度のグレー領域に存在してしまい、画像のヌケ等が発生する場合がある。したがって、高温低湿下においてはヒータ１０３の温度上昇量を一定に制御するだけではシートＰを過乾燥する危険性も存在することが理解できる。
【００３０】
図８は、外気の相対湿度に対し、ヒータ１０３の温度上昇値を回帰曲線を基に制御した場合のシート供給性能及び画質性能を示す表である。
本実施の形態における回帰曲線は、ヒータ１０３の温度上昇値(℃)をＹとし、外気の相対湿度(％ＲＨ)をＸとすると、
Ｙ＝０.３６７４Ｘ−９.０９６７
とした近似式で表現できる。かかる近似式を基に、６つの機外温湿度(２８℃,８５％、１０℃,８５％、２８℃,８０％、２８℃,７０％、２８℃,６０％、２８℃,５０％)の状態においてヒータ１０３の温度上昇値を制御した場合の性能結果を図８に示している。
【００３１】
この図８および前述の回帰曲線から理解できるように、ヒータ１０３の加熱による温度上昇値の制御は、外気の温度に影響されず、外気の相対湿度に対して決定される。その結果、２８℃,８５％及び１０℃,８５％では同一の温度上昇値(＋２２ｄｅｇ)であり、結果として吹出し空気の湿度も３７％及び３０％に保たれ、図５に示す安全領域に維持できる。また、２８℃,８０％から相対湿度が１０％ずつ下がり７０％、６０％、５０％となった場合、ヒータ１０３の温度上昇値は＋２０ｄｅｇ、＋１７ｄｅｇ、＋１３ｄｅｇ、＋９ｄｅｇとなる。そのときの吹出し空気の相対湿度は、それぞれ３７％、３６％、３５％、３４％となり、何れも図５に示す安全領域に維持できていることが理解できる。即ち、外気の相対湿度を基にヒータ１０３の温度上昇値を回帰曲線にて制御することで、機外温湿度が低温高湿、高温低湿の何れの場合であっても、シート供給性能及び画質性能に最適なエアーの吹出しを可能とすることができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、シートＰに対して吹出されるエアーがダクト１００を通過する際に、ダクト１００に設けられたヒータ１０３により乾燥されて吹き付けられ、シート間の密着を解くことが可能となり、塗工紙等のシート間密着力の強いシートＰに対しても重送等の供給不良の発生が防止できる。また、ダクト１００に流入する前のエアーにおける温度状態、または湿度状態に基づいてヒータ１０３の温度上昇量を制御することにより、過乾燥を防止でき、過乾燥を理由とする画像ヌケ等の画質ディフェクトを未然に防止することが可能となる。
【００３３】
尚、本実施の形態では、図７における外気の温度に基づく制御、及び図８に基づく外気の湿度に基づく制御を別々に実施していたが、この温度および湿度の両者の条件を加味してヒータ１０３の温度上昇を制御することも可能である。
また、図８にて説明した外気の湿度に基づく回帰曲線による連続的な制御の変わりに、例えば６段階程度のスポット的な制御を実施することも可能である。かかる制御によってもシートの密着解消と画質ディフェクトの防止に所定の効果を得ることができると共に、画像記録制御部３３による制御を比較的簡単にすることができる。
また、本実施の形態では、エアー吹出装置７１を単独なものとして説明したが、複数のエアー吹出装置を設けることや、複数のエアー吹出し口を設けることにより、シートＰの全体に対してエアー吹き付けを実施することも可能である。かかる構成によれば、シートＰの全体に対して適度に乾燥された新鮮なエアーが吹き付けられ、シート供給性能の向上と画質ディフェクトの防止に有効である。
【００３４】
◎ 実施の形態２
実施の形態１では、エアーが通過するためのダクト１００に対してヒータ１０３を設けて吹き付けるエアーの湿度を制御したが、実施の形態２では、ダクトに冷却板を設けて流路の一部を冷却することでエアーの湿度を制御している。
尚、実施の形態１と同様な構成要素については、実施の形態１と同様の符号を付し、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３５】
図９は、本実施の形態におけるシート供給トレイ５９に併設されたエアー吹出し機構を示している。本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、切り欠き７２、エアー吹出口７３を有するエアー吹出装置７１が側面固定式ガイド６７に設けられ、本実施の形態では、エアー吹出装置７１にエアーを供給するための冷却ダクト１１０が設けられている。この冷却ダクト１１０には、冷却板１１１と、この冷却板１１１を冷やすペルチェ素子１１２が備えられており、冷却ダクト１１０の一部に段差を有すると共に、その段差に冷却板１１１が配設されて流れるエアーが充分に冷却板１１１に接触できるように構成されている。このペルチェ素子１１２は、直流電流により冷却を自由に行える電子冷却素子からなり、所謂ペルチェの効果、即ち、二つの異なった導体若しくは半導体をつないで直流電流を流すとそれぞれの接合部でジュール熱以外の熱の吸収、又は発生が見られる現象を利用している。このペルチェ素子１１２に与えられる電流は、画像記録制御部３３により制御されており、冷却板１１１が冷却することで結露した水は、水回収タンク１１３に収容されるように構成されている。更に、冷却ダクト１１０には湿度センサ１０９が備えられている。
【００３６】
今、シート供給トレイ５９に積載されたシートＰに対してエアーを吹き付けるためにエアー吹出装置７１のファンが回転すると、外気のエアーがエアー吸入路１１４から冷却ダクト１１０内に吸入される。このエアーはエアー吸入路１１４に吸入される前に温度センサ１０４及び湿度センサ１０５に接触し、これによって外気の温度、湿度を検出することが可能となる。この検出結果は画像記録制御部３３に入力され、画像記録制御部３３は、この検出結果に基づいて、ペルチェ素子１１２を制御する。エアー吸入路１１４に吸入される前のエアーに対する温度センサ１０４及び湿度センサ１０５の検出結果が、シートＰの密着を解くために不適切な状態、即ち湿度の高い状態にあると判断された場合には、画像記録制御部３３はペルチェ素子１１２における半導体素子に対して電流を流すように指示する。この指示に基づいてペルチェ素子１１２が作動することで冷却板１１１が冷却される。その結果、冷却ダクト１１０内を流れるエアーが冷却板１１１に接触して結露する。この結露現象により冷却ダクト１１０内のエアーは除湿され、エアー吹出装置７１により乾燥したエアーがシートＰに吹き付けられる。一方、冷却板１１１を通過したエアーは、その湿度が湿度センサ１０９により検出され、その結果が画像記録制御部３３に出力されることにより、湿度センサ１０９の検出結果に基づいてペルチェ素子１１２の動作が制御されている。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、吹き出し前のエアーの状態に基づいて、冷却ダクト１１０内のエアーを直接、乾燥させることが可能となる。その結果、簡易な構成にてシートＰに対して乾燥された新鮮なエアーを吹き付けることが可能となり、実施の形態１と同様に、シート供給性能の向上と画質ディフェクトの防止を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、外気の温度又は湿度に基づいてシートに対して吹き付けるエアーの湿度を所定のレベルに納めることが可能となり、シート供給性能の向上とシートを出力する際の品質維持を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る装置の概要を示す説明図である。
【図２】 実施の形態に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図３】 本実施の形態におけるシート供給部を説明するための斜視図である。
【図４】 本実施の形態におけるシート供給トレイの平面図である。
【図５】 吹出し空気の相対湿度と、シート供給性能及び画像性能との関係を示す説明図である。
【図６】 ヒータの温度を一定とした場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図７】 本実施の形態におけるヒータの温度上昇量を一定とした場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図８】 本実施の形態におけるヒータの温度上昇量を外気の相対湿度を基に制御した場合のシート供給性能及び画像性能を示す表である。
【図９】 実施の形態２におけるエアー吹き出し機構を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…シート収容手段、２…シート供給手段、３…エアー吹き付け手段、４…エアー加熱手段/ヒータ、５…加熱前エアー温度検出手段/検出手段、６…制御手段、７…加熱前エアー湿度検出手段/検出手段、８…エアー流路、９…ダクト、１０…エアー吸入部、２１…画像形成装置、３１…画像書込装置、３３…画像記録制御部、３５…像担持体、３７…帯電器、３９…現像装置、４３…転写ローラ、４５…定着装置、５９…シート供給トレイ、６０…シート供給部、６１…引込ロール、６２…搬送ロール、６３…捌きロール、６５…エンドガイド、６７…側面固定式ガイド、６９…側面可動式ガイド、７１…エアー吹出装置、７２…切り欠き、７３…エアー吹出口、１００…ダクト、１０１…エアー吸入路、１０２…ダクト他端、１０３…ヒータ、１０４…温度センサ、１０５…湿度センサ、１０６…温度センサ、１１０…冷却ダクト、１１１…冷却板、１１２…ペルチェ素子、１１３…水回収タンク、Ｐ…シート(用紙)。
Claims (8)
- シートを収容するシート収容手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、
前記エアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段と、
前記エアー加熱手段により加熱される前のエアーの温度を検出する加熱前エアー温度検出手段と、
前記加熱前エアー温度検出手段により検出されたエアーの温度に基づいて前記エアー加熱手段による加熱動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするシート供給装置。 - 前記制御手段は、前記エアー加熱手段による加熱動作を制御することにより前記エアー吹き付け手段から吹き付けるエアーの湿度を制御することを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。
- シートを収容するシート収容手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、
前記エアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーを加熱するエアー加熱手段と、
前記エアー加熱手段により加熱される前のエアーの湿度を検出する加熱前エアー湿度検出手段と、
前記加熱前エアー湿度検出手段により検出されたエアーの湿度に基づいて前記エアー加熱手段による加熱動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするシート供給装置。 - シートを収容するシート収容手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、
前記エアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーが流れるエアー流路を構成すると共に、当該エアー流路に流れるエアーを加熱するためのヒータが備えられたダクトと、
前記ダクトに対してエアーが吸入されるエアー吸入部の近傍に設けられ当該ダクトに供給されるエアーの温度または湿度を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたエアーの温度または湿度に基づいて前記ダクトに設けられた前記ヒータの加熱温度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするシート供給装置。 - 請求項１乃至４何れか１項記載のシート供給装置から供給されたシートに対して画像形成を施す画像形成部を備え、
請求項１乃至４何れか１項記載のシート供給装置に設けられた前記制御手段は、前記シート収容手段に収容されたシートの密着を解くために相対湿度を下げると共に、当該相対湿度が前記画像形成部により画像形成される際に画質に影響を及ぼさない所定湿度以上となるように、前記エアー加熱手段による加熱動作又は前記ヒータの加熱温度を制御することを特徴とする画像形成装置。 - シートを収容するシート収容手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートを順次供給するシート供給手段と、
前記シート収容手段に収容されたシートに対してエアーを吹き付けるエアー吹き付け手段と、
前記エアー吹き付け手段により吹き付けられるエアーを除湿するエアー除湿手段と、
前記エアー除湿手段により除湿される前のエアーの温度又は湿度を検出する除湿前エアー状態検出手段と、
前記除湿前エアー状態検出手段により検出されたエアーの温度又は湿度に基づいて前記エアー除湿手段による除湿動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするシート供給装置。 - 前記エアー吹き付け手段は、エアーが供給されるエアー流路を形成するダクトを備え、
前記エアー除湿手段は、前記ダクト内に設けられると共に、当該ダクトを通過するエアーに対して除湿動作を実行することを特徴とする請求項６記載のシート供給装置。 - 前記エアー吹き付け手段は、供給されるエアーが流れるエアー流路を有すると共に、
前記エアー除湿手段は、前記エアー流路の一部を冷却することにより除湿することを特徴とする請求項６記載のシート供給装置。
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