JP4325440B2 - 記録用紙の除湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を利用するプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置において乾式トナーからなる画像を記録するために使用される記録用紙を加熱してその含水率を下げる記録用紙の除湿装置に関するものである。特に、記録用紙を加熱用ベルトに接触させて加熱することにより除湿する場合に、その用紙に不要な変形が発生することを抑えつつ、より良好な除湿を行うことができる除湿装置に関するものである。

電子写真方式等を採用した画像形成装置では、感光体等の像担持体に形成される静電潜像を乾式トナーにより現像してトナー像とした後、その未定着のトナー像を直接または中間転写体を介して記録用紙に転写し、最後にそのトナー像を加熱加圧して記録用紙に定着させることで画像の形成を行っている。

そして、このような画像形成時における未定着トナー像の記録用紙への転写は、コロトロン等のような非接触式の放電転写装置や、転写バイアスが印加される転写ロール等のような接触式の静電転写装置を用いて、記録用紙の収容部から給紙路を経て搬送される記録用紙に対して静電的な作用により移行させることで行われている。

また、その未定着トナー像の記録用紙への定着は、加熱ロールと加圧ロールにより形成されるロールニップ部に未定着トナー像が転写された記録用紙を導入して加熱加圧させることで定着させるロール定着方式や、加熱ロールに定着ベルトを所定の距離だけ接触させて形成されるベルトニップ部に未定着のトナー像が転写された記録用紙を導入して加熱加圧させることで定着させるベルト定着方式等を採用して行われている。

さらに、定着方式（装置）に関しては、近年、次のような新たなベルト定着方式も提案されている。すなわち、そのベルト定着方式は、複数の支持ロールに張架された状態で回転する定着ベルトと、この定着ベルトの支持ロール間の張架部分に所定の距離だけ張架部分にて接触しながら同じ方向に回転する張架状態の搬送支持ベルトを使用し、その定着ベルトと搬送支持ベルトが接触して形成されるベルトニップ部に対して未定着のトナー像が転写された記録用紙をその像担持面が定着ベルト側に接するように挟持させた状態で搬送し、その搬送途中で冷却した後に記録用紙を定着ベルトから剥離させることにより定着を行うものである。

なお、上記搬送支持ベルトの代わりに、支持ロールに支持された定着ベルトに圧接して定着ニップ部を形成する加圧ロールを設置し、その定着ニップ部に記録用紙を搬送導入して通過させ、その定着ベルトに密着させた状態で搬送する途中で冷却した後に定着ベルトから剥離するように構成したベルト定着方式も提案されている。

ところで、このような乾式トナーからなるトナー像の記録紙への静電転写や定着の工程を経て画像が形成される画像形成装置においては、記録用紙がその使用に先立って吸湿して含水率の高い状態にあると、次のような問題が発生する。

すなわち、記録用紙が吸湿することにより、記録用紙が重送される等の搬送性の悪化や、トナー像を記録用紙への静電転写時に記録用紙の抵抗値が吸湿によりばらつくことで安定した転写が行われない等の転写不良や、記録用紙に転写されたトナー像を加熱加圧して定着する際に、吸湿している記録用紙内の水分が蒸発することで紙しわになる等の定着不良などが発生してしまう。

これに対し、従来においても、たとえばその記録用紙の吸湿により発生している種々の問題を解消するための以下に示すような解決手段が提案されている。

例えば、電子写真複写機における転写材（記録用紙）の送り出し手段と転写手段との間にその転写材を加熱するための転写前加熱装置を設けることを示し、またその具体例として、主に加熱ロールと加圧ロールとの間に形成するロールニップ部に転写材を通過させるように構成した転写前加熱装置を示す提案がある（特許文献１）。

また、複写機本体内の感光体と用紙トレイとの間の搬送路に用紙除湿装置としてのヒータを設けることを示し、またその具体例として、トランスポートの搬送ベルトの内部にヒータを設置し、その搬送ベルトにより搬送される用紙を加熱して除湿するように構成した用紙除湿装置を示す提案がある（特許文献２）。

特開昭５０−４３９３６号公報 特開昭６１−２６０６０号公報

しかしながら、近年、特に電子写真方式等を採用する複写機やプリンタのような画像形成装置にあっては、その画像形成の高速化や高画質化が進むとともに、その画像形成に使用する記録用紙の種類（普通紙や塗工紙、また厚紙や薄紙など）に依存しない適性が求められており、中でもオンデマンドパブリッシングをはじめとする軽印刷分野への汎用性が求められている。

このような要請がある状況のなかで上記したような記録用紙に対する従来の除湿（加熱）装置ではいずれも、その加熱による除湿を行った場合、加熱した記録用紙がその後の画像形成(画質)に支障となるほどに変形してしまったり、あるいは、効率よく加熱することができず記録用紙の含水率を短時間で十分に下げることが難しいなどの問題がある。このように高速で十分な除湿を行うことが困難であることから、特に上記した画像形成の高速化に対応することが難しい。

具体的に説明すると、前掲の特許文献１に示される転写前加熱装置の場合には、記録用紙を加熱ロールと加圧ロールで形成される短いロールニップに通過させるだけであるため記録材の水分を蒸発させるのに充分な加熱を行うことができず、その十分な加熱を行うようにするためには加熱ロールの加熱温度を高温に設定せざるを得ない。また、上記加熱装置では、そのロールニップの下流側となる搬送路上に熱源を設置して記録用紙を加熱できるようにしているが、かかる熱源による加熱では、開放された状態で搬送される記録用紙を加熱することになるため、その加熱時に発生する水蒸気により記録用紙がでこぼこ状に変形してしまう。

また、特許文献２に示される用紙除湿装置では、記録用紙の加熱を搬送用ベルトの内部に設置したヒータで行うものであることから、その記録用紙が搬送用ベルトで搬送されて通過する際には常に記録用紙のほかに搬送用ベルトも同時に加熱する必要があり、このため記録用紙を効率よく加熱することができない。また、記録用紙が搬送用ベルト上に載せられただけの開放状態で搬送されるなかで加熱されるため、その加熱により発生する水蒸気により記録用紙がでこぼこ状に変形してしまう。

また、特許文献２に示される除湿装置は、搬送用ベルトの外周面に記録用紙を広い面積でもって接触させた状態で加熱を行うため、記録用紙を僅かな幅のロールニップに通して加熱させる前者（特許文献１）の加熱装置に比べると、その加熱時間を長く確保することができ、この結果、記録用紙を十分に加熱させて効率のよい除湿が可能になる点で有利である。

しかし、後者（特許文献２）の除湿装置のように、記録用紙を無端状のベルトに接触させて加熱することにより除湿を行おうとした場合には、記録用紙が水蒸気の発生によりベルトから浮く（離れる）現象が発生して十分に加熱されず効率のよい良好な除湿ができなくなるという不具合がある。

すなわち、本発明者らの研究によれば、記録用紙はベルトとの接触により加熱されると、用紙内に含まれる水分が蒸発し水蒸気となって発生し、そのうち大半の水蒸気がベルトと接触していない側から抜け出ることで含水率の低下に寄与しているものと考えられるが、その水蒸気の一部がベルトと接触する側にも抜け出るため記録用紙がベルトから部分的に浮いた状態になることが確認されている。そして、その浮く現象によりベルトと記録用紙の間に隙間が形成され、その隙間に介在する空気層が熱抵抗になるため、その分ベルトの熱が記録用紙に伝わりにくくなり記録用紙が十分に加熱されなくなるものと推測される。なお、この記録用紙の浮く現象は、記録用紙を加熱する温度を高めるほど、より発生しやすくなる傾向にある。また、本発明者らの研究によれば、その浮く現象は、たとえば、ベルトに接触する記録用紙を押圧ロールでベルトに押し付ける対策を施した場合でも加熱温度が高いと解消されないときがあることが確認されている。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、記録用紙を無端状の加熱用ベルトに接触させて加熱させることでその紙の含水率を下げて除湿する除湿装置として、その記録用紙の変形の発生を抑えつつ、記録用紙が加熱用ベルトから浮く現象の発生も極力抑制し、もって効率のよい良好な除湿を行うことができる記録用紙の除湿装置を提供するものである。

上記課題を解決し得る本発明の記録用紙の除湿装置は、複数の支持ロールに張架されて回転する無端状の加熱用ベルトと、この加熱用ベルトを加熱する加熱手段と、この加熱手段で加熱される前記加熱用ベルトの所定区間の外周面に接触させた状態で通過させる記録用紙をそのベルト外周面に押し付ける押圧部材とを備え、前記押圧部材が、複数の支持ロールに張架されて回転し得る無端状のベルトであってそのベルト外周面の一区間を前記加熱ベルトのうち少なくとも前記所定区間の外周面に当接させた状態で回転させるものであることを特徴とするものである。

また、この除湿装置においては、前記無端状のベルトは通気性を有するものであることが好ましい。このような無端状のベルトとしては、繊維材料で構成される繊維シートを使用するとよい。

さらに、上記各除湿装置においては、前記無端状のベルトが当接する前記加熱用ベルトの内周面側に、その内周面に接する板状の対向部材を配置した構成にするとよい。

本発明の除湿装置によれば、記録用紙が、加熱手段で加熱される加熱用ベルトの所定区間の外周面に接触した状態で通過させられる。この際、記録用紙は、複数の支持ロールで支持されて回転する押圧部材としての無端状のベルトにより、加熱用ベルトの所定区間においてそのベルトに押し付けられる。これにより、記録用紙は、押圧部材としての無端状ベルトの押し付け作用により加熱用ベルトの外周面に確実に接触した状態に保たれるようになるため、記録用紙が加熱用ベルトに接触して加熱された際に発生する水蒸気によりそのベルトから浮く現象が発生しにくくなり、その所定区間において加熱用ベルトに良好に接触し続けるようになる。

したがって、記録用紙は加熱用ベルトに接触し続けて十分に加熱されるようになるため、ほとんど変形することもなく効率よく除湿される。また、このような除湿装置では、記録用紙の高速の供給搬送が要求される画像形成装置の高速化にも十分に対応することが可能となる。高速の除湿処理としては、例えば、Ａ４用紙横送りで８０枚／分以上の処理速度が得られることが好ましい。

図１は、本発明を適用した実施の形態に係る記録用紙の除湿装置１の概要を示す説明図である。図２は、この除湿装置１の上方位置から見たときの要部平面図である。

この実施の形態に係る除湿装置１は、基本的に、記録用紙Ｐを加熱するための無端状の加熱用ベルト２と、この加熱用ベルト２を矢印Ａ方向に回転し得るように張架して支持する複数の支持ロール３Ａ〜３Ｃと、加熱用ベルト２を加熱する加熱手段４と、記録用紙Ｐを加熱用ベルト２に押し付ける無端状のベルトからなる押圧部材５とを、少なくとも備えたものである。図中の矢付き一点鎖線は、記録用紙Ｐの搬送経路を示す。

加熱用ベルト２は、良好な耐熱性、熱伝導性および機械的強度を有する材料を無端ベルト（帯状）に形成してなるものであることが好ましい。そのベルトを構成する材料としては、アルミニウム、ステンレスなどの金属製薄膜シートや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル、ポリイミド、ポリイミドアミド等の合成樹脂製フィルムが挙げられる。この加熱用ベルト２の厚さは、好ましくは３０〜２００μｍ、より好ましくは４０〜１５０μｍ、さらに好ましくは５０〜１３０μｍである。この厚さが３０μｍよりも薄い場合は機械的強度が不足し耐久性に劣るものとなってしまい、反対に２００μｍよりも厚い場合は熱容量が高くなるため加熱装置４等により所定の温度に加熱するのに時間がかかってしまう。また、加熱用ベルト２は、その幅（ベルト幅）が、少なくとも除湿対象となる記録用紙Ｐの送り方向幅の最大値以上であればよい。さらに、加熱用ベルト２は、記録用紙が接触する側の面（外周面）にシリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料からなる表面層などを必要に応じて形成したものであってもよい。このゴム材料からなる表面層を形成した場合には、その表面層の記録用紙に対する良好な密着性が得られるようになり、記録用紙が加熱時に加熱用ベルト２から浮きにくくなる。

支持ロール３Ａ〜３Ｃ（第１〜第３の支持ロール）は、加熱用ベルト２を張架して矢印Ａ方向に回転させるように支持するものである。この複数の支持ロール３のうち、その１つはフィルム部材２を回転駆動させるための駆動ロールとして、その１つは加熱用ベルト２に張力を付与するテンションロールとして使用される。この例では、例えば、第２支持ロール３Ｂを駆動ロールとして使用するが、第１支持ロール３Ａや第３支持ロール３Ｃを駆動ロールとして使用することも可能である。

また、支持ロール３の数は、この例のように３つ（本）に限らず、２本であっても、あるいは、４本以上であってもよい。３本以上の支持ロール３を使用する場合、その各支持ロールの配置パターンや離間距離などの条件については、それらの支持ロール３に張架する加熱用ベルト２における記録用紙Ｐの接触区間（Ｅ）などの構成内容に応じて適宜設定される。さらに、支持ロール３は、必要に応じて、そのロール内部やその外部に加熱源を備えた加熱ロールとして構成してもよい。例えば、記録用紙Ｐが加熱用ベルト２に接触を開始する位置（Ｑ）およびその接触開始位置の直前近傍位置に設置される第１支持ロール３Ａを加熱ロールとして構成すると、加熱手段４とともに記録用紙Ｐが接触する前の加熱用ベルト２を加熱することが可能となり有効である。

加熱手段４は、加熱用ベルト２を除湿に必要な温度に均一に加熱することができるものであれば特に制約されるものではないが、回転移動する加熱用ベルト２を記録用紙Ｐと接触する手前の地点で少なくともその副方向全域にわたって均一に効率よく所定の温度まで加熱することができるものを少なくとも１つ採用することが好ましい。この加熱手段４による加熱は、記録用紙Ｐの導入タイミングに合わせて開始されるように設定されている。つまり、記録用紙Ｐが接触開始位置：Ｑに到達する時点で、加熱用ベルト２がすでに所定の温度に加熱されているようなタイミングで加熱を開始するようになっている。また、この例では、記録用紙Ｐの加熱用ベルト２への接触開始位置（Ｑ）にある第１支持ロール３Ａと第３支持ロール３Ｃの間に設置しているが、第２支持ロール３Ｂと第３支持ロール３Ｃとの間に単独であるいは追加して設置してもよい。さらに、第１支持ロール３Ａと第２支持ロール３Ｂと間に設置してもよい（この場合、通常は加熱用ベルト２の内周面側に設置されることになる）。加熱手段４は、加熱用ベルト２の内周面側または外周面側の一方またはその双方に設置される。また、加熱手段４は、加熱用ベルト２に接して加熱する接触方式のものであっても、あるいは加熱用ベルト２に接しないで加熱する非接触方式のものであってもよい。

この加熱手段４としては、加熱用ランプ、（電熱）ヒータなどを備えた加熱器や加熱ロールや加熱板、フラッシュランプ、電磁誘導加熱方式による加熱器などが挙げられる。また、この加熱手段４は、加熱用ベルト２を所定温度に短時間で加熱することができる観点からすると、加熱手段４による加熱用ベルト２の加熱領域を長くすることが可能な接触式の加熱板や、加熱用ベルト２を掛け回す加熱ロールが有効である。

加熱手段４として加熱ロールを使用する場合、その加熱ロールは、良好な熱伝導性を確保できる観点からニッケル、アルミニウム、ステンレスなどの金属製ロール単体や、そのような金属製ロールの表面にパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）などの樹脂材料をコーティングしたロール体が使用される。加熱ロールの肉厚は、薄すぎる場合には熱容量の不足により加熱用ベルト２を十分に加熱することができなくなる問題があり、厚すぎる場合には加熱ロールを加熱するのに時間がかかったり装置の重量が重くなるなどの問題があるため、２〜２０ｍｍ程度が好ましい。

加熱手段４として接触式の加熱板を使用する場合、その加熱板は、良好な熱伝導性を確保できる観点等からアルミニウム、ステンレスなどの金属材料にて形成される板部材に、ラバーヒータ等の加熱源を付設したものである。また、その加熱板は、加熱用ベルト２との密着性を高める観点から、加熱用ベルト２と接触する面を一定の曲率からなる曲面にすることが望ましい。その接触面の曲率としては、曲率半径で３０〜１５００ｍｍが好ましい。その曲率半径が３０ｍｍよりも小さい場合には加熱用ベルト２を張架した時のその加熱用ベルト２の引き回しが難しくなり、反対に１５００ｍｍを超えた場合には加熱用ベルト２との密着性を十分に確保することが難しくなる。この加熱板の肉厚も、上記加熱ロールの場合と同様の理由から、２〜２０ｍｍ程度が好ましい。

押圧部材５は、複数の支持ロール６ａ，６ｂに張架されて回転し得る無端状のベルトであり、そのベルトの外周面の一区間を加熱ベルト２のうち少なくとも所定区間（前記接触区間：Ｅ）の外周面に当接させた状態で矢印Ｂ方向に回転させるものである。この無端状ベルトからなる押圧部材（以下、単に「押圧用ベルト」ともいう）は、回転する加熱用ベルト２の接触区間に接触して搬送される記録用紙Ｐをその押圧用ベルト５と加熱用ベルト２の間で挟んだ状態に保持して加熱用ベルト２の外周面に対して広い面でもって均一かつ確実に押し付けるためのものである。押圧用ベルト５を張架した状態で支持する支持ロール６は、２つ（本）に限らず、３本以上であってもよい。押圧用ベルト５は、通常、加熱用ベルト２に接触させた状態に配置することでその加熱用ベルト２の回転に追従させて従動回転させるが、必要であれば、支持ロール６の一部を駆動ロールとして構成して回転駆動させてもよい。

押圧用ベルト５としては、良好な耐熱性および機械的強度を有する材料を無端ベルト（帯状）に形成してなるものであることが好ましいが、加熱された記録用紙Ｐから発生する水蒸気を押圧用ベルト５側を通過させて逃し除湿処理後の記録用紙Ｐにでこぼこ状等の小さな変形が発生することを確実に防止する観点からすると、通気性を有するものがより好ましい。その通気性とは、押圧用ベルト５の外周面の平滑性が大幅に損なわれず、加熱用ベルト２で加熱された記録用紙Ｐから発生する水蒸気を通過させることができる程度のものである。

このような通気性を有する押圧用ベルト５としては、たとえば、繊維材料で構成される繊維シートや、微細な通気孔が全面的に形成されたシートなどが使用されるが、良好な通気性が得られる観点からは繊維シートが好ましい。繊維シートとしては、耐熱性のある合成樹脂製または金属製の繊維材料をたとえば通気性を持たせるために微細な空隙が存在するように交絡させてシート状にしたものが使用できるが、特にこれに限定されない。

また、押圧用ベルト５の厚さについては特に限定されないが、５０〜５００μｍ程度が好ましい。そのベルト５の幅は、除湿対象となる記録用紙Ｐの送り方向の幅より広いことが必要である。また、このベルト５の幅については、記録用紙Ｐの送り方向の幅より広い幅に設定しさえすれば加熱用ベルト２の幅との大小関係は特に問題にならない。

押圧用ベルト５の押圧力（押し付け荷重）については、例えば、加熱用ベルト２に押圧用ベルト５を直接押し付ける支持ロール６における押圧力が５〜５０Ｎ程度になるように設定する。なお、この押し付け荷重は、後述する対向部材７を設置する場合を前提にしたものであるが、かかる対向部材６を設置しない場合であっても、加熱用ベルト２に通常２０〜８０Ｎ程度の張力を付与するため、その対向部材７が設置される場合の押し付け荷重と比べてもそれほど大差はないものになる。

上記接触開始位置（Ｑ）に設置される支持ロール６Ａの設置位置は、前記接触区間Ｅの開始位置によって決定される。たとえば図１に例示するような接触開始位置Ｑ１から始まる接触区間Ｅ１とする場合には、加熱用ベルト２の第一支持ロール３Ａと対向する位置となり、また接触開始位置Ｑ２から始まる接触区間Ｅ２の構成の場合には、図中に符号６Ｃとして示す支持ロールのように第一支持ロール３Ａよりもベルト５の回転方向Ｂ下流側にずれた位置となる。支持ロール６のロール形態は、特に限定されるものではない。

また、この除湿装置１においては、図１に二点鎖線で示すかまたは図３に示すように、加熱用ベルト２の前記接触区間Ｅに含まれる内周面部分に当接してそのベルト２（の走行状態）を支持する板状の対向部材７を設置するとよい。この対向部材７は、少なくとも前記押圧用ベルト５が当接する加熱用ベルト２の範囲に該当する内周面部分に接するように設けることが望ましい。このような板状の対向部材７を設置した場合は、押圧用ベルト５がその対向部材７により広い面でもって支持された加熱用ベルト２に的確に圧接した状態となって押圧用ベルト５による押圧効果が有効に発揮されるようになり、その結果、記録用紙が加熱用ベルト２に対してより確実に密着して十分に加熱されるようになる。

この板状の対向部材７としては、ニッケル、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料にて形成される板状部材が使用できる。この対向部材７は、少なくとも加熱用ベルト２の内周面に当接させる側が平滑な面に形成されているものである。

また、対向部材７は、加熱用ベルト２との密着性を高める観点から、加熱用ベルト２の内周面に当接させる当接面を加熱用ベルト２の回転方向Ａに沿って一定の曲率からなる曲面（６ａ）にすることが望ましい（図３参照）。その当接面の曲率としては、曲率半径で１００〜１５００ｍｍが好ましい。その曲率半径が１００ｍｍよりも小さい場合には加熱用ベルト２との接触幅（加熱用ベルト２の回転方向Ａに沿う長さ）を十分に確保することが難しく、また、加熱用ベルト２もその曲率で湾曲した状態となるため、かかる加熱用ベルト２への記録用紙Ｐの密着性も劣ることになる。反対に１５００ｍｍを超えた場合には、その接触面の湾曲度合いが小さくなって加熱用ベルト２との密着性を十分に確保することが難しくなる。この対向板の肉厚も、上記加熱ロール（４）の場合とほぼ同様の理由から２〜２０ｍｍ程度が好ましい。

さらに、対向部材７には、その部材を加熱するための加熱手段を設置することが好ましい。この加熱手段を設置することにより、加熱用ベルト２の記録用紙Ｐとの接触により熱が奪われて温度が低下することを防止することができる。この場合には、加熱用ベルト２の内周面に接する対向部材７自体も加熱されるため、記録用紙との接触により熱が奪われて温度が低下する加熱用ベルト２を対向部材７が加熱することとなる。この結果、加熱用ベルトの温度が低下するおそれが少なくなり、記録用紙の加熱も安定して行われるようになる。

そして、この除湿装置１においては、図１に示すように、たとえばその第１支持ロール３Ａと第２支持ロール３Ｂとの間で張架されている加熱用ベルト２の領域が記録用紙Ｐの接触区間（Ｅ１）として形成されている。すなわち、除湿対象の記録用紙Ｐは、第１支持ロール３Ａで支持されている加熱用ベルト２の部分（接触開始位置：Ｑ１）から接触し始め、第２支持ロール３Ｂに支持されている加熱用ベルト２の部分（剥離位置：Ｈ）で剥離されるようになっている。

接触区間：Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）の長さ（加熱用ベルト２の回転方向Ａに沿う長さ）については、加熱用ベルト２の加熱設定温度やその回転速度の設定条件において、記録用紙Ｐを加熱してその含水率を確実に低下させることができる観点などから適宜変更することが可能である。

この例では、第１支持ロール３Ａと第２支持ロール３Ｂとの離間距離を増減したり、あるいは押圧用ベルト５の支持ロール６の離間距離を増減することで変更することができる。また、接触区間Ｅ２のように設置する場合には、図１の二点鎖線で示すように、第一支持ロール３Ａから少しずれた位置において押圧用ベルト５が加熱用ベルト２に接する部位（ニップ部）から記録用紙Ｐが加熱用ベルト２に接触を開始するように支持ロール６Ａの設置位置を変更することで対応することが可能である。この場合は、その押圧用ベルト５が接する加熱用ベルト２のニップ部が接触開始位置：Ｑとなる。さらに、板状の対向部材７を設ける場合には、図３に例示するように、その対向部材７により加熱用ベルト２をその内周面側から持ち上げるように支持し、その対向部材７と接触する区間を接触区間：Ｅ２とするように構成することも可能である。図３中の符号７ａは、対向部材における加熱用ベルト２に対する当接面を示す。

このような除湿装置１では、次のようにして記録用紙Ｐの除湿が行われる。

まず、その除湿を行うべき時期が到来すると、無端ベルト状の加熱用ベルト２が矢印Ａ方向に所定の速度で回転するとともに、加熱用ベルト２が加熱手段４により所定の温度まで加熱される。加熱用ベルト２の回転に従って押圧用ベルト５が従動回転する。加熱用ベルト２の回転速度は、要求される除湿処理速度に応じて適宜設定される。また、加熱用ベルト２を加熱する所定の温度は、例えば１５０〜１９０℃程度である。

次いで、記録用紙Ｐが、加熱用ベルト２と押圧用ベルト５とが当接してニップ部を形成し始める部位（ニップ部の入り口）に相当する接触開始位置Ｑに向けて搬送導入され、加熱用ベルト２と押圧用ベルト５の間に挟持された状態で搬送されるとともに、押圧用ベルト５により押し付けられながら加熱用ベルト２に接触させられる、これにより記録用紙Ｐは加熱用ベルト２によって加熱され始める。

この際、加熱用ベルト２による記録用紙Ｐの加熱は、加熱用ベルト２が記録用紙Ｐとの接触前に予め加熱手段４によって所定の温度まで加熱されているため、その加熱用ベルト２が既に有している十分な熱が記録用紙Ｐにその接触と同時にすぐに伝わることで行われる。また、この記録用紙Ｐとの接触により熱を奪われたフィルム部材領域は、その後、加熱手段４を通過する際に再度、所定の温度まで加熱される。さらに、加熱手段を有する対向部材７を設けた場合には、その対向部材７によっても加熱用ベルト２が加熱されるため、加熱用ベルト２が記録用紙Ｐとの接触により熱が奪われても加熱補完（保温）されるためその温度の低下割合が少なくなる。

また、記録用紙Ｐは、接触区間Ｅにおいて押圧用ベルト５により加熱用ベルト２の外周面に押し付けられて良好に密着した状態で搬送される。これにより、加熱状態にある加熱用ベルト２に接触して加熱され始めた記録用紙Ｐからは、その内部に含まれる水分が水蒸気となって発生し、特に加熱用ベルト２との間にも発生する水蒸気により記録用紙Ｐが所々で加熱用ベルト２から浮いた状態になりやすいが、その記録用紙Ｐは押圧用ベルト５による押し付け作用により加熱用ベルト２の外周面部分に押し付けられた状態に保たれるため、浮きにくくなる。この結果、記録用紙Ｐが加熱用ベルト２から浮くことで加熱不良となることが抑制されるようになる。このとき発生する水蒸気は、加圧用ベルト５が通気性に乏しい特性のものである場合には、加熱用ベルト２と押圧用ベルト５との記録用紙Ｐが存在しない間を通して放出される。この点、加圧用ベルト５が通気性を有するものである場合には、図４に例示するように、その水蒸気（点線矢印Ｓ）はそのベルト５を通して効率よく放出される。

そして、その記録用紙Ｐは、加熱用ベルト２の回転に伴って加圧用ベルト５に押し付けられつつその回転方向Ａ（Ｂ）に送られ、その接触区間Ｅが終り、加熱用ベルト２からの剥離位置Ｈに到達したときに、加熱用ベルト２と加圧用ベルト５とのニップ空間から抜け出すとともに加熱用ベルト２から剥離されて排出される。この結果、記録用紙Ｐは効率よく十分に加熱される、その含水率が低下して除湿される。

また、このような除湿装置１は、通常、前述した電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置における記録用紙Ｐの収容部（画像形成装置内の用紙収容部や画像形成装置に外付けされる用紙収容部など）とその記録用紙Ｐにトナー像を転写する転写部との間に設置して使用されるが、必要に応じて、画像形成装置とは独立して単独の除湿装置１として構成して使用してもよい。

さらに、この除湿装置１は、定着装置として、前記した新たなベルト定着装置（定着ベルトと搬送支持ベルトまたは加圧ロールとでベルトニップ部または定着ニップ部を形成し、記録用紙をそのいずれかのニップ部に通して定着ベルトに密着させたままで搬送する途上で冷却してから剥離する方式）を採用する画像形成装置に適用すると有効である。それは、主に上記ベルト定着方式を採用する定着装置では、その定着時に記録用紙から水蒸気が発生することでブリスター現象が起こるため、その定着物の光沢度が低下してしまう問題があるが、その除湿装置１で除湿した後の記録用紙を使用して定着を行うことになれば、上記ブリスター現象が発生することひいては光沢度の低下が起こることを抑制または防止できるようになるからである。

なお、この除湿装置に適用する記録用紙Ｐは、前述した乾式トナーによる画像が転写および定着等の工程を経て形成するために使用される記録媒体であり、そのような画像形成を行うための画像形成装置に使用することが可能なものである。具体的には、普通紙に限らず、吸湿して前述したような不具合を引き起こす可能性があるものすべてが含まれる。例えば、樹脂層を塗工した塗工紙（コート紙）等も含まれる。また、その普通紙、コート紙等にあっては、その薄め（６５ｇｓｍ程度）のものから厚め（２５６ｇｓｍ程度）のものまで幅広く適用することができる。

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

図５は、本発明の実施例に係る記録用紙の除湿装置１０を示す説明図である。図６は、この除湿装置１０の上方位置から見たときの要部平面図である。

この除湿装置１０は、記録用紙Ｐを加熱するための無端状フィルムベルト２０と、このフィルムベルト２０を矢印Ａ方向に回転し得るように張架して支持する３つの支持ロール３１〜３３と、フィルムベルト２０を加熱する加熱板４０と、３本の押圧ロール５１、５２、５３に張架されて回転可能に支持され、記録用紙Ｐをフィルムベルト２０に押し付けるための押圧用ベルト５０と、対向板６０とを少なくとも備えたものである。

フィルムベルト２０としては、ポリイミド（日東電工社製）を厚さ７５μｍ、幅３６０ｍｍ、周長１３００ｍｍの無端ベルト状に成形したフィルムを使用した。

３つの支持ロール３１〜３３は、その互いの軸心を直線で結んだ形状がほぼ逆三角形になるような状態で配置した。すなわち、２つの支持ロール３１、３２を水平方向に間を開けて配置するとともに、残り１つの支持ロール３３を２つの支持ロール３１、３２の中間位置から下方側にずれた位置に配置しており、その支持ロール３１、３３どうしの軸心間距離が５３０ｍｍ程度となり、支持ロール３１、３３どうしおよび支持ロール３２、３３どうしの軸心間距離がいずれも３１０ｍｍ程度となるように設置している。また、支持ロール３３を図示しない回転駆動源の動力にて駆動する駆動ロールとして構成し、支持ロール３２をテンション用ロールとして構成している。支持ロール３２により付与する張力は８ｋｇｆ（＝８０Ｎ）とした。さらに、支持ロール３１は、フィルムベルト２０を加熱する加熱ロールとして構成している。

加熱板４０は、加熱ロールとしての支持ロール３１と駆動ロールとしての支持ロール３３との間に張架されたフィルムベルト２０の内周面に接触した状態で設けられてフィルムベルト２０を加熱するものである。この加熱板３０は、幅４００ｍｍ、全長４００ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸法からなるアルミニウム製の板を本体とし、そのアルミニウム板のフィルムベルト２０との接触面３０ａを曲率半径が９００ｍｍの曲面に成形しているとともに、この接触面２０ａの反対側になる裏面にアルミニウム板を所定の温度まで加熱するためのラバーヒータ４１を取り付けている。

また、加熱ロールとしての支持ロール３１は、φ４５ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ４００ｍｍの寸法からなるアルミニウム製の中空ロールを本体とし、その中空内部に中空ロールを所定の温度まで加熱するための加熱ランプ３５を設置している。この他、支持ロール３２は、φ４５ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ４００ｍｍの寸法からなるアルミニウム製の中空ロールである。また、駆動ロールとして使用する支持ロール３３は、φ４５ｍｍ、肉厚３ｍｍ、長さ４００ｍｍの寸法からなるアルミニウム製の中空ロールに、ポリウレタンからなる厚さ２５μの弾性層を形成したものである。

押圧用ベルト５０としては、アクリル繊維を焼成炭化させてシート状に結着させた繊維シート（旭化成社製：ラスタンＴＯＰ４００１Ｓライト）を、厚さ４００μｍ、幅３６０ｍｍ、周長８００ｍｍの無端ベルト状に成形したものを使用した。このベルト５０は、良好な通気性を有するうえに、優れた耐熱性や断熱性を有するものである。

この押圧用ベルト５０は、各軸心を直線で結んだ形状がほぼ三角形になるような状態で回転可能に配置した前記３本の支持ロール５１〜５３に張架した。支持ロール５１〜５３は、２つの支持ロール５１、５２を水平方向に間を開けて配置するとともに、残り１つの支持ロール５３を２つの支持ロール３１、３２のほぼ中間位置から上方側にずれた位置に配置した。また、２つの支持ロール５１、５２については加熱用ベルト２０における記録用紙Ｐの接触区間Ｅの前後端部（Ｑ，Ｈ）に対応させる位置に配置し、これにより当該支持ロール５１，５２で支持されている区間の加圧用ベルト５０の外周面を加熱用ベルト２０の接触区間Ｅの外周面に当接させた状態にしている。接触区間Ｅの基本的な長さ（ベルト２の回転方向の長さ）については、押圧用ベルト５０に対する２つの支持ロール５１、５２どうしの軸心間距離とほぼ等しい寸法に設定している。

支持ロール５１〜５２はいずれも、外径がφ８ｍｍのアルミニウムのロールに厚さ ｍｍのシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ ３０Ｈｓ）からなるゴム層を形成したゴムロール（金陽社製）を使用した。支持ロール５３は、φ１０ｍｍのアルミニウム製のロールを使用した。支持ロール５１については、対向板６０の先端部位置と同様に、フィルムベルト２０の支持ロール３１の最上部からフィルムベルト２０の回転方向Ａの下流側に１０ｍｍだけ離れた位置に配置している。また、支持ロール５１、５２はいずれも、押し付け荷重が３ｋｇｆ（約３０Ｎ）となるようにフィルムベルト２０（対向板６０）にむけて圧接されている。

対向板６０は、加熱ロールとしての支持ロール３１とテンションロールとしての支持ロール３２との間に張架されたフィルムベルト２０の内周面に接触するとともにそのベルト部分を少し上方側に持ち上げるような状態で設けられるものである。この対向板６０は、前記加熱板４０とほぼ同様に、幅４００ｍｍ、全長５２５ｍｍ、厚さ３ｍｍの寸法からなるアルミニウム製の板を本体とし、そのアルミニウム板のフィルムベルト２０との接触面２０ａを曲率半径が９００ｍｍの曲面に成形しているとともに、この接触面２０ａの反対側になる裏面にアルミニウム板を所定の温度まで加熱するためのラバーヒータ６１を取り付けている。また、対向板６０は、その先端部が支持ロール３１の最上部からベルト回転方向下流側に１０ｍｍだけ離れた地点に位置する状態で設置されている。

そして、この除湿装置１０では、押圧用ベルト５０のフィルムベルト２０とのニップ部（この例では対向板６０の先端部位置でもある）を記録用紙Ｐの接触開始位置：Ｑと設定する一方、押圧用ベルト５０がフィルムベルト２０から離れる位置（この例では対向板６０の後端部位置でもある）、厳密にはフィルムベルト２０の対向板６０の後端部から回転方向下流側に５ｍｍだけ離れた位置を記録用紙Ｐのフィルムベルト２０からの剥離位置Ｈに設定している。これにより、その接触開始点：Ｑから剥離位置：Ｈまでのフィルムベルト２０部分をベルト２０の記録用紙Ｐとの接触区間：Ｅとしている。また、その除湿に際しては、フィルムベルト２０を所定の速度で矢印Ａ方向に回転させるとともに、加熱板４０と加熱ロール３１とによりフィルムベルト２０を接触区間Ｅに達する前に所定の温度まで加熱するように設定されている。

この本実施例の除湿装置１０では、まず記録用紙Ｐが、図４に一点鎖線で示すように接触開始位置：Ｑの押圧用ベルト５０とフィルムベルト２０との間のニップ部に導入される。これにより、記録用紙Ｐは、所定の温度まで既に加熱されて回転するフィルムベルト２０に押圧用ベルト５０にて押し付けられつつ加熱されるとともに、フィルムベルト２０と押圧用ベルト５０に挟まれた状態で搬送される。次いで、記録用紙Ｐは、フィルムベルト２０の剥離位置：Ｈに到達した時点でベルト２０から剥離される。この結果、記録用紙Ｐは、押圧用ベルト５０によりフィルムベルト２０に押し付けられながら、そのベルト２０によって十分にかつ効率よく加熱され、もってその含水率が下げられて除湿される。

以下、この除湿装置１０を用いて次のような各試験を行った。

＜試験１＞
試験１は、除湿装置１０におけるフィルムベルト２０の接触区間Ｅにおける表面温度の状況について調べた。このときの試験条件については、加熱板４０と加熱ロール３１の加熱温度をいずれも１７０℃とし、対向板６０の加熱温度を１７０とした。また、フィルムベルト２０を３５１ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させた。フィルムベルトの表面温度の測定は、フィルムベルト２０の接触開始位置：Ｑから剥離位置：Ｈまでの接触区間：Ｅにおける各接触時間（接触開始位置を０秒としたときの移動時間）に相当する位置でのベルト表面の温度を赤外放射温度計で計測した。この試験結果を図７に示す。

また、試験１では、除湿装置に実際に記録用紙を導入し、フィルムベルト２０に接触している間における記録用紙の表面温度の状況について調べた。試験条件等については試験１と同じ内容に設定した。記録用紙Ｐとしては、Ａ４版サイズの両面コート紙（王子製紙社製：ＯＫトップコート紙、坪量１２７．９ｇ／ｍ²）を使用した。これを横送り（長辺部を送り先端部として送る形態）で接触開始位置Ｑに導入した。また、記録用紙の表面温度の測定は、赤外放射温度計を用いてフィルムベルト２０の表面温度測定の場合と同様にして測定作業を行った。ちなみに、この記録用紙Ｐの除湿に必要な加熱温度（所定の温度）は加熱時間等によっても異なるが、たとえば１１０℃程度である。

さらに比較例として、上記除湿装置において、押圧用ベルト５０に代えて、そのベルトの支持ロール５１、５２を押圧ロールとして使用し、その１つの押圧ロール５１をそのまま対向板６０の先端部と対向するフィルムベルト２０の外周面の位置に同様に配置し、もう１つの押圧ロール５２を１本めの押圧ロール５１の設置位置から回転方向下流側に８０ｍｍだけ離れた位置に配置した点のみを異ならせた除湿装置を用意し、同様の試験を行った。このときの双方の試験結果を図７に併せて示す。

図７に示す結果から明らかなように、この実施例に係る除湿装置１０では、フィルムベルト２０が接触開始位置：Ｑに達する前に加熱板４０および加熱ロール３１によって予め加熱されているため、その接触開始位置に到達した時点において既に設定加熱温度（１７０℃）に保たれている。これにより、その加熱されたフィルムベルト２０に接する記録用紙Ｐを直ちに所定の温度で加熱し始めることができることがわかる。なお、比較例の除湿装置におけるベルトの表面温度についても温度測定したところ、ほぼ同じ１７０℃に加熱されていることが確認されている。

また、この除湿装置１０では、対向板６０も加熱板４０等と同じ温度で加熱されているため、フィルムベルト２０が対向板６０に接触して通過することによっても、その表面温度が低下せずにほぼ同じ温度に保たれるようになる。これにより、記録用紙Ｐが接触区間Ｅ（厳密には対向板６０が存在する領域）では常に所定の温度で安定して加熱されるようになる。ちなみに、この除湿装置において対向板６０に加熱手段を設置しない（取り外した）場合には、フィルムベルト２０の表面温度は、接触開始位置：Ｑを通過して非加熱状態の対向板６０に接触して通過するにつれてベルト側の熱が対向板６０に奪われて次第にある程度の温度（１２０〜１２５℃程度）まで低下してしまうことが確認されている。

そして、図７に示す結果から明らかなように、実施例の除湿装置１０では用紙を最大で約１６０℃の表面温度まで加熱することが可能であり、しかも、用紙の表面温度を１２０℃に加熱するまでの所要時間が約０．１５秒（ｓｅｃ）という短い時間で済むことが確認された。これに対し、比較例の除湿装置１０では用紙を最大で約１２０℃まで加熱することが限界であり、しかも、用紙の表面温度を１２０℃に加熱するまでの所要時間が約０．５秒という時間を要することが確認された。これにより、実施例の除湿装置では記録用紙を効率よく十分に加熱できることがわかる。

＜試験２＞
試験２は、上記実施例の除湿装置および比較例の除湿装置により実際に記録用紙の除湿をそれぞれ行い、そのときの除湿性能について調べた。除湿性能としては、初期の含水率が４．５％の上記用紙（両面コート紙）をその含水率が３．０％までに下げるために要する時間を測定することで調べた。含水率は、各除湿装置を通されて排出される記録用紙に対して紙水分計（インフラレッド・エンジニアリング社製：モイストレックス）を用いて測定した。また、上記判定基準の含水率に要する時間は、接触区間Ｅについて支持ロール５２などの位置を図７にプロットした各加熱時間に相当する時間が得られるようにそれぞれ変更したうえで、その各加熱時間により除湿を行った後に得られる各記録用紙の含水率を測定することで調べた。

この結果、含水率が３．０％になるまで除湿するのに、比較例の除湿装置では加熱板４０等の加熱温度を前記したとおり１７０℃に設定した場合において１．０秒の時間を要したのに対し、実施例の除湿装置では当該加熱温度を１７０℃に設定した場合に０．２秒の時間で済み、当該加熱温度を１３０℃に設置した場合に１．０秒の時間で済むことが確認された。これにより、実施例の除湿装置では、短時間で除湿することができることがわかる。ちなみに、この除湿を行った後の記録用紙については、でこぼこ状の変形がほとんど発生していなかった。

実施形態に係る除湿装置の概要を示す要部説明図である。 図１の除湿装置を上方側から見たときの状態を示す概略平面図である。 図１の除湿装置に対向部材を設置した場合の状態を示す要部説明図である。 加熱時に記録用紙から発生する水蒸気の放出状態を示す断面説明図である。 実施例に係る除湿装置を示す要部説明図である。 図５の除湿装置を上方側から見たときの状態を示す概略平面図である。 試験１の結果を示すグラフである。

符号の説明

１，１０…除湿装置、２…加熱用ベルト、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３１〜３３，６，５１〜５３…支持ロール、４…加熱手段、５…無端状のベルトからなる押圧部材、７…板状の対向部材、２０…フィルムベルト（加熱用ベルト）、３１…加熱ロール（加熱手段）を兼ねた支持ロール、４０…加熱板（加熱手段）、５０…押圧用ベルト、６０…対向板、Ｐ…記録用紙、Ｅ…接触区間（所定区間）。

Claims (4)

1. 複数の第１支持ロールに張架されて回転する無端状の加熱用ベルトと、
   この加熱用ベルトを加熱する加熱手段と、
   前記加熱用ベルトの前記第１支持ロール間の内側に形成される所定区間の外周面に接触し、通過させる記録用紙を前記加熱ベルトの外周面に押し付ける押圧部材とを備え、
   前記押圧部材が、複数の第２支持ロールに張架されて回転し得る無端状の押圧用ベルトであってその押圧用ベルトの前記第２支持ロール間で支持される外周面の一区間を前記加熱ベルトの前記所定区間の外周面に当接させた状態で回転させるものであり、
   前記押圧用ベルトが当接する前記加熱用ベルトの内周面側に、当該押圧用ベルトを前記加熱用ベルトの外周面に押し付けている前記第２支持ロール間に対向して接する板状の対向部材を配置していることを特徴とする記録用紙の除湿装置。
2. 前記押圧用ベルトは通気性を有するものである請求項１に記載の除湿装置。
3. 前記押圧用ベルトは繊維材料で構成される繊維シートにより形成したものである請求項２に記載の除湿装置。
4. 前記対向部材は、前記加熱用ベルトを当該加熱用ベルトの回転方向に沿って一定の曲率からなる曲面の状態となるように持ち上げるように支持する請求項１または２に記載の除湿装置。

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