説明

用紙の加湿装置及び画像形成装置

【課題】 定着装置を通過した用紙に生ずる波打ちを防止する。
【解決手段】 用紙をニップして搬送するローラ対を多孔質層を有する加湿ローラで構成し、該加湿ローラの少なくとも一方に、その表面から給水手段により水を供給する。前記給水手段から前記加湿ローラまでの水の供給経路には、水の量を規制する規制手段を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真方式の画像形成装置に関し、特に、熱定着装置により定着処理された用紙に対して水分を付与する加湿技術に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式により画像を形成する画像形成装置においては、一般に、用紙上に微粉末のトナーで画像を形成し、加熱・加圧処理によりトナー像を定着している。
【0003】
定着における加熱処理により、用紙から水分が蒸発するが、用紙が環境に曝されることにより吸湿し、用紙に含有される水分は次第に回復する。しかしながら、水分の回復は一様ではなく、用紙の各部分によって異なる割合で進行する。例えば、複数枚の用紙が束ねられた状態で放置された場合に、用紙の周辺部における吸湿は速い速度で進行するが、用紙の中央部では、遅いか又は吸湿が進行しない。
【0004】
このために、含水率の違いにより用紙の伸張率が場所により異なる結果、波打ち現象が起こる。
【0005】
このような現象は、画像形成され排紙トレイに堆積した用紙や、綴じ処理用のスタッカに堆積した用紙において多く発生し、特に、大容量スタッカからなる排紙トレイにおいて顕著である。
【0006】
また、用紙が湾曲してカールが発生する場合もある。
【0007】
特許文献1では、用紙の搬送に多孔質の加湿ローラを用い、該加湿ローラの軸芯から水を供給して用紙を加湿することにより用紙の波打ち等を防止する用紙の加湿装置が提案されている。
【特許文献1】米国特許第5,264,899号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
用紙の変形を防止するために用いられる加湿装置は、用紙全面に均一に水分を供給すること、水分供給量の調整がしやすい等が条件となり、また、画像形成装置に組み込み可能とするために、小型であることが好ましい。本発明は画像形成装置に好適に用いることが出来る用紙の加湿装置及び加湿装置を装備した画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の本発明の目的は、下記の発明により達成される。
(請求項1)
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
該加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する給水手段及び、
前記給水手段から前記加湿ローラに供給される水の量を抑制する規制手段を有することを特徴とする用紙の加湿装置。
(請求項2)
前記給水手段は、多孔質層を有し、前記加湿ローラに接触して回転することにより前記加湿ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする請求項1に記載の用紙の加湿装置。
(請求項3)
前記規制手段は、前記給水ローラに圧接して、前記給水手段に含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項2に記載の用紙の加湿装置。
(請求項4)
前記規制部材は、前記給水ローラに接離可能であることを特徴とする請求項3に記載の用紙の加湿装置。
(請求項5)
前記規制手段は、前記加湿ローラに圧接して前記加湿ローラに含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
(請求項6)
前記規制部材は、前記加湿ローラに接離可能であることを特徴とする請求項5に記載の用紙の加湿装置。
(請求項7)
前記給水手段は前記給水ローラが浸漬する水を収容する容器を有することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
(請求項8)
前記給水手段は、給水ローラ及び該給水ローラと、前記加湿ローラ対の少なくとも一方の前記加湿ローラとに接触する中継ローラを有することを特徴とする請求項1に記載の用紙の加湿装置。
(請求項9)
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項8に記載の用紙の加湿装置。
(請求項10)
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
前記加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する中継ローラ及び、
該中継ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする用紙の加湿装置。
(請求項11)
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項10に記載の用紙の加湿装置。
(請求項12)
前記加湿ローラ対は接離可能であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
(請求項13)
用紙上にトナーを転写して画像を形成する画像形成部、
画像が形成された用紙を加熱・加圧して画像を定着する定着装置及び、
請求項1〜12のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置を有することを特徴とする画像形成装置。
(請求項14)
前記用紙の加湿装置により加湿処理された用紙に対して後処理を行う後処理装置を有することを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【0010】
請求項1〜14のいずれかの発明により、加湿ローラの表面から水を供給し、その供給量を規制するので、用紙の全面に亘って、均一な加湿が行われる。また、作動・作動停止の制御性が向上し、加湿調整の制御性が向上する。その結果、用紙の波打ち、カール等の変形を良好に防止することができる。しかも、小型の装置で用紙の変形を良好に防止することができる。
【0011】
請求項3の発明により、加湿ローラに規制部材を圧接させないので、加湿ローラの変形を防止することができる。
【0012】
請求項4の発明では、給水ローラの変形を防止することができる。
【0013】
請求項6の発明により、加湿ローラの変形を防止することができる。
【0014】
請求項8〜11のいずれかの発明により、加湿ローラ対に対する水の供給・停止の正確な制御が可能になるので、加湿ローラ対に対する過剰な水の供給を防止することができ、過剰な水の供給による不具合が防止される。
【0015】
例えば、停止時に加湿ローラに水が供給される結果、次の起動時に、加湿ローラに蓄積された水分が用紙に付与されて過剰な加湿が行われ等の不具合が防止される。
【0016】
請求項12の発明により、加湿ローラの変形を防止することが出来る。
【0017】
定着処理後に、トナーの樹脂成分の硬化が不十分な状態で排紙され、堆積することにより、用紙が接着するタッキングと称される現象が起こる場合があるが、請求項13又は14の発明により、定着後の用紙を適度に加湿することにより、このような望ましくない現象を良好に防止することが出来る。
【0018】
また両面画像形成においては、定着における加熱により水分が蒸発し、含水率が低下した状態で画像形成部に用紙が再給紙されることにより、抵抗率の高い用紙に対して転写が行われることが原因で、裏面画質が低下する場合があるが、請求項13又は14の発明により、定着後の用紙を適度に加湿し、その含水率を調整するので、このような望ましくない現象を良好に防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
図1は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図であり、該画像形成装置は画像形成装置本体A、加湿装置B及び後処理装置Cから構成される。
【0020】
画像形成装置本体Aは、自動原稿搬送装置1及び画像読取装置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、4は用紙Pを収納する用紙収納部である。感光体6を有し、感光体6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6上にトナー像を形成する画像形成部5において、用紙Pに画像が形成され、形成された画像は定着装置7において定着される。定着装置7は熱源7cが内蔵された加熱ローラ7aと加圧ローラ7bで用紙Pを搬送するニップを形成し、用紙を搬送しつつ加熱・加圧してトナーを溶融し、画像を用紙Pに定着する。
【0021】
用紙Pは用紙収納部3又は4から供給され、画像形成部5の給送部5aにおいて一時停止した後に画像形成部の給送部5aから給紙されて画像形成が行われ、画像形成された用紙Pは、排紙ローラ10により排紙口13から排出される。
【0022】
用紙の搬送経路としては、用紙収納部3、4から画像形成部5までの給紙路8、画像形成部5から定着装置7、排紙ローラ10を経て排紙口13に至る搬送路9及び反転搬送を行う裏面用搬送路12が設けられる。
【0023】
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り、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7を通過した用紙Pは、反転処理により表裏反転した後に、排紙ローラ10で搬送されて排出される。
【0024】
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9を搬送された用紙Pは、そのまま排紙ローラ10により搬送され排出される。
【0025】
両面モードにおいては、片面に画像形成され、定着装置7を通過した用紙Pは、下方に走行して裏面用搬送路12に進行し、表裏反転した後に、給紙路8に再給紙される。
【0026】
再給紙された用紙Pの裏面に画像形成部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Pは定着装置7を通過し、排紙ローラ10により搬送されて排出される。14は操作部であり、画像形成装置本体Aにおける各種のモード及び後処理装置Cを用いた出力モードの設定を操作部14における操作で設定することができる。
【0027】
画像形成装置本体Aから排出された用紙Pは加湿装置Bを経て後処理装置Cに搬送される。加湿装置Bについては、後に説明する。
【0028】
後処理装置Cは、ステイプル処理部202、シフト処理部203及び中間スタッカ204を有し、用紙に対して、ステイプル処理又はシフト処理を行って、昇降排紙皿206に排出する。
【0029】
後処理装置Cは更に、固定排紙皿205を有し、少量の画像形成ジョブにおいては、固定排紙皿205に用紙Pが排出される。
【0030】
ステイプル処理は中間スタッカ204に設定枚数用紙を集積させた後にステイプル処理部202によりステイプル処理を行い、処理された用紙Pの束は、スタッカ204上を上昇して昇降排紙皿206に排出される。
【0031】
少量の画像形成ジョブにおいては、導入口201から導入された用紙Pは固定排紙皿205に排紙される。
【0032】
ステイプル処理やシフト処理等の後処理を行わないモードの場合でも、大量の画像形成形成を行う場合には、昇降排紙皿206に用紙Pが排出される。
【0033】
図2は本発明の実施の形態に係る加湿装置Bの第1例を示す。
【0034】
図において、100、101は用紙に水を付与する加湿ローラであり、ともに金属、硬質樹脂等の剛性体からなる軸芯100a、101aの上に多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層100b、101bが形成されたものであり、多孔質層100b、101bは、その表面から水の供給を受けるとともに、用紙Pに対して水分を付与し加湿する多孔質の表面を形成する。102は下側の加湿ローラ101に接触して水を供給する給水手段としての給水ローラであり、金属、硬質樹脂等の剛性体からなる軸芯102a及び軸芯102a上に形成された多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層102bからなるローラで構成されることが好ましい。給水ローラ102には、軸芯102aがなく、多孔質材料のみからなるローラあるいはパッドの形態を持ったものを使用することもできる。給水ローラ102は、起動時に、加湿ローラ101に対して迅速な給水を行うために、前記のように多孔質層102bを設けることが好ましいが、多孔質層を設けることは必ずしも必要ではなく、水を吸収せず、表面に水を保持することが出来る親水性の表面を持った材料、たとえば、金属や親水化処理した樹脂又はソリッドなゴムからなるローラを用いることもできる。103は規制手段を構成する規制部材であり、丸棒状の金属、硬質樹脂等の剛体からなる規制部材である。規制部材103は加湿ローラ101に圧接して、多孔質層101bの表面部に含まれる水分を抑制し、用紙Pに供給する水分の量を規制する。すなわち、規制部材103は加湿ローラ101の多孔質層101bに圧接し、多孔質層101bを変形させて、多孔質層101bに含まれる水をスクイズする。これによって用紙Pに付与される水の量が規制され、用紙Pが適度に加湿され、過剰な加湿による用紙Pのベタツキ等が防止される。規制部材103の接触圧を調節することにより、適度な加湿が可能となる。
【0035】
加湿ローラ100、101及び給水ローラ102は図示しないモータにより駆動されて矢印のように回転し、用紙Pを搬送する。搬送される用紙Pは加湿ローラ100、101でニップされ搬送されるが、加湿ローラ100、101間のニップにおいて、多孔質層からしみ出した水で加湿される。用紙Pに供給される水の量は、規制部材103でスクイズすることにより、適量に規制される。
【0036】
規制部材103は加湿ローラ101に圧接して水の供給量を規制するが、加湿ローラ101に従動して回転してもよいし、回転しないで圧接してもよい。また、規制部材103が圧接する場合の圧力は適切に設定される。更に、給水ローラ102から加湿ローラへの水の供給は、下側の加湿ローラ101から行っているが、上側の加湿ローラ100から行ってもよいし、上下の加湿ローラ100、101に水を供給する構成とすることもできる。
【0037】
このように規制部材103により加湿ローラ100、101に対する水供給量を規制することにより、搬送される用紙Pが適切に加湿されるので、加湿不足により、用紙Pの波打ちが十分に矯正されなかったり、過剰な加湿により、排紙部において堆積した用紙Pが互いに接着したり、接触した部材、用紙等に画像を形成しているトナーが付着する等の不具合が良好に防止される。
【0038】
加湿ローラ100を点線で示す上位置に移動させることができる。すなわち、装置の停止時には点線の位置に加湿ローラ100を設定し、加湿ローラ101から離すことにより、加湿ローラ100、101の変形を防止することが出来る。同様に、規制部材103を停止時に、点線で示す位置に移動させて加湿ローラ101から離すことが出来る。これにより加湿ローラ100、101の変形が防止される。
【0039】
加湿ローラ100、101間に形成されるニップのニップ量、すなわち、前記ニップの搬送方向長さを変えることにより、用紙Pに対する給水量を調節することができる。また、規制部材103の圧力を変えることによっても、用紙Pに対する給水量を調節することができる。
【0040】
図3は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第2例を示す図である。
【0041】
本例では、給水ローラ102に規制部材106を圧接させている。このように本例では、給水ローラ102に含まれる水の量を規制することにより、加湿ローラ101に規制部材を圧接する代わりに、給水ローラ102に規制部材106を圧接させているので、加湿ローラ101の変形を防止することができる。
【0042】
図4は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第3例を示す図である。
【0043】
本例では、規制手段を規制部材103、106で構成し、加湿ローラ101に第1の規制部材103を圧接させ、加湿ローラ101に含まれる水の量を規制するとともに、給水ローラ102に第2の規制部材106を圧接させ、給水ローラ102に含まれる水の量を制御している。このように2個の規制部材103、106を用いることにより、用紙Pに供給する水の割合をより正確に制御することが可能となり、良好な用紙Pの矯正が行われるようになる。
【0044】
図5は本発明の形態に係る加湿装置の第4例を示す図である。
【0045】
本例では、給水手段を給水ローラ102と中継ローラ107とで構成している。下側の加湿ローラ101と給水ローラ102との間に中継ローラ107を介在させている。中継ローラ107は、給水ローラ102から水を受け取って、加湿ローラ101に供給する部材であり、多孔質層を有するものが好ましいが、表面に水を保持することができる親水性の非多孔質ローラを用いることもできる。中継ローラ107は点線で示すように、加湿ローラ101から離れた退避位置に移動可能であり、画像形成装置の作動時に実線の作動位置に設定し、装置の停止時に、点線で示すように退避させる。なお図示の例では、中継ローラ107を給水ローラ102に接触させた状態で、加湿ローラ101から離間させているが、加湿ローラ101に接触させた状態で給水ローラ102から離間させるか又は加湿ローラ101及び給水ローラ102の双方から離間させて退避位置に変位させることもできる。
【0046】
これによって装置が停止し、加湿ローラ101が停止している状態で加湿ローラ101に水が供給される結果、加湿ローラ101に部分的な給水が行われて、加湿ローラ101が回転して用紙Pを加湿する時に、不均一な給水が行われることが防止される。また、用紙Pを搬送しないで加湿ローラ100、101を回転させる作動において、水が無駄に加湿ローラ100、101に供給されることが防止され、加湿ローラ100、101が過剰に濡れる等の不都合が防止される。
【0047】
図2の第1例について説明したと同様に、中継ローラ107を加湿ローラ100に、又は加湿ローラ100、101の双方に接触させて給水する構成も可能である。
【0048】
図6は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第5例を示す図である。
【0049】
本例では、加湿ローラ101と給水ローラ102との間に、中継ローラ107を設けるとともに、加湿ローラ101に規制部材103を圧接させて、用紙Pへの水供給量を規制している。本例では、用紙Pに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ100、101に無駄な水が供給されることを防止することができる。
【0050】
図7は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第6例を示す図である。
【0051】
本例では、加湿ローラ101と給水ローラ102との間に、中継ローラ107を設けるとともに、給水ローラ101に規制部材106を圧接させて、用紙Pへの水供給量を規制している。本例では、用紙Pに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ100、101に無駄な水が供給されることを防止することができる。
【0052】
図8は本発明の実施の形態に係る加湿装置の第7例を示す図である。
【0053】
本例では、加湿ローラ101と給水ローラ102との間に、中継ローラ107を設けるとともに、中継ローラ107に規制部材106を圧接させて、用紙Pへの水供給量を規制している。本例では、用紙Pに適量の水が供給されるとともに、加湿ローラ100、101に無駄な水が供給されることを防止することができる。
【0054】
加湿装置を、画像形成装置本体内の定着装置の下流に設けることもできる。図9はこのような本発明の実施の形態の例における排紙部を示す。
【0055】
本例では、加湿装置Bが定着装置7と切換ゲート16との間に設けられる。
【0056】
切換ゲート16は実線の位置で定着装置7から排紙された用紙Pを排紙ローラ10に直進案内し、点線の位置にあるときは、用紙Pを下方に案内する。前記に説明したように、
片面フェースダウン排紙モードでは、用紙Pは定着後、下方に走行した後、反転ローラ17により上方に搬送され、切換ゲート16により排紙ローラ10に案内され排紙される。また、片面フェースアップ排紙モードにおいては、定着装置7から排紙された用紙Pは切換ゲート16により排紙ローラ10へ直進案内されて排紙される。更に、両面モードにおいては、表面画像形成され定着装置7を通過した用紙Pは切換ゲートに案内されて下方に走行し、図1における裏面用搬送路12を経て画像形成部5に再給紙され、前記に説明したように裏面画像が形成された後に、再度定着装置7を通過し後に、切換ゲート16により直進案内されて排紙ローラ10により排紙される。なお、切換ゲート16は実線と点線の位置にソレノイド(図示せず)により駆動されて回転し、用紙Pの直進案内、用紙Pの下方への案内及び下方から搬送される用紙Pの排紙ローラ10への案内を行う。実線の位置は直進案内を行う位置であり、点線の位置は下方への案内及び下方から排紙ローラ10への案内を行う位置である。点線の位置にある切換ゲート16で用紙Pの下方への案内と下方から排紙ローラ10への案内を可能とするために、切換ゲート16は図示しないバネにより、反時計方向に付勢されている。用紙Pは下方への走行時に、切換ゲート16を押し開いて走行する。
【0057】
このような構成により、両面画像形成において、表面画像を形成した用紙Pに対して、加湿装置Bを通過させて水分を付与した後に再給紙し、裏面画像形成を行うことが可能となり、均等な画質の表裏面画像が形成される。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第1例を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第2例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第3例を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第4例を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第5例を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第6例を示す図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る加湿装置の第7例を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の他の例における排紙部を示す図である。
【符号の説明】
【0059】
100、101 加湿ローラ
100b、101b、102b 多孔質層
102 給水ローラ
103、106 規制部材
104 容器
105 水
107 中継ローラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
該加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する給水手段及び、
前記給水手段から前記加湿ローラに供給される水の量を抑制する規制手段を有することを特徴とする用紙の加湿装置。
【請求項2】
前記給水手段は、多孔質層を有し、前記加湿ローラに接触して回転することにより前記加湿ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする請求項1に記載の用紙の加湿装置。
【請求項3】
前記規制手段は、前記給水ローラに圧接して、前記給水手段に含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項2に記載の用紙の加湿装置。
【請求項4】
前記規制部材は、前記給水ローラに接離可能であることを特徴とする請求項3に記載の用紙の加湿装置。
【請求項5】
前記規制手段は、前記加湿ローラに圧接して前記加湿ローラに含まれる水の量を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
【請求項6】
前記規制部材は、前記加湿ローラに接離可能であることを特徴とする請求項5に記載の用紙の加湿装置。
【請求項7】
前記給水手段は前記給水ローラが浸漬する水を収容する容器を有することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
【請求項8】
前記給水手段は、給水ローラ及び該給水ローラと、前記加湿ローラ対の少なくとも一方の前記加湿ローラとに接触する中継ローラを有することを特徴とする請求項1に記載の用紙の加湿装置。
【請求項9】
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項8に記載の用紙の加湿装置。
【請求項10】
多孔質層を有し、用紙を搬送するニップを形成する加湿ローラ対、
前記加湿ローラ対の少なくとも一方の加湿ローラに、その表面から水を供給する中継ローラ及び、
該中継ローラに水を供給する給水ローラを有することを特徴とする用紙の加湿装置。
【請求項11】
前記中継ローラは、前記加湿ローラ及び前記給水ローラに接触する位置と、前記加湿ローラ及び前記給水ローラの少なくともいずれか一方から離れた位置とに変位可能であることを特徴とする請求項10に記載の用紙の加湿装置。
【請求項12】
前記加湿ローラ対は接離可能であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置。
【請求項13】
用紙上にトナーを転写して画像を形成する画像形成部、
画像が形成された用紙を加熱・加圧して画像を定着する定着装置及び、
請求項1〜12のいずれか1項に記載の用紙の加湿装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項14】
前記用紙の加湿装置により加湿処理された用紙に対して後処理を行う後処理装置を有することを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2006−8282(P2006−8282A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−184848(P2004−184848)
【出願日】平成16年6月23日(2004.6.23)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】