記録材冷却加湿装置、画像形成装置及び画像加熱システム
【課題】加熱された記録材の波打ちまたはカールを抑制する。
【解決手段】熱及び圧力をトナー及びシートに加えることでシートにトナーを定着させる定着装置を有する電子写真装置においてシート搬送途中に、シートを冷却する機構を有し、さらにシートを冷却する機構に水分を塗布する手段を備え、シートの坪量と環境湿度に応じ水分塗布量を変更し、各シートに適した水分量を維持し波打ちおよびカールを低減させる。
【解決手段】熱及び圧力をトナー及びシートに加えることでシートにトナーを定着させる定着装置を有する電子写真装置においてシート搬送途中に、シートを冷却する機構を有し、さらにシートを冷却する機構に水分を塗布する手段を備え、シートの坪量と環境湿度に応じ水分塗布量を変更し、各シートに適した水分量を維持し波打ちおよびカールを低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材冷却加湿装置、画像形成装置及び画像加熱システムに関する。記録材冷却加湿装置は、例えば電子写真装置において画像加熱定着装置を出た、画像を担持して加熱された状態の記録材を冷却すると共に水分または水溶液を付加して記録材の波打ちまたはカールを抑制する装置として有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いたプリンタ，複写機，ファクシミリ等の一般的な画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像剤（トナー）により現像して可視画像化する。この可視画像（トナー像）を記録材（以下、シートと記す）に静電気力を用いて転写させる。次いで転写画像を熱により固着画像として定着させることによってシート上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式の定着装置を用いる例が多い。この定着装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に未定着トナー像を担持したシートを導入して挟持搬送する。これにより、シート表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。この定着工程では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が圧接ニップ部および圧接ニップ後に蒸発する。
【０００４】
シートの水分量変化とシートにかかるストレスでシートには波打ち及びカールが発生する。シートを繊維のレベルで見ると、シートは短い繊維どうしが絡み合って構成されており、繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれ、繊維と水は水素結合を生じる。定着工程においてシートに熱が加わると、シート内部の水分が蒸発し繊維どうしで水素結合が生じ変形する。シートを放置していると環境から吸湿し、繊維どうしの水素結合が再び切り離される。だが、一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより変形が維持される。
【０００５】
変形のパターンはシートの表裏の伸縮差で変形するもの（カール）とシートの中央部と端部での伸縮差で起きるものがあり、これらの変形によりシートに波打ちまたはカールが生じる。
【０００６】
この問題に対する解決策が特許文献１、２に開示されている。特許文献１は、効率良く、かつカール癖がつかないように定着装置後のシートを冷却する装置およびシステムである。一対の冷却部に設けた密着したベルトの間にシートを挟みこんだ。また、ベルトの内側には、金属部材を配置し、ベルトがシートから受けた熱を迅速に吸収し、放熱する。また、このシートを挟み込んだベルトを平面搬送する。定着装置を通過したシートを迅速に密着冷却することで、シートの水分蒸発そのものを防止し、波打ちおよびカールが軽減する。
【０００７】
特許文献２は、静電複写又はプリントの定着工程で、シートから水分が失われることによるカール及びエッジの波打ちを防ぐ静電複写装置で使用される装置及びシステムである。シートの片面又は両面に制御された量の水分を付加する装置であって、シートの両面に配置され、液体を貯蔵するためのリザーバを有するウォータージェットと、ほぼ円筒形外表面を有する一対の圧力ロールとを備える。円筒形外表面の間にニップを定めるようにこの一対の圧力ロールはその軸に沿って互いに位置合わせされている。
【０００８】
この装置は、更に、シートが円筒形外表面の間に形成されるニップに入る前に、通過する各シートの選択された部分にウォータージェットから付加される水分を制御する制御装置も備える。
【０００９】
シートに水分を付加することにより、定着工程での熱と圧力により奪われた水分を補充し、波打ち及びカールが良化する。シートの水分が増えるとシート自体のヤング率が低下しこわさが小さくなり波打ちが軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１１２１０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、定着装置を通過するとシートの水分が減少しカール及び波打ちが起こる現象に対して、定着装置後のシートを急速に冷却し、水分の蒸発を抑えることで繊維どうしの水素結合の乖離を抑制し、カールおよび波打ちを軽減することができる。
【００１２】
しかし、高湿度の環境などにシートを積載放置した場合、外気に面しているシート端部はさらに水分を吸収しシートが膨張する。一方、外気に面していないシートの内部はシートの端部に比べ水分の吸収量が少なく、シート端部に比べ、シートの膨張量が小さくなる。その結果、相対的にシート端部と内部に水分量によるシートの膨張量の差が生じ、波打ちが顕著化してしまう。
【００１３】
一方、特許文献２では、定着装置を通過するとシートの水分が減少しカール及び波打ちが起こる現象に対して、定着装置通過後に水分を付加することで失った水分を補充しカール及び波打ちを低減させたとしている。しかし、本手法では、加熱によりシートが一度大量に水分を失い、水素結合の乖離が起きてしまうため、水分を付加したとしても十分には元に戻らない水素結合の乖離量が多く存在してしまう。また、シートを水分付加と同時に冷却する機構を持たないため、高温で水分を付加されたシートは水分の蒸発を続け、結露などにより搬送性や積載性が不安定になってしまう。
【００１４】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、画像加熱部で加熱された状態の記録材の水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制して記録材のカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る記録材冷却加湿装置の代表的な構成は、画像加熱部で加熱された記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が前記記録材冷却加湿装置であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱システムの代表的な構成は、画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部であって、前記記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備える冷却加湿部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の記録材冷却加湿装置、画像形成装置及び画像加熱システムによれば、画像加熱部で加熱された状態の記録材の水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制して記録材のカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる。
【００１９】
記録材の密閉冷却と水分付加を同時的に行うことで、記録材が高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態で記録材を矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間において記録材に水分付加および冷却を行うため、記録材が密閉空間から解放された時には、記録材は冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る記録材冷却加湿装置もしくは画像加熱システムを搭載した画像形成装置の一例（実施例１）の概略構成図である。
【図２】定着装置と記録材冷却加湿装置の部分の概略図である。
【図３】回転部材としてのベルトの層構成模型図である。
【図４】記録材（シート）の冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。
【図５】制御系統のブロック図である。
【図６】シート坪量に対する水分蒸発量を表したグラフである。
【図７】定着装置通過前のシート水分量に対する定着装置通過後のシート水分量を表したグラフである。
【図８】噴霧水分量の算出法を表したグラフである。
【図９】実施例２における定着装置と記録材冷却加湿装置の部分の概略図である。
【図１０】実施例２におけるベルトへの水分噴霧機構の概略構成図である。
【図１１】実施例２における冷却加湿プロセスのフローチャートである。
【図１２】実施例３におけるベルトへの水分噴霧機構の概略構成図である。
【図１３】実施例３における冷却加湿プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る記録材冷却加湿装置もしくは画像加熱システムを搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。この装置Ａはタンデム方式−中間転写方式の電子写真フルカラー（天然色、多色）レーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置Ｄから制御回路部（制御手段）Ｃに入力する画像信号に基づいて記録材Ｓに４色フルカラー画像を形成することができる。
【００２２】
制御回路部Ｃは各種の操作キーや表示器などを含む操作部（コントロールパネル）Ｂやホスト装置Ｄとの間で各種の電気的情報の授受をする。そして、装置Ａ内の各種機器の動作を監視及び制御し、装置Ａの画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。記録材Ｓは現像剤像を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００２３】
装置Ａ内には、図面上、左側から右側に水平方向に順に第１乃至第４の画像形成部Ｕ（ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ）が直列に配置されており、並列処理により各色の現像剤像を形成する。各画像形成部Ｕはそれぞれ現像装置に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が本実施例においてはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）と異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００２４】
各画像形成部ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの構成及び動作は共通である部分が多い。そこで、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２５】
各画像形成部Ｕは、それぞれ、表面に静電潜像を形成するための回転可能な像担持体としての感光体ドラム１を有する。ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム１の周囲には回転方向に沿って、一次帯電ローラ２，レーザスキャナユニット３，現像装置４，一次転写ローラ５，クリーニング装置６が配設されている。
【００２６】
一次帯電ローラ２は回転するドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。ユニット３は、ホスト装置Ｄから制御回路部Ｃに入力した画像情報に応じて変調されたレーザビームＬを出力してドラム１の帯電処理面を走査露光する。これによりドラム１の表面に画像露光に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によりトナー像として現像される。
【００２７】
上記のような帯電、露光、現像の画像形成プロセスにより、第１の画像形成部ＵＹのドラム１Ｙにはフルカラー画像のＹ色成分像に対応するＹ色トナー像が形成される。第２の画像形成部ＵＭのドラム１Ｍにはフルカラー画像のＭ色成分像に対応するＭ色トナー像が形成される。第３の画像形成部ＵＣのドラム１Ｃにはフルカラー画像のＣ色成分像に対応するＣ色トナー像が形成される。第４の画像形成部ＵＫのドラム１Ｋにはフルカラー画像のＫ色成分像に対応するＫ色トナー像が形成される。
【００２８】
第１乃至第４の画像形成部Ｕの下方に配設された中間転写ベルトユニット７は、循環して移動して各画像形成部Ｕのドラム１からトナー像の転写を順次に受ける中間転写体としての可撓性を有する無端状の中間転写ベルト８を有する。ベルト８は駆動ローラ９，二次転写対向ローラ１０，テンションローラ１１の３本のローラ間に張架されている。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１とほぼ同じ速度で回転駆動される。
【００２９】
各画像形成部Ｕの一次転写ローラ５はベルト８を挟んでドラム１の下面に圧接している。ドラム１とベルト８との当接部が一次転写ニップ部である。ローラ５に所定のバイアスが印加されることで、ドラム１側のトナー像が一次転写ニップ部においてベルト８の表面に一次転写される。ドラム１側の残トナーはクリーニング装置６でドラム面から除去される。各画像形成部Ｕのドラム１に対するトナー像の形成は、各画像形成部Ｕのドラム１からベルト８へのトナー像の一次転写が順次に所定に重ね合わされた状態でなされるように制御される。
【００３０】
かくして、第４の画像形成部ＵＫの一次転写ニップ部を通ったベルト８の表面には、Ｙ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重ね合わせのフルカラーの未定着トナー像が合成形成される。ローラ１０にはベルト８を挟んで二次転写ローラ１７が圧接している。ローラ１７とベルト８との当接部が二次転写ニップ部である。ベルト８に形成されたトナー像は引き続くベルト８の移動で二次転写ニップ部に搬送される。
【００３１】
一方、所定の制御タイミングにて、第１または第２の給紙カセット１２，１３の給紙ユニット１４が駆動されてカセット１２または１３に積載収納されている記録材（以下、シートと記す）Ｓが一枚分離給送される。シートＳは第１のシートパス１５を通り、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して所定の制御タイミングで導入される。これによりシートＳは二次転写ニップ部を挟持搬送されるとともに、ローラ１７に印加される所定のバイアスにより、シートＳに対してベルト８側のトナー像が順次に一括して二次転写される。
【００３２】
二次転写ニップ部を通ったシートＳはベルト８から分離されて搬送ベルト装置１９により定着装置（定着器:未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部）２０に導入される。ベルト８側の残トナーはローラ１１のベルト懸回部に配設されているクリーニング装置１８でベルト面から除去される。シートＳは定着装置２０により加熱加圧される。これにより未定着トナー像が固着画像としてシート面に熱圧定着される。
【００３３】
定着装置２０を出たシートＳは定着装置２０に隣接して配設された記録材冷却加湿装置（冷却加湿部）２１に導入されて冷却および加湿処理を受ける。装置２０と装置２１については次の（２）項と（３）項で詳述する。
【００３４】
装置２１を出たシートＳは片面画像形成モードが選択されている場合には、フラッパ２２の切換え制御により第２のシートパス２３側に進路案内されて排出ローラ２４により機外の排出トレイ２５上に排出される。
【００３５】
両面画像形成モードが選択されている場合には、装置２１を出た第１面側画像形成済みのシートＳがフラッパ２２の切換え制御により第３のシートパス２６側に導入される。さらにスイッチバックシートパス２７内に入り、次いで該シートパス２７から引き出し搬送されてフラッパ２８の切換え制御により再搬送シートパス２９に誘導される。そして、該シートパス２９から第１のシートパス１５に戻されて、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。
【００３６】
これにより、シートＳの第２面側に対して、ベルト８上のトナー像の二次転写がなされる。二次転写ニップ部にて第２面に対するトナー像の二次転写を受けたシートＳはベルト８から分離されて定着装置２０と冷却・加湿装置２１へ再導入され、画像の定着処理とシートＳの冷却および加湿処理を受ける。そして、第２のシートパス２３を通って両面画像形成物としてトレイ２５に排出される。
【００３７】
モノクロなどモノカラーモードは指定された色の画像形成部が画像形成動作することでなされる。他の画像形成部はドラムの回転はなされるが画像形成動作はなされない。
【００３８】
なお、各色の画像形成部の配列順序は上記実施例のＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色に限られるものではなく任意の色順とすることができる。また、フルカラー画像形成装置において画像形成部の数は上記実施例の４つに限られるものではない。画像形成装置は画像形成部が一つのモノクロなどの単色画像形成装置であってもよい。
【００３９】
（２）定着装置２０
図２は定着装置２０と記録材冷却加湿装置２１の部分の概略図である。定着装置２０は本実施例においては熱ローラ方式の装置であり、上下に並行に配列して圧接させた定着ローラ２３と加圧ローラ２４を有する。
【００４０】
定着ローラ２３はシートＳの未定着トナー像（未定着画像）を担持した面に接触する熱ローラとして、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源２５により内側から加熱されて表面温度が温調制御系（不図示）により所定の定着温度に維持される中空ローラである。加圧ローラ２４は耐熱ゴム層を有する弾性ローラであり、定着ローラ２３との圧接でシート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎ１を形成する。
【００４１】
定着ローラ２３は定着モータ（不図示）により矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。加圧ローラ２４はニップ部Ｎ１における定着ローラ２３との摩擦力で定着ローラ２３の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。定着ローラ２３が回転駆動され、そして熱源２５により加熱されて表面温度が所定の定着温度に温調維持された状態において、画像形成機構部側から上面に未定着トナー像を担持したシートＳが定着装置２０に送り込まれて定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。
【００４２】
これによりシートＳがニップ部Ｎ１で加熱加圧されてシート表面の未定着トナー像が固着画像として熱圧定着される。加圧ローラ２４も熱源により所定の表面温度に加熱する装置構成にすることもできる。
【００４３】
ここで、本実施例の画像形成装置Ａにおいて大小各種幅サイズのシートＳの通紙はシート幅中心を基線とする中央基準搬送でなされる。シート幅はシート搬送方向に直交する方向のシート寸法である。また、装置を構成する回転ベルトに関してベルト幅とはベルト回転方向に直交する方向のベルト寸法である。
【００４４】
（３）記録材冷却加湿装置２１
装置２１は定着装置２０よりもシート搬送方向ａの下流側（記録材搬送方向下流側）で定着装置２０のシート出口部に近接させて配設されている。定着装置２０では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ及び定着ニップ部通過後に蒸発する。装置２１は定着装置２０を出た直後のシートＳを冷却する同時に加湿する装置であり、定着後のシートＳのカール及び波打ちを効果的に軽減することが可能となる。
【００４５】
本実施例における装置２１は、定着装置２０を出たシートＳを挟持搬送するニップ部Ｎ２を形成する上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂとを有する。ユニット２１Ａと２１Ｂはニップ部Ｎ２を折り線として互いにほぼ対称的な機構構造としてある。
【００４６】
ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、回転部材としての可撓性を有する無端状のベルト部材３１ａ，３１ｂを有する。ベルト３１ａ，３１ｂのベルト幅は装置Ａに対するシートＳの最大通紙幅よりも大きい。本実施例におけるベルト３１ａ，３１ｂは図３の層構成模型図のように、２層構造で、基層３１ａ−１，３１ｂ−１と、表面層３１ａ−２，３１ｂ−２との積層体ベルトである。
【００４７】
基層３１ａ−１，３１ｂ−１はシートＳをニップ部Ｎ２内で密封冷却するための密閉層であり、ＰＩフィルム（ポリイミド樹脂層）など優れた熱伝導性を有し、かつ微細な空孔の少ない材料層である。表面層３１ａ−２，３１ｂ−２は水分保持層であり、吸水して水分を保持することが可能なスポンジや不織布などからなる多孔質の材料層（スポンジ層）である。水分保持層は密閉層のシートＳとの対向面側に形成されている。
【００４８】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂを側面から見て横にほぼ長四角形状に懸回して支持する支持部材としての４本の張架ローラ３２ａ〜３５ａ，３２ｂ〜３５ｂを有する。また、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂに対して表面から押し付けられてベルト３１ａ，３１ｂに張力を付加するテンションローラ（テンション付加部材）３６ａ，３６ｂを有する。
【００４９】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂの内側に配置された、ベルト３１ａ，３１ｂを冷却するための冷却手段としての冷却平板４９ａ，４９ｂを有する。冷却平板４９ａ，４９ｂはベルト３１ａ，３１ｂから奪熱した熱を移動させる熱移動手段としてのヒートシンク３７ａ，３７ｂを有する。熱移動手段はヒートパイプとすることもできる。その他の部材にすることもできる。
【００５０】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂのニップ部Ｎ２側とは反対側においてベルト３１ａ，３１ｂの外面を押圧して水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２を圧迫して水分を押し出す押付部材としての押付ローラ３８ａ，３８ｂを有する。また、ローラ３８ａ，３８ｂよりもベルト回転方向上流側（回転部材回転方向上流側）に配置されていてローラ３８ａ，３８ｂで水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２から押し出された水分を回収する水分回収部材としての多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂを有する。
【００５１】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂに水分（加湿用の水溶液）を付加する水分付加手段としてベルト３１ａ，３１ｂの外面に水分を噴霧するための噴霧ノズル（噴霧器）３９ａ，３９ｂを有する。ノズル３９ａ，３９ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂのニップ部Ｎ２側とは反対側においてベルト３１ａ，３１ｂの外面に所定の距離をあけて対向させて固定器具（不図示）を用いて定置配設されている。そして、それぞれ、その位置においてベルト３１ａ，３１ｂの外面に対して水分を噴霧する。
【００５２】
ノズル３９ａ，３９ｂはベルト３１ａ，３１ｂのベルト幅方向の全域に渡って均一に水分を噴霧することができる単一のモノノズル構成にすることもできるし、ベルト幅方向に間隔をあけて複数個配設されたマルチノズル構成にすることもできる。また、水分付加手段はウォータージェット機構とすることもできる。
【００５３】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それらのノズル３９ａ，３９ｂに圧縮空気を供給するための共通のコンプレッサ４０を有する。また、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに水分を供給するための水タンク４１ａ，４１ｂを有する。また、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに対して、コンプレッサ４０からの圧縮空気を、タンク４１ａ，４１ｂからの水分を供給するためのチューブ（配管）４２ａ，４２ｂを有する。
【００５４】
チューブ４２ａ，４２ｂには、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに対する圧縮空気と水分の供給の開閉を行うバルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂが配設されている。４５はコンプレッサ４０の開閉を行うメインバルブである。バルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂ、４５は、それぞれ、制御回路部Ｃで制御されるドライバー４６ａ，４７ａ、４６ｂ，４７ｂ、４８により開閉制御される。
【００５５】
ユニット２１Ａと２１Ｂにおいて、ローラ３３ａと３３ｂ、およびローラ３４ａと３４ｂはそれぞれベルト３１ａ，３１ｂを挟んで所定の押圧力で当接している。ユニット２１Ａにおいてベルト３１ａのローラ３３ａと３４ａの間のベルト部分の内面とヒートシンク３７ａの冷却平板４９ａとがほぼ全面的に接している。ユニット２１Ｂにおいてベルト３１ｂのローラ３３ｂと３４ｂの間のベルト部分の内面とヒートシンク３７ｂの冷却平板４９ｂとがほぼ全面的に接している。そして、冷却平板４９ａと４９ｂとがベルト３１ａ，３１ｂを挟んで所定の押圧力で当接している。
【００５６】
これにより、ユニット２１Ａにおけるローラ３３ａと３４ａの間のベルト部分と、ユニット２１Ｂにおけるローラ３３ｂと３４ｂの間のベルト部分と、が所定の押圧力で腹当てに密着してシート搬送方向ａにおいて幅広のニップ部Ｎ２が形成されている。
【００５７】
ユニット２１Ａにおけるベルト３１ａはローラ３２ａを駆動ローラとし、このローラ３２ａが装置モータ（不図示）により駆動されることで矢印の時計方向に所定のプロセススピードに対応した速度で回転駆動される。ユニット２１Ｂにおけるベルト３１ｂはニップ部Ｎ２におけるベルト３１ａとの摩擦力でベルト３１ａの回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。ベルト３１ａと３１ｂはニップ部Ｎ２においてそれぞれ内面がヒートシンク３７ａの冷却平板４９ａの面とヒートシンク３７ｂの冷却平板４９ｂの面に密着して摺動移動する。これによりベルト３１ａと３１ｂとがニップ部Ｎ２において冷却される。
【００５８】
定着装置２０を通過したシートＳは搬送ガイド５０に案内されて冷却加湿装置２１に導入され、ベルト３１ａ，３１ｂで形成されるニップ部Ｎ２に進入して挟持搬送される。シートＳはその挟持搬送過程で密閉されたニップ部Ｎ２内で、ヒートシンク３７ａ，３７ｂで冷却されるベルト３１ａ，３１ｂにより冷却される。ベルト３１ａ，３１ｂは、シートＳがニップ部Ｎ２に挿入されたと同時に冷却が開始されるように、ベルト３１ａ，３１ｂの密着が始まる位置と、ヒートシンク３７ａ，３７ｂによる冷却が開始する位置をほぼ一致させている。
【００５９】
また、ベルト３１ａ，３１ｂの表面層である水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２にはノズル３９ａ，３９ｂで噴霧された水分が含まれている。そして、シートＳは密閉されたニップ部Ｎ２内をベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に接触したまま搬送されるので、トナーが載ったシート材や、表面コーティングされて水分を吸収しにくいシート材にも水分を吸収させることができる。ニップ部Ｎ２におけるシートＳとベルト３１ａ，３１ｂとの接触時は、水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２がシートＳに直接接触し、その上から密閉層３１ａ−１，３１ｂ−１が覆いかぶさる様に密着する。
【００６０】
そして、シートＳはニップ部Ｎ２を出るまでには十分に冷却されると共に、十分量の水分を吸収させた状態にすることができる。これにより、定着後のシートＳのカール及び波打ちを効果的に軽減することが可能となる。
【００６１】
押付ローラ３８ａ，３８ｂ、及び多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂは、ベルト回転方向に関して、ニップ部Ｎ２のシート出口部よりも下流側で、ノズル３９ａ，３９ｂよりも上流側に配設されている。押付ローラ３８ａ，３８ｂは水分を吸収しない金属などからなるローラであり、ベルト３１ａ，３１ｂに対する押付力は、例えば１ｋｇｆ程度としている。これにより、ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２を押しつぶして変形させることで、水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に保持された残留水分を押し出す。
【００６２】
スポンジローラ３９ａ，３９ｂは水分を吸収するローラであり、押付ローラ３８ａ，３８ｂの近傍でかつ押付ローラ３８ａ，３８ｂよりもベルト回転方向上流側に配設されている。ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に残留した水分は押付ローラ３８ａ，３８ｂにより水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２から押し出されてスポンジローラ３９ａ，３９ｂによって回収される。スポンジローラ３９ａ，３９ｂは、ベルト３１ａ，３１ｂと押付ローラ３８ａ，３８ｂとの圧接ニップ付近に押し出された不要な水分に接触して水分を吸収するため、押付ローラ３８ａ，３８ｂに直接接触する必要はない。
【００６３】
（４）シートＳの搬送プロセスおよび水分噴霧量の制御システム
図４はシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。図５は制御系統のブロック図である。定着装置２０よりもシート搬送方向上流側（記録材搬送方向上流側）のシートパスにはシート搬送方向に沿って、所定の間隔をあけて順番に、第１のシート検知センサ６１、水分量計６２、第２のシート検知センサ６３が配設されている。また、画像形成装置本体には環境センサ６４が配設されている。
【００６４】
１）画像形成装置Ａに通紙して使用するシートＳのサイズや坪量は操作部Ｂ或いは外部ホスト装置Ｄによりユーザ操作にて設定されて、その設定情報が制御回路部Ｃに入力されて記憶されている（ステップ１）。
【００６５】
２）環境の温度湿度が環境センサ６４によりリアルタイムで検知され、その検知情報が制御回路部Ｃに入力されている記憶される（ステップ２）。
【００６６】
３）この状態において画像形成ジョブ要求信号が制御回路部Ｃに入力すると（ステップ３）、制御回路部Ｃは装置Ａを画像形成動作させる。
【００６７】
４）二次転写ニップ部でトナー像の二次転写を受けた１枚目のシートＳが搬送ベルト装置１９により定着装置２０に搬送される過程において第１のセンサ６１によりそのシート検知（シート検知Ｓの先端検知）がなされる（ステップ４）。
【００６８】
５）そのシート検知信号が制御回路部Ｃに入力する。制御回路部Ｃはそのシート検知信号をトリガとして水分量計６２を作動させている。水分量計６２は、シートＳ上に赤外光を照射し、シートＳから反射する赤外光のエネルギーを検出することで、シートＳの水分量を検知する。これにより水分量計６２の位置を通過していくシートＳの水分量、即ち定着装置２０に導入される前状態のシートＳの水分量が検知される（ステップ５）。
【００６９】
６）その検知した水分量に関する情報が制御回路部Ｃに入力する。制御回路部Ｃは、その検知した水分量に関する情報に基づいて、予めメモリされている参照テーブル１，２から定着装置２０による画像加熱定着後のシートＳの水分量を算出する（ステップ６）。
【００７０】
図６は、定着装置通過前に約５％の水分量を有するシートＳが定着装置通過直後に損失した水分量を示したテーブル１である。このテーブル１とステップ１においてユーザが設定したシートＳの坪量から基本となるシートＳの水分蒸発量を算出する。また、同じ坪量のシートであっても、定着装置２０に導入する前状態における水分量によって必要な水分量が異なる。図７は、例として坪量８０ｇｓｍのシートＳの定着装置通過前の水分量に対する定着装置通過後の水分量を示すテーブル２を表す。
【００７１】
テーブル１とテーブル２を利用して、［検知したある坪量のシートＳの定着装置通過前水分量から算出される定着装置通過後の水分量］を算出する。また環境センサ６４の値から、［ある坪量のシートＳの放置環境における水分量］を算出する。
【００７２】
７）ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂに供給する水分量は次ぎのように算出される。即ち、図８に示すように、［噴霧水分量］＝［ある坪量のシートＳの放置環境における水分量］−［検知したある坪量のシートＳの定着装置通過前水分量から算出される定着装置通過後の水分量］とする（ステップ７）。
【００７３】
８）噴霧量が決定したら、制御回路部Ｃは噴霧器３９ａ，３９ｂのバルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂの開閉量を変える。もしくはバルブ４５によりコンプレッサ４０の圧力を変えて、ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂに噴霧する水分の流量を調整する（ステップ８）。
【００７４】
９）制御回路部Ｃは、定着装置２０に向って搬送されるシートＳの先端が第１のセンサ４１で検知されてから第２のセンサ４３で検知されるまでの間において、上記ステップ５から８までの演算と制御を行う。
【００７５】
そして、制御回路部Ｃは、第２のセンサ４３によりシートＳの先端が検知された時（ステップ９）、その検知時点からｔ1秒後にノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂへの水分噴霧を開始する（ステップ１０）。
【００７６】
噴霧開始タイミングｔ1秒は、第２のセンサ４３からニップ部Ｎ２のシート入口部に至るシート搬送距離およびシートＳの搬送速度によって決定する値である。シートＳの先端が定着装置２０を通って冷却加湿装置２１のニップ部Ｎに進入する際に、シートＳの先端が接触するベルト３１ａ，３１ｂに水分が噴霧されている状態となる時間とする。
【００７７】
１０）ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂへの水分噴霧の停止は、第２のセンサ４３によりシートＳの後端が検知された時（ステップ１１）、その検知時点からｔ2秒後に停止する（ステップ１２）。
【００７８】
噴霧停止タイミングｔ2秒も第２のセンサ４３からニップ部Ｎ２のシート入口部に至るシート搬送距離およびシートＳの搬送速度によって決定する値である。シートＳの後端がニップ部Ｎ２に進入した位置以降、ベルト３１ａ，３１ｂに水分が噴霧されないようにする。
【００７９】
１１）ジョブがモノプリントである場合は、その１枚のシートＳが排出されることでジョウブ終了となる（ステップ１３，１４）。
【００８０】
１２）マルチプリント（複数枚連続プリント）である場合は、最後のシートＳに対する画像形成が終了するまでステップ４〜１３が繰り返えされてシート毎に冷却およびベルト３１ａ，３１ｂに対する水分噴霧が実行される。そして、最後のシートＳが排出されることでジョウブ終了となる（ステップ１４）。即ち、複数枚のジョブが要求されて、次のシートＳをセンサ６１により検知した場合、次のシートＳの水分量計６２による水分量検知のプロセスに戻り、ジョブが終了して次のシートＳを検知しなくなるまで同一の動作を繰り返す。
【００８１】
上記のように、定着装置２０を通過したシートＳは引き続いて冷却加湿装置２１を通過する。定着装置２０を通過して温度が上がったシートＳは、シートＳの先端が冷却加湿装置２１のニップ部Ｎ２内に進入すると同時に順次、ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２から適切な水分を供給され同時に冷却される。
【００８２】
水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２に適切な水分を吸収させることで、水分を均一に付加することができる。また、水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２の外側（シートＳとの接触面側とは反対面側）に密閉層３１ａ−１，３２ｂ−１を設けることで、水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２に蓄えられた水分がシートＳの熱などにより蒸発することを防止することができる。シートＳは冷却加湿装置２１を排出後、ほぼ常温（例えば２５〜３０℃）となり、水分の変化はそれ以降ない。
【００８３】
シートＳへの水分付加が終了し、通紙されたシートＳの幅サイズを超えた水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２の部分（非通紙部領域部分）に保持された不要な水分は押付ローラ３８ａ，３８ｂにより押し出される。そして、多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂにより回収される。これにより、ベルト３１ａ，３１ｂの、押付ローラ３８ａ，３８ｂより回転方向下流側への不要な水分の進入を低減することができる。
【００８４】
低湿度環境から高湿度環境に積載されたシート束を移動した場合、全てのシート全体が高湿度環境になじむためには長時間を要する。したがって、積載されている全てのシートが高湿度になじむ前に画像形成装置に導入される場合、それぞれのシート毎に最適な水分噴霧量が異なる。本実施例のように、定着装置２０に導入される前のシートＳの水分量を計測する水分量計６２を配置し、その計測値に基づいて１枚１枚のシートＳの最適水分噴霧量を決定し、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分噴霧をする。これによりシート毎に最適な水分量を維持することができ、波打ちを軽減することができる。
【００８５】
比較例として、本実施例の画像形成装置において、冷却加湿装置２１を無しにして、例えば、６．０％の水分量を有するシートＳを２５０枚通紙し、積載したところ、シートＳの最大波打ち高さは１．８ｍｍであった。
【００８６】
これに対して、冷却加湿装置２１を利用するが、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分付加はせずにシートＳの冷却だけをする構成とした場合の最大波打ち高さは１．０ｍｍとなり、４４％低減させることができた。
【００８７】
さらに、本実施例のように、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加し、シートＳを冷却すると同時に水分を付加することで、最大波打ち高さは０．６ｍｍとなり、冷却加湿装置２１を無しにした場合の最大波打ち高さに対して６７％の低減効果を得られる。
【００８８】
また、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分付加はせずにシートＳの冷却だけをする構成とした場合、通紙したシートＳの中央部の水分量は５．６％となる。例えば、積載したシートＳをシートＳの放置水分量が６．３％となる環境に約１日放置すると、シートＳの端部から吸湿を行い、最大波打ち高さが２．１ｍｍに増加する。
【００８９】
本実施例に示すように、環境に応じて水分付加量を変化させることで（本例の場合、０．７％分水分を付加する）、経時変化による波打ちの顕著化を抑制することができる。
【００９０】
以上説明したように、定着装置で加熱された状態のシートＳの水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制してシートＳのカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる。
【００９１】
また、定着装置を通過したシートに付加する水分の付加量を環境湿度およびシートの坪量によって変更することで、シート坪量に応じ最適な水分量を維持でき、放置環境や積載条件によらず適切なカールおよび波打ち軽減を実現できる。
【００９２】
さらに、シートの密閉冷却と水分付加を同時に行うことで、シートが高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態でシートを矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間においてシートに水分付加および冷却を行うため、シートが密閉空間から解放された時には、シートは冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【００９３】
［実施例２］
本実施例２は、水分付加手段３９ａ，３９ｂによるベルト３１ａ，３１ｂの水分付加領域を通紙されるシートＳの幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構７０ａ，７０ｂを有することを特徴とする。
【００９４】
図９乃至図１１により本実施例２の装置構成を説明する。図９は実施例１の図２と同様に定着装置２０と冷却加湿装置２１の部分の概略図である。図２との相違は、図２の冷却加湿装置２１における押付ローラ３８ａ，３８ｂ、及び多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂに代えて、ノズル３９ａ，３９ｂとベルト３１ａ，３１ｂの間に開閉可能なシャッタ機構７０ａ，７０ｂを配設していることである。これ以外の画像形成装置Ａの構成、定着装置２０の構成、冷却加湿装置２１の構成は実施例１と共通であるため再度の説明は省略する。
【００９５】
上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａ側のシャッタ機構７０ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂは対称な構造である。そして、同じように制御されて同じように動作するので、図１０において、ユニット２１Ａ側のシャッタ機構７０ａを代表して説明する。
【００９６】
シャッタ機構７０ａは、ノズル３９ｂとベルト３１ａとの間においてベルト幅方向の両側で互いに中央基準で開閉動作可能な一方側と他方側の２枚のシャッタ板７１，７２を有する。この両シャッタ板７１，７２はそれぞれギアラック７３，７４を有し、それぞれ共通のピニオンギア７５に対して当該ギア７５を挟むように噛合している。ギア７５は制御回路部Ｃで制御される正逆転モータ７６により正転駆動または逆転駆動される。
【００９７】
モータ７６が正転駆動されることでシャッタ板７１，７２が互いに中央基準で閉じ方向に移動する。モータ７６が逆転駆動されることでシャッタ板７１，７２が互いに中央基準で開き方向に移動する。これにより、シャッタ板７１，７２の開き幅（開閉量）をベルト３１ａの幅に対して中央基準で狭広調節することができる。
【００９８】
制御回路部Ｃは装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて正逆転モータ７６を制御してシャッタ板７１，７２の開き幅を変更する。図１０の（ａ）はシート幅が比較的狭いシートの幅に合わせてシャッタ板７１，７２の開き幅が調節された状態、（ｂ）はシート幅が比較的広いシートの幅に合わせてシャッタ板７１，７２の開き幅が調節された状態を示している。このようなシャッタ板７１，７２の開閉調節によって、ベルト３１ａの非通紙部領域（ベルト幅方向においてシート通紙部の外側のベルト部分）部分にはノズル３９ａからの噴霧水分がシャッタ板７１，７２で遮蔽されることで付加されない。
【００９９】
上記のようなシャッタ板７１，７２の開閉調節はユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂについても同様である。
【０１００】
図１１は本実施例２におけるシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。実施例１の図４のフローチャートにおいてステップ３と４との間に、ステップ１５と１６を加入したものである。
【０１０１】
即ち、ステップ１でユーザが設定したシートＳのサイズに応じてシャッタ７１，７２の開閉量を決定する。制御回路部Ｃは、プリントのジョブが開始されたら、前回行われたジョブからシートＳのサイズ変更があった場合、決定したシャッタ７１，７２の開閉位置にギアラック７５を駆動させてシャッタ７１，７２を開閉する。付加する水分量の算出法およびベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加するプロセス、冷却プロセスは、実施例１と共通であるため省略する。
【０１０２】
本実施例では、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を通紙されるシートＳの幅に合わせてあらかじめ限定することで、回転ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１０３】
［実施例３］
本実施例３は、水分付加手段３９ａ，３９ｂによるベルト３１ａ，３１ｂの水分付加領域を通紙されるシートＳの幅サイズに応じて限定するように水分付加手段をベルトの幅方向に移動する水分付加手段移動機構８０ａ，８０ｂを有することを特徴とする。
【０１０４】
図１１と図１２により本実施例３の装置構成を説明する。本実施例は実施例２におけるシャッタ機構７０ａ，７０ｂの代わりに、ノズル３９ａ，３９ｂを３１ａ，３１ｂの幅方向に通紙するシートＳの幅サイズに応じた幅範囲で往復移動駆動することが可能なノズル移動機構８０ａ，８０ｂを配設している。これ以外の画像形成装置Ａの構成、定着装置２０の構成、冷却加湿装置２１の構成は実施例１，２と共通であるため再度の説明は省略する。
【０１０５】
上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａ側のノズル移動機構８０ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂ側のノズル移動機構８０ｂは対称な構造である。そして、同じように制御されて同じように動作するので、図１２において、ユニット２１Ａ側のノズル移動機構８０ａを代表して説明する。
【０１０６】
ノズル移動機構８０ａは、軸線方向をベルト３１ａの幅方向にしてベルト面に並行に配列され、軸受け部材（不図示）により回転可能に支持されているリードスクリュ８１ａを有する。リードスクリュ８１ａにはスクリュの螺旋溝８２ａに係合していてスクリュ８１ａの正逆転駆動によりスクリュ８１ａの長手に沿って一端側または他端側に移動するブロック８３ａが配設されている。このブロック８３ａにノズル３９ａが支持されている。スクリュ８１ａの端部にはギア８４ａが固着されている。このギア８４ａに対して制御回路部Ｃで制御される正逆転モータ８５ａ側のドライブギア８６ａが噛合している。
【０１０７】
モータ８５ａが正転駆動されることでスクリュ８１ａが正転してブロック８３ａがスクリュ８１ａに沿って一端側に移動する。即ち、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向の一方側に移動する。モータ８５ａが逆転駆動されることでスクリュ８１ａが逆転してブロック８３ａがスクリュ８１ａに沿って他端側に移動する。即ち、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向の他方側に移動する。本実施例において、ノズル３９ａのベルト３１ａの面に対する水分の噴霧範囲は実施例２の場合よりもかなり狭くしてある。
【０１０８】
制御回路部Ｃはベルト３１ａの幅方向における往復移動範囲が通紙するシートＳの幅サイズに対応した範囲（ベルト３１ａの通紙部領域の幅範囲）となるようにモータ８５ａの正転駆動を制御する。図１２の（ａ）はシート幅が比較的狭いシートの幅に合わせてノズル３９ａがベルト幅方向に往復移動制御されている状態、（ｂ）はシート幅が比較的広いシートの幅に合わせてノズル３９ａがベルト幅方向に往復移動制御されている状態を示している。
【０１０９】
このように、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向において通紙されるシートＳの幅サイズに応じて水分を噴霧しながら往復することでベルト３１ａの所望の範囲にのみ水分を噴霧することができる。ノズル３９ａが往復する範囲を通紙するシートＳの幅サイズに応じて変更することによって、ベルト３１ａの非通紙部領域には水分が付加されない。
【０１１０】
上記のようなノズル移動機構８０ａのノズル移動調節はユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂについても同様である。
【０１１１】
図１３は本実施例３におけるシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。実施例１の図４のフローチャートにおいてステップ３と４との間に、ステップ１７と１８を加入したものである。
【０１１２】
即ち、ステップ１でユーザが設定したシートＳのサイズに応じて噴霧ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲を決定する。プリントのジョブが開始されたら、前回行われたジョブからシートＳのサイズ変更があった場合、ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲を決定した範囲に変更する。付加する水分量の算出法およびベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加するプロセス、冷却プロセスは、実施例１と共通であるため省略する。
【０１１３】
本実施例では、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を通紙されるシートＳの幅に合わせてあらかじめ限定することで、回転ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１１４】
本実施例では、ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲によりベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を限定することで、ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１１５】
トナーをシートに加熱加圧定着する電子写真方式の画像形成装置において、シートを加熱加圧することにより発生する波打ちを効果的に抑制し、印刷機と同等な成果物品位を得ることができる。
【０１１６】
［その他の装置構成］
１）画像加熱部としての画像加熱定着装置は実施例の熱ローラ方式に限られない。熱チャンバー方式、赤外線照射方式、電磁加熱方式など従来公知の各種構成の加熱方式の定着装置を使用することができる。
【０１１７】
２）また画像加熱部は画像加熱定着装置に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置（画像改質装置）であってもよい。
【０１１８】
３）記録材冷却加湿部の回転体はベルト体に限られない。ドラム体やローラ体とすることもできる。ベルト体と、ドラム体またはローラ体との組み合わせでニップ部を形成する構成とすることもできる。
【０１１９】
４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
２０・・画像加熱部（定着装置）、Ｓ・・記録材、Ｎ２・・ニップ部、３１ａ，３１ｂ・・回転部材、３１ａ−１，３１ｂ−１・・密閉層、３７ａ，３７ｂ・・冷却手段、３９ａ，３９ｂ・・水分付加手段、２１・・記録材冷却加湿装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材冷却加湿装置、画像形成装置及び画像加熱システムに関する。記録材冷却加湿装置は、例えば電子写真装置において画像加熱定着装置を出た、画像を担持して加熱された状態の記録材を冷却すると共に水分または水溶液を付加して記録材の波打ちまたはカールを抑制する装置として有効である。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電子写真方式を用いたプリンタ，複写機，ファクシミリ等の一般的な画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム上に形成された潜像を現像剤（トナー）により現像して可視画像化する。この可視画像（トナー像）を記録材（以下、シートと記す）に静電気力を用いて転写させる。次いで転写画像を熱により固着画像として定着させることによってシート上に画像が記録形成されるようになっている。
【０００３】
定着装置としては、熱ローラ方式の定着装置を用いる例が多い。この定着装置は、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源により加熱されて所定の温度に維持させた定着ローラと、これに圧接させた弾性を有する加圧ローラとの圧接ニップ部（定着ニップ部）に未定着トナー像を担持したシートを導入して挟持搬送する。これにより、シート表面の未定着トナー像を熱定着させるものである。この定着工程では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が圧接ニップ部および圧接ニップ後に蒸発する。
【０００４】
シートの水分量変化とシートにかかるストレスでシートには波打ち及びカールが発生する。シートを繊維のレベルで見ると、シートは短い繊維どうしが絡み合って構成されており、繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれ、繊維と水は水素結合を生じる。定着工程においてシートに熱が加わると、シート内部の水分が蒸発し繊維どうしで水素結合が生じ変形する。シートを放置していると環境から吸湿し、繊維どうしの水素結合が再び切り離される。だが、一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより変形が維持される。
【０００５】
変形のパターンはシートの表裏の伸縮差で変形するもの（カール）とシートの中央部と端部での伸縮差で起きるものがあり、これらの変形によりシートに波打ちまたはカールが生じる。
【０００６】
この問題に対する解決策が特許文献１、２に開示されている。特許文献１は、効率良く、かつカール癖がつかないように定着装置後のシートを冷却する装置およびシステムである。一対の冷却部に設けた密着したベルトの間にシートを挟みこんだ。また、ベルトの内側には、金属部材を配置し、ベルトがシートから受けた熱を迅速に吸収し、放熱する。また、このシートを挟み込んだベルトを平面搬送する。定着装置を通過したシートを迅速に密着冷却することで、シートの水分蒸発そのものを防止し、波打ちおよびカールが軽減する。
【０００７】
特許文献２は、静電複写又はプリントの定着工程で、シートから水分が失われることによるカール及びエッジの波打ちを防ぐ静電複写装置で使用される装置及びシステムである。シートの片面又は両面に制御された量の水分を付加する装置であって、シートの両面に配置され、液体を貯蔵するためのリザーバを有するウォータージェットと、ほぼ円筒形外表面を有する一対の圧力ロールとを備える。円筒形外表面の間にニップを定めるようにこの一対の圧力ロールはその軸に沿って互いに位置合わせされている。
【０００８】
この装置は、更に、シートが円筒形外表面の間に形成されるニップに入る前に、通過する各シートの選択された部分にウォータージェットから付加される水分を制御する制御装置も備える。
【０００９】
シートに水分を付加することにより、定着工程での熱と圧力により奪われた水分を補充し、波打ち及びカールが良化する。シートの水分が増えるとシート自体のヤング率が低下しこわさが小さくなり波打ちが軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１１２１０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１６７３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、定着装置を通過するとシートの水分が減少しカール及び波打ちが起こる現象に対して、定着装置後のシートを急速に冷却し、水分の蒸発を抑えることで繊維どうしの水素結合の乖離を抑制し、カールおよび波打ちを軽減することができる。
【００１２】
しかし、高湿度の環境などにシートを積載放置した場合、外気に面しているシート端部はさらに水分を吸収しシートが膨張する。一方、外気に面していないシートの内部はシートの端部に比べ水分の吸収量が少なく、シート端部に比べ、シートの膨張量が小さくなる。その結果、相対的にシート端部と内部に水分量によるシートの膨張量の差が生じ、波打ちが顕著化してしまう。
【００１３】
一方、特許文献２では、定着装置を通過するとシートの水分が減少しカール及び波打ちが起こる現象に対して、定着装置通過後に水分を付加することで失った水分を補充しカール及び波打ちを低減させたとしている。しかし、本手法では、加熱によりシートが一度大量に水分を失い、水素結合の乖離が起きてしまうため、水分を付加したとしても十分には元に戻らない水素結合の乖離量が多く存在してしまう。また、シートを水分付加と同時に冷却する機構を持たないため、高温で水分を付加されたシートは水分の蒸発を続け、結露などにより搬送性や積載性が不安定になってしまう。
【００１４】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものである。その目的とするところは、画像加熱部で加熱された状態の記録材の水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制して記録材のカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するための本発明に係る記録材冷却加湿装置の代表的な構成は、画像加熱部で加熱された記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が前記記録材冷却加湿装置であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記の目的を達成するための本発明に係る画像加熱システムの代表的な構成は、画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部であって、前記記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備える冷却加湿部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の記録材冷却加湿装置、画像形成装置及び画像加熱システムによれば、画像加熱部で加熱された状態の記録材の水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制して記録材のカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる。
【００１９】
記録材の密閉冷却と水分付加を同時的に行うことで、記録材が高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態で記録材を矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間において記録材に水分付加および冷却を行うため、記録材が密閉空間から解放された時には、記録材は冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る記録材冷却加湿装置もしくは画像加熱システムを搭載した画像形成装置の一例（実施例１）の概略構成図である。
【図２】定着装置と記録材冷却加湿装置の部分の概略図である。
【図３】回転部材としてのベルトの層構成模型図である。
【図４】記録材（シート）の冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。
【図５】制御系統のブロック図である。
【図６】シート坪量に対する水分蒸発量を表したグラフである。
【図７】定着装置通過前のシート水分量に対する定着装置通過後のシート水分量を表したグラフである。
【図８】噴霧水分量の算出法を表したグラフである。
【図９】実施例２における定着装置と記録材冷却加湿装置の部分の概略図である。
【図１０】実施例２におけるベルトへの水分噴霧機構の概略構成図である。
【図１１】実施例２における冷却加湿プロセスのフローチャートである。
【図１２】実施例３におけるベルトへの水分噴霧機構の概略構成図である。
【図１３】実施例３における冷却加湿プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［実施例１］
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る記録材冷却加湿装置もしくは画像加熱システムを搭載した画像形成装置の一例の概略構成図である。この装置Ａはタンデム方式−中間転写方式の電子写真フルカラー（天然色、多色）レーザビームプリンタである。パソコン等のホスト装置Ｄから制御回路部（制御手段）Ｃに入力する画像信号に基づいて記録材Ｓに４色フルカラー画像を形成することができる。
【００２２】
制御回路部Ｃは各種の操作キーや表示器などを含む操作部（コントロールパネル）Ｂやホスト装置Ｄとの間で各種の電気的情報の授受をする。そして、装置Ａ内の各種機器の動作を監視及び制御し、装置Ａの画像形成動作を所定の制御プログラムや参照テーブルに従って統括的に制御する。記録材Ｓは現像剤像を形成することができるシート状の記録媒体であり、普通紙、光沢紙、封筒、はがき、ラベル、ＯＨＰシートなどである。
【００２３】
装置Ａ内には、図面上、左側から右側に水平方向に順に第１乃至第４の画像形成部Ｕ（ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫ）が直列に配置されており、並列処理により各色の現像剤像を形成する。各画像形成部Ｕはそれぞれ現像装置に収容させた現像剤（以下、トナーと記す）の色が本実施例においてはイエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）と異なるだけで互いに同様の構成の電子写真画像形成機構である。
【００２４】
各画像形成部ＵＹ，ＵＭ，ＵＣ，ＵＫの構成及び動作は共通である部分が多い。そこで、以下の説明においては、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを示すために符号に与えた添え字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略して総括的に説明する。
【００２５】
各画像形成部Ｕは、それぞれ、表面に静電潜像を形成するための回転可能な像担持体としての感光体ドラム１を有する。ドラム１は矢印の反時計方向に所定の速度で回転駆動される。ドラム１の周囲には回転方向に沿って、一次帯電ローラ２，レーザスキャナユニット３，現像装置４，一次転写ローラ５，クリーニング装置６が配設されている。
【００２６】
一次帯電ローラ２は回転するドラム１の表面を所定の極性・電位に一様に帯電する。ユニット３は、ホスト装置Ｄから制御回路部Ｃに入力した画像情報に応じて変調されたレーザビームＬを出力してドラム１の帯電処理面を走査露光する。これによりドラム１の表面に画像露光に対応した静電潜像が形成される。その静電潜像が現像装置４によりトナー像として現像される。
【００２７】
上記のような帯電、露光、現像の画像形成プロセスにより、第１の画像形成部ＵＹのドラム１Ｙにはフルカラー画像のＹ色成分像に対応するＹ色トナー像が形成される。第２の画像形成部ＵＭのドラム１Ｍにはフルカラー画像のＭ色成分像に対応するＭ色トナー像が形成される。第３の画像形成部ＵＣのドラム１Ｃにはフルカラー画像のＣ色成分像に対応するＣ色トナー像が形成される。第４の画像形成部ＵＫのドラム１Ｋにはフルカラー画像のＫ色成分像に対応するＫ色トナー像が形成される。
【００２８】
第１乃至第４の画像形成部Ｕの下方に配設された中間転写ベルトユニット７は、循環して移動して各画像形成部Ｕのドラム１からトナー像の転写を順次に受ける中間転写体としての可撓性を有する無端状の中間転写ベルト８を有する。ベルト８は駆動ローラ９，二次転写対向ローラ１０，テンションローラ１１の３本のローラ間に張架されている。ベルト８はローラ９により矢印の時計方向にドラム１とほぼ同じ速度で回転駆動される。
【００２９】
各画像形成部Ｕの一次転写ローラ５はベルト８を挟んでドラム１の下面に圧接している。ドラム１とベルト８との当接部が一次転写ニップ部である。ローラ５に所定のバイアスが印加されることで、ドラム１側のトナー像が一次転写ニップ部においてベルト８の表面に一次転写される。ドラム１側の残トナーはクリーニング装置６でドラム面から除去される。各画像形成部Ｕのドラム１に対するトナー像の形成は、各画像形成部Ｕのドラム１からベルト８へのトナー像の一次転写が順次に所定に重ね合わされた状態でなされるように制御される。
【００３０】
かくして、第４の画像形成部ＵＫの一次転写ニップ部を通ったベルト８の表面には、Ｙ色＋Ｍ色＋Ｃ色＋Ｋ色の４色重ね合わせのフルカラーの未定着トナー像が合成形成される。ローラ１０にはベルト８を挟んで二次転写ローラ１７が圧接している。ローラ１７とベルト８との当接部が二次転写ニップ部である。ベルト８に形成されたトナー像は引き続くベルト８の移動で二次転写ニップ部に搬送される。
【００３１】
一方、所定の制御タイミングにて、第１または第２の給紙カセット１２，１３の給紙ユニット１４が駆動されてカセット１２または１３に積載収納されている記録材（以下、シートと記す）Ｓが一枚分離給送される。シートＳは第１のシートパス１５を通り、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して所定の制御タイミングで導入される。これによりシートＳは二次転写ニップ部を挟持搬送されるとともに、ローラ１７に印加される所定のバイアスにより、シートＳに対してベルト８側のトナー像が順次に一括して二次転写される。
【００３２】
二次転写ニップ部を通ったシートＳはベルト８から分離されて搬送ベルト装置１９により定着装置（定着器:未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部）２０に導入される。ベルト８側の残トナーはローラ１１のベルト懸回部に配設されているクリーニング装置１８でベルト面から除去される。シートＳは定着装置２０により加熱加圧される。これにより未定着トナー像が固着画像としてシート面に熱圧定着される。
【００３３】
定着装置２０を出たシートＳは定着装置２０に隣接して配設された記録材冷却加湿装置（冷却加湿部）２１に導入されて冷却および加湿処理を受ける。装置２０と装置２１については次の（２）項と（３）項で詳述する。
【００３４】
装置２１を出たシートＳは片面画像形成モードが選択されている場合には、フラッパ２２の切換え制御により第２のシートパス２３側に進路案内されて排出ローラ２４により機外の排出トレイ２５上に排出される。
【００３５】
両面画像形成モードが選択されている場合には、装置２１を出た第１面側画像形成済みのシートＳがフラッパ２２の切換え制御により第３のシートパス２６側に導入される。さらにスイッチバックシートパス２７内に入り、次いで該シートパス２７から引き出し搬送されてフラッパ２８の切換え制御により再搬送シートパス２９に誘導される。そして、該シートパス２９から第１のシートパス１５に戻されて、レジストローラ対１６により二次転写ニップ部に対して表裏反転状態で所定のタイミングで再導入される。
【００３６】
これにより、シートＳの第２面側に対して、ベルト８上のトナー像の二次転写がなされる。二次転写ニップ部にて第２面に対するトナー像の二次転写を受けたシートＳはベルト８から分離されて定着装置２０と冷却・加湿装置２１へ再導入され、画像の定着処理とシートＳの冷却および加湿処理を受ける。そして、第２のシートパス２３を通って両面画像形成物としてトレイ２５に排出される。
【００３７】
モノクロなどモノカラーモードは指定された色の画像形成部が画像形成動作することでなされる。他の画像形成部はドラムの回転はなされるが画像形成動作はなされない。
【００３８】
なお、各色の画像形成部の配列順序は上記実施例のＹ色→Ｍ色→Ｃ色→Ｋ色に限られるものではなく任意の色順とすることができる。また、フルカラー画像形成装置において画像形成部の数は上記実施例の４つに限られるものではない。画像形成装置は画像形成部が一つのモノクロなどの単色画像形成装置であってもよい。
【００３９】
（２）定着装置２０
図２は定着装置２０と記録材冷却加湿装置２１の部分の概略図である。定着装置２０は本実施例においては熱ローラ方式の装置であり、上下に並行に配列して圧接させた定着ローラ２３と加圧ローラ２４を有する。
【００４０】
定着ローラ２３はシートＳの未定着トナー像（未定着画像）を担持した面に接触する熱ローラとして、ハロゲンヒータ等の内蔵熱源２５により内側から加熱されて表面温度が温調制御系（不図示）により所定の定着温度に維持される中空ローラである。加圧ローラ２４は耐熱ゴム層を有する弾性ローラであり、定着ローラ２３との圧接でシート搬送方向（記録材搬送方向）ａにおいて所定幅の定着ニップ部Ｎ１を形成する。
【００４１】
定着ローラ２３は定着モータ（不図示）により矢印の時計方向に所定のプロセススピード（シート搬送速度）に対応した速度で回転駆動される。加圧ローラ２４はニップ部Ｎ１における定着ローラ２３との摩擦力で定着ローラ２３の回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。定着ローラ２３が回転駆動され、そして熱源２５により加熱されて表面温度が所定の定着温度に温調維持された状態において、画像形成機構部側から上面に未定着トナー像を担持したシートＳが定着装置２０に送り込まれて定着ニップ部Ｎで挟持搬送される。
【００４２】
これによりシートＳがニップ部Ｎ１で加熱加圧されてシート表面の未定着トナー像が固着画像として熱圧定着される。加圧ローラ２４も熱源により所定の表面温度に加熱する装置構成にすることもできる。
【００４３】
ここで、本実施例の画像形成装置Ａにおいて大小各種幅サイズのシートＳの通紙はシート幅中心を基線とする中央基準搬送でなされる。シート幅はシート搬送方向に直交する方向のシート寸法である。また、装置を構成する回転ベルトに関してベルト幅とはベルト回転方向に直交する方向のベルト寸法である。
【００４４】
（３）記録材冷却加湿装置２１
装置２１は定着装置２０よりもシート搬送方向ａの下流側（記録材搬送方向下流側）で定着装置２０のシート出口部に近接させて配設されている。定着装置２０では熱をトナー及びシートに付加するので、シート内部の水分が定着ニップ部Ｎ及び定着ニップ部通過後に蒸発する。装置２１は定着装置２０を出た直後のシートＳを冷却する同時に加湿する装置であり、定着後のシートＳのカール及び波打ちを効果的に軽減することが可能となる。
【００４５】
本実施例における装置２１は、定着装置２０を出たシートＳを挟持搬送するニップ部Ｎ２を形成する上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂとを有する。ユニット２１Ａと２１Ｂはニップ部Ｎ２を折り線として互いにほぼ対称的な機構構造としてある。
【００４６】
ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、回転部材としての可撓性を有する無端状のベルト部材３１ａ，３１ｂを有する。ベルト３１ａ，３１ｂのベルト幅は装置Ａに対するシートＳの最大通紙幅よりも大きい。本実施例におけるベルト３１ａ，３１ｂは図３の層構成模型図のように、２層構造で、基層３１ａ−１，３１ｂ−１と、表面層３１ａ−２，３１ｂ−２との積層体ベルトである。
【００４７】
基層３１ａ−１，３１ｂ−１はシートＳをニップ部Ｎ２内で密封冷却するための密閉層であり、ＰＩフィルム（ポリイミド樹脂層）など優れた熱伝導性を有し、かつ微細な空孔の少ない材料層である。表面層３１ａ−２，３１ｂ−２は水分保持層であり、吸水して水分を保持することが可能なスポンジや不織布などからなる多孔質の材料層（スポンジ層）である。水分保持層は密閉層のシートＳとの対向面側に形成されている。
【００４８】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂを側面から見て横にほぼ長四角形状に懸回して支持する支持部材としての４本の張架ローラ３２ａ〜３５ａ，３２ｂ〜３５ｂを有する。また、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂに対して表面から押し付けられてベルト３１ａ，３１ｂに張力を付加するテンションローラ（テンション付加部材）３６ａ，３６ｂを有する。
【００４９】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂの内側に配置された、ベルト３１ａ，３１ｂを冷却するための冷却手段としての冷却平板４９ａ，４９ｂを有する。冷却平板４９ａ，４９ｂはベルト３１ａ，３１ｂから奪熱した熱を移動させる熱移動手段としてのヒートシンク３７ａ，３７ｂを有する。熱移動手段はヒートパイプとすることもできる。その他の部材にすることもできる。
【００５０】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂのニップ部Ｎ２側とは反対側においてベルト３１ａ，３１ｂの外面を押圧して水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２を圧迫して水分を押し出す押付部材としての押付ローラ３８ａ，３８ｂを有する。また、ローラ３８ａ，３８ｂよりもベルト回転方向上流側（回転部材回転方向上流側）に配置されていてローラ３８ａ，３８ｂで水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２から押し出された水分を回収する水分回収部材としての多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂを有する。
【００５１】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂに水分（加湿用の水溶液）を付加する水分付加手段としてベルト３１ａ，３１ｂの外面に水分を噴霧するための噴霧ノズル（噴霧器）３９ａ，３９ｂを有する。ノズル３９ａ，３９ｂは、それぞれ、ベルト３１ａ，３１ｂのニップ部Ｎ２側とは反対側においてベルト３１ａ，３１ｂの外面に所定の距離をあけて対向させて固定器具（不図示）を用いて定置配設されている。そして、それぞれ、その位置においてベルト３１ａ，３１ｂの外面に対して水分を噴霧する。
【００５２】
ノズル３９ａ，３９ｂはベルト３１ａ，３１ｂのベルト幅方向の全域に渡って均一に水分を噴霧することができる単一のモノノズル構成にすることもできるし、ベルト幅方向に間隔をあけて複数個配設されたマルチノズル構成にすることもできる。また、水分付加手段はウォータージェット機構とすることもできる。
【００５３】
また、ユニット２１Ａと２１Ｂは、それらのノズル３９ａ，３９ｂに圧縮空気を供給するための共通のコンプレッサ４０を有する。また、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに水分を供給するための水タンク４１ａ，４１ｂを有する。また、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに対して、コンプレッサ４０からの圧縮空気を、タンク４１ａ，４１ｂからの水分を供給するためのチューブ（配管）４２ａ，４２ｂを有する。
【００５４】
チューブ４２ａ，４２ｂには、それぞれ、ノズル３９ａ，３９ｂに対する圧縮空気と水分の供給の開閉を行うバルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂが配設されている。４５はコンプレッサ４０の開閉を行うメインバルブである。バルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂ、４５は、それぞれ、制御回路部Ｃで制御されるドライバー４６ａ，４７ａ、４６ｂ，４７ｂ、４８により開閉制御される。
【００５５】
ユニット２１Ａと２１Ｂにおいて、ローラ３３ａと３３ｂ、およびローラ３４ａと３４ｂはそれぞれベルト３１ａ，３１ｂを挟んで所定の押圧力で当接している。ユニット２１Ａにおいてベルト３１ａのローラ３３ａと３４ａの間のベルト部分の内面とヒートシンク３７ａの冷却平板４９ａとがほぼ全面的に接している。ユニット２１Ｂにおいてベルト３１ｂのローラ３３ｂと３４ｂの間のベルト部分の内面とヒートシンク３７ｂの冷却平板４９ｂとがほぼ全面的に接している。そして、冷却平板４９ａと４９ｂとがベルト３１ａ，３１ｂを挟んで所定の押圧力で当接している。
【００５６】
これにより、ユニット２１Ａにおけるローラ３３ａと３４ａの間のベルト部分と、ユニット２１Ｂにおけるローラ３３ｂと３４ｂの間のベルト部分と、が所定の押圧力で腹当てに密着してシート搬送方向ａにおいて幅広のニップ部Ｎ２が形成されている。
【００５７】
ユニット２１Ａにおけるベルト３１ａはローラ３２ａを駆動ローラとし、このローラ３２ａが装置モータ（不図示）により駆動されることで矢印の時計方向に所定のプロセススピードに対応した速度で回転駆動される。ユニット２１Ｂにおけるベルト３１ｂはニップ部Ｎ２におけるベルト３１ａとの摩擦力でベルト３１ａの回転に従動して矢印の反時計方向に回転する。ベルト３１ａと３１ｂはニップ部Ｎ２においてそれぞれ内面がヒートシンク３７ａの冷却平板４９ａの面とヒートシンク３７ｂの冷却平板４９ｂの面に密着して摺動移動する。これによりベルト３１ａと３１ｂとがニップ部Ｎ２において冷却される。
【００５８】
定着装置２０を通過したシートＳは搬送ガイド５０に案内されて冷却加湿装置２１に導入され、ベルト３１ａ，３１ｂで形成されるニップ部Ｎ２に進入して挟持搬送される。シートＳはその挟持搬送過程で密閉されたニップ部Ｎ２内で、ヒートシンク３７ａ，３７ｂで冷却されるベルト３１ａ，３１ｂにより冷却される。ベルト３１ａ，３１ｂは、シートＳがニップ部Ｎ２に挿入されたと同時に冷却が開始されるように、ベルト３１ａ，３１ｂの密着が始まる位置と、ヒートシンク３７ａ，３７ｂによる冷却が開始する位置をほぼ一致させている。
【００５９】
また、ベルト３１ａ，３１ｂの表面層である水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２にはノズル３９ａ，３９ｂで噴霧された水分が含まれている。そして、シートＳは密閉されたニップ部Ｎ２内をベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に接触したまま搬送されるので、トナーが載ったシート材や、表面コーティングされて水分を吸収しにくいシート材にも水分を吸収させることができる。ニップ部Ｎ２におけるシートＳとベルト３１ａ，３１ｂとの接触時は、水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２がシートＳに直接接触し、その上から密閉層３１ａ−１，３１ｂ−１が覆いかぶさる様に密着する。
【００６０】
そして、シートＳはニップ部Ｎ２を出るまでには十分に冷却されると共に、十分量の水分を吸収させた状態にすることができる。これにより、定着後のシートＳのカール及び波打ちを効果的に軽減することが可能となる。
【００６１】
押付ローラ３８ａ，３８ｂ、及び多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂは、ベルト回転方向に関して、ニップ部Ｎ２のシート出口部よりも下流側で、ノズル３９ａ，３９ｂよりも上流側に配設されている。押付ローラ３８ａ，３８ｂは水分を吸収しない金属などからなるローラであり、ベルト３１ａ，３１ｂに対する押付力は、例えば１ｋｇｆ程度としている。これにより、ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２を押しつぶして変形させることで、水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に保持された残留水分を押し出す。
【００６２】
スポンジローラ３９ａ，３９ｂは水分を吸収するローラであり、押付ローラ３８ａ，３８ｂの近傍でかつ押付ローラ３８ａ，３８ｂよりもベルト回転方向上流側に配設されている。ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２に残留した水分は押付ローラ３８ａ，３８ｂにより水分保持層３１ａ−２，３１ｂ−２から押し出されてスポンジローラ３９ａ，３９ｂによって回収される。スポンジローラ３９ａ，３９ｂは、ベルト３１ａ，３１ｂと押付ローラ３８ａ，３８ｂとの圧接ニップ付近に押し出された不要な水分に接触して水分を吸収するため、押付ローラ３８ａ，３８ｂに直接接触する必要はない。
【００６３】
（４）シートＳの搬送プロセスおよび水分噴霧量の制御システム
図４はシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。図５は制御系統のブロック図である。定着装置２０よりもシート搬送方向上流側（記録材搬送方向上流側）のシートパスにはシート搬送方向に沿って、所定の間隔をあけて順番に、第１のシート検知センサ６１、水分量計６２、第２のシート検知センサ６３が配設されている。また、画像形成装置本体には環境センサ６４が配設されている。
【００６４】
１）画像形成装置Ａに通紙して使用するシートＳのサイズや坪量は操作部Ｂ或いは外部ホスト装置Ｄによりユーザ操作にて設定されて、その設定情報が制御回路部Ｃに入力されて記憶されている（ステップ１）。
【００６５】
２）環境の温度湿度が環境センサ６４によりリアルタイムで検知され、その検知情報が制御回路部Ｃに入力されている記憶される（ステップ２）。
【００６６】
３）この状態において画像形成ジョブ要求信号が制御回路部Ｃに入力すると（ステップ３）、制御回路部Ｃは装置Ａを画像形成動作させる。
【００６７】
４）二次転写ニップ部でトナー像の二次転写を受けた１枚目のシートＳが搬送ベルト装置１９により定着装置２０に搬送される過程において第１のセンサ６１によりそのシート検知（シート検知Ｓの先端検知）がなされる（ステップ４）。
【００６８】
５）そのシート検知信号が制御回路部Ｃに入力する。制御回路部Ｃはそのシート検知信号をトリガとして水分量計６２を作動させている。水分量計６２は、シートＳ上に赤外光を照射し、シートＳから反射する赤外光のエネルギーを検出することで、シートＳの水分量を検知する。これにより水分量計６２の位置を通過していくシートＳの水分量、即ち定着装置２０に導入される前状態のシートＳの水分量が検知される（ステップ５）。
【００６９】
６）その検知した水分量に関する情報が制御回路部Ｃに入力する。制御回路部Ｃは、その検知した水分量に関する情報に基づいて、予めメモリされている参照テーブル１，２から定着装置２０による画像加熱定着後のシートＳの水分量を算出する（ステップ６）。
【００７０】
図６は、定着装置通過前に約５％の水分量を有するシートＳが定着装置通過直後に損失した水分量を示したテーブル１である。このテーブル１とステップ１においてユーザが設定したシートＳの坪量から基本となるシートＳの水分蒸発量を算出する。また、同じ坪量のシートであっても、定着装置２０に導入する前状態における水分量によって必要な水分量が異なる。図７は、例として坪量８０ｇｓｍのシートＳの定着装置通過前の水分量に対する定着装置通過後の水分量を示すテーブル２を表す。
【００７１】
テーブル１とテーブル２を利用して、［検知したある坪量のシートＳの定着装置通過前水分量から算出される定着装置通過後の水分量］を算出する。また環境センサ６４の値から、［ある坪量のシートＳの放置環境における水分量］を算出する。
【００７２】
７）ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂに供給する水分量は次ぎのように算出される。即ち、図８に示すように、［噴霧水分量］＝［ある坪量のシートＳの放置環境における水分量］−［検知したある坪量のシートＳの定着装置通過前水分量から算出される定着装置通過後の水分量］とする（ステップ７）。
【００７３】
８）噴霧量が決定したら、制御回路部Ｃは噴霧器３９ａ，３９ｂのバルブ４３ａ，４４ａ、４３ｂ，４４ｂの開閉量を変える。もしくはバルブ４５によりコンプレッサ４０の圧力を変えて、ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂに噴霧する水分の流量を調整する（ステップ８）。
【００７４】
９）制御回路部Ｃは、定着装置２０に向って搬送されるシートＳの先端が第１のセンサ４１で検知されてから第２のセンサ４３で検知されるまでの間において、上記ステップ５から８までの演算と制御を行う。
【００７５】
そして、制御回路部Ｃは、第２のセンサ４３によりシートＳの先端が検知された時（ステップ９）、その検知時点からｔ1秒後にノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂへの水分噴霧を開始する（ステップ１０）。
【００７６】
噴霧開始タイミングｔ1秒は、第２のセンサ４３からニップ部Ｎ２のシート入口部に至るシート搬送距離およびシートＳの搬送速度によって決定する値である。シートＳの先端が定着装置２０を通って冷却加湿装置２１のニップ部Ｎに進入する際に、シートＳの先端が接触するベルト３１ａ，３１ｂに水分が噴霧されている状態となる時間とする。
【００７７】
１０）ノズル３９ａ，３９ｂからベルト３１ａ，３１ｂへの水分噴霧の停止は、第２のセンサ４３によりシートＳの後端が検知された時（ステップ１１）、その検知時点からｔ2秒後に停止する（ステップ１２）。
【００７８】
噴霧停止タイミングｔ2秒も第２のセンサ４３からニップ部Ｎ２のシート入口部に至るシート搬送距離およびシートＳの搬送速度によって決定する値である。シートＳの後端がニップ部Ｎ２に進入した位置以降、ベルト３１ａ，３１ｂに水分が噴霧されないようにする。
【００７９】
１１）ジョブがモノプリントである場合は、その１枚のシートＳが排出されることでジョウブ終了となる（ステップ１３，１４）。
【００８０】
１２）マルチプリント（複数枚連続プリント）である場合は、最後のシートＳに対する画像形成が終了するまでステップ４〜１３が繰り返えされてシート毎に冷却およびベルト３１ａ，３１ｂに対する水分噴霧が実行される。そして、最後のシートＳが排出されることでジョウブ終了となる（ステップ１４）。即ち、複数枚のジョブが要求されて、次のシートＳをセンサ６１により検知した場合、次のシートＳの水分量計６２による水分量検知のプロセスに戻り、ジョブが終了して次のシートＳを検知しなくなるまで同一の動作を繰り返す。
【００８１】
上記のように、定着装置２０を通過したシートＳは引き続いて冷却加湿装置２１を通過する。定着装置２０を通過して温度が上がったシートＳは、シートＳの先端が冷却加湿装置２１のニップ部Ｎ２内に進入すると同時に順次、ベルト３１ａ，３１ｂの水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２から適切な水分を供給され同時に冷却される。
【００８２】
水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２に適切な水分を吸収させることで、水分を均一に付加することができる。また、水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２の外側（シートＳとの接触面側とは反対面側）に密閉層３１ａ−１，３２ｂ−１を設けることで、水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２に蓄えられた水分がシートＳの熱などにより蒸発することを防止することができる。シートＳは冷却加湿装置２１を排出後、ほぼ常温（例えば２５〜３０℃）となり、水分の変化はそれ以降ない。
【００８３】
シートＳへの水分付加が終了し、通紙されたシートＳの幅サイズを超えた水分保持層３１ａ−２，３２ｂ−２の部分（非通紙部領域部分）に保持された不要な水分は押付ローラ３８ａ，３８ｂにより押し出される。そして、多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂにより回収される。これにより、ベルト３１ａ，３１ｂの、押付ローラ３８ａ，３８ｂより回転方向下流側への不要な水分の進入を低減することができる。
【００８４】
低湿度環境から高湿度環境に積載されたシート束を移動した場合、全てのシート全体が高湿度環境になじむためには長時間を要する。したがって、積載されている全てのシートが高湿度になじむ前に画像形成装置に導入される場合、それぞれのシート毎に最適な水分噴霧量が異なる。本実施例のように、定着装置２０に導入される前のシートＳの水分量を計測する水分量計６２を配置し、その計測値に基づいて１枚１枚のシートＳの最適水分噴霧量を決定し、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分噴霧をする。これによりシート毎に最適な水分量を維持することができ、波打ちを軽減することができる。
【００８５】
比較例として、本実施例の画像形成装置において、冷却加湿装置２１を無しにして、例えば、６．０％の水分量を有するシートＳを２５０枚通紙し、積載したところ、シートＳの最大波打ち高さは１．８ｍｍであった。
【００８６】
これに対して、冷却加湿装置２１を利用するが、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分付加はせずにシートＳの冷却だけをする構成とした場合の最大波打ち高さは１．０ｍｍとなり、４４％低減させることができた。
【００８７】
さらに、本実施例のように、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加し、シートＳを冷却すると同時に水分を付加することで、最大波打ち高さは０．６ｍｍとなり、冷却加湿装置２１を無しにした場合の最大波打ち高さに対して６７％の低減効果を得られる。
【００８８】
また、ベルト３１ａ，３１ｂに対する水分付加はせずにシートＳの冷却だけをする構成とした場合、通紙したシートＳの中央部の水分量は５．６％となる。例えば、積載したシートＳをシートＳの放置水分量が６．３％となる環境に約１日放置すると、シートＳの端部から吸湿を行い、最大波打ち高さが２．１ｍｍに増加する。
【００８９】
本実施例に示すように、環境に応じて水分付加量を変化させることで（本例の場合、０．７％分水分を付加する）、経時変化による波打ちの顕著化を抑制することができる。
【００９０】
以上説明したように、定着装置で加熱された状態のシートＳの水分蒸発を効果的に防ぎ、また記録材繊維の水素結合の乖離を抑制してシートＳのカールおよび波打ちを効果的に軽減することができる。
【００９１】
また、定着装置を通過したシートに付加する水分の付加量を環境湿度およびシートの坪量によって変更することで、シート坪量に応じ最適な水分量を維持でき、放置環境や積載条件によらず適切なカールおよび波打ち軽減を実現できる。
【００９２】
さらに、シートの密閉冷却と水分付加を同時に行うことで、シートが高温・高湿のヤング率が低く、こわさが低下している状態でシートを矯正することができるため、効果的にカール及び波打ちの軽減が可能となる。密閉空間においてシートに水分付加および冷却を行うため、シートが密閉空間から解放された時には、シートは冷却されて水分を蒸発しない状態となり、結露などの問題が生じず、搬送性や積載性が安定する。
【００９３】
［実施例２］
本実施例２は、水分付加手段３９ａ，３９ｂによるベルト３１ａ，３１ｂの水分付加領域を通紙されるシートＳの幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構７０ａ，７０ｂを有することを特徴とする。
【００９４】
図９乃至図１１により本実施例２の装置構成を説明する。図９は実施例１の図２と同様に定着装置２０と冷却加湿装置２１の部分の概略図である。図２との相違は、図２の冷却加湿装置２１における押付ローラ３８ａ，３８ｂ、及び多孔質スポンジローラ３９ａ，３９ｂに代えて、ノズル３９ａ，３９ｂとベルト３１ａ，３１ｂの間に開閉可能なシャッタ機構７０ａ，７０ｂを配設していることである。これ以外の画像形成装置Ａの構成、定着装置２０の構成、冷却加湿装置２１の構成は実施例１と共通であるため再度の説明は省略する。
【００９５】
上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａ側のシャッタ機構７０ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂは対称な構造である。そして、同じように制御されて同じように動作するので、図１０において、ユニット２１Ａ側のシャッタ機構７０ａを代表して説明する。
【００９６】
シャッタ機構７０ａは、ノズル３９ｂとベルト３１ａとの間においてベルト幅方向の両側で互いに中央基準で開閉動作可能な一方側と他方側の２枚のシャッタ板７１，７２を有する。この両シャッタ板７１，７２はそれぞれギアラック７３，７４を有し、それぞれ共通のピニオンギア７５に対して当該ギア７５を挟むように噛合している。ギア７５は制御回路部Ｃで制御される正逆転モータ７６により正転駆動または逆転駆動される。
【００９７】
モータ７６が正転駆動されることでシャッタ板７１，７２が互いに中央基準で閉じ方向に移動する。モータ７６が逆転駆動されることでシャッタ板７１，７２が互いに中央基準で開き方向に移動する。これにより、シャッタ板７１，７２の開き幅（開閉量）をベルト３１ａの幅に対して中央基準で狭広調節することができる。
【００９８】
制御回路部Ｃは装置に通紙されるシートＳの幅サイズに応じて正逆転モータ７６を制御してシャッタ板７１，７２の開き幅を変更する。図１０の（ａ）はシート幅が比較的狭いシートの幅に合わせてシャッタ板７１，７２の開き幅が調節された状態、（ｂ）はシート幅が比較的広いシートの幅に合わせてシャッタ板７１，７２の開き幅が調節された状態を示している。このようなシャッタ板７１，７２の開閉調節によって、ベルト３１ａの非通紙部領域（ベルト幅方向においてシート通紙部の外側のベルト部分）部分にはノズル３９ａからの噴霧水分がシャッタ板７１，７２で遮蔽されることで付加されない。
【００９９】
上記のようなシャッタ板７１，７２の開閉調節はユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂについても同様である。
【０１００】
図１１は本実施例２におけるシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。実施例１の図４のフローチャートにおいてステップ３と４との間に、ステップ１５と１６を加入したものである。
【０１０１】
即ち、ステップ１でユーザが設定したシートＳのサイズに応じてシャッタ７１，７２の開閉量を決定する。制御回路部Ｃは、プリントのジョブが開始されたら、前回行われたジョブからシートＳのサイズ変更があった場合、決定したシャッタ７１，７２の開閉位置にギアラック７５を駆動させてシャッタ７１，７２を開閉する。付加する水分量の算出法およびベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加するプロセス、冷却プロセスは、実施例１と共通であるため省略する。
【０１０２】
本実施例では、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を通紙されるシートＳの幅に合わせてあらかじめ限定することで、回転ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１０３】
［実施例３］
本実施例３は、水分付加手段３９ａ，３９ｂによるベルト３１ａ，３１ｂの水分付加領域を通紙されるシートＳの幅サイズに応じて限定するように水分付加手段をベルトの幅方向に移動する水分付加手段移動機構８０ａ，８０ｂを有することを特徴とする。
【０１０４】
図１１と図１２により本実施例３の装置構成を説明する。本実施例は実施例２におけるシャッタ機構７０ａ，７０ｂの代わりに、ノズル３９ａ，３９ｂを３１ａ，３１ｂの幅方向に通紙するシートＳの幅サイズに応じた幅範囲で往復移動駆動することが可能なノズル移動機構８０ａ，８０ｂを配設している。これ以外の画像形成装置Ａの構成、定着装置２０の構成、冷却加湿装置２１の構成は実施例１，２と共通であるため再度の説明は省略する。
【０１０５】
上側の第１の冷却加湿ユニット２１Ａ側のノズル移動機構８０ａと下側の第２の冷却加湿ユニット２１Ｂ側のノズル移動機構８０ｂは対称な構造である。そして、同じように制御されて同じように動作するので、図１２において、ユニット２１Ａ側のノズル移動機構８０ａを代表して説明する。
【０１０６】
ノズル移動機構８０ａは、軸線方向をベルト３１ａの幅方向にしてベルト面に並行に配列され、軸受け部材（不図示）により回転可能に支持されているリードスクリュ８１ａを有する。リードスクリュ８１ａにはスクリュの螺旋溝８２ａに係合していてスクリュ８１ａの正逆転駆動によりスクリュ８１ａの長手に沿って一端側または他端側に移動するブロック８３ａが配設されている。このブロック８３ａにノズル３９ａが支持されている。スクリュ８１ａの端部にはギア８４ａが固着されている。このギア８４ａに対して制御回路部Ｃで制御される正逆転モータ８５ａ側のドライブギア８６ａが噛合している。
【０１０７】
モータ８５ａが正転駆動されることでスクリュ８１ａが正転してブロック８３ａがスクリュ８１ａに沿って一端側に移動する。即ち、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向の一方側に移動する。モータ８５ａが逆転駆動されることでスクリュ８１ａが逆転してブロック８３ａがスクリュ８１ａに沿って他端側に移動する。即ち、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向の他方側に移動する。本実施例において、ノズル３９ａのベルト３１ａの面に対する水分の噴霧範囲は実施例２の場合よりもかなり狭くしてある。
【０１０８】
制御回路部Ｃはベルト３１ａの幅方向における往復移動範囲が通紙するシートＳの幅サイズに対応した範囲（ベルト３１ａの通紙部領域の幅範囲）となるようにモータ８５ａの正転駆動を制御する。図１２の（ａ）はシート幅が比較的狭いシートの幅に合わせてノズル３９ａがベルト幅方向に往復移動制御されている状態、（ｂ）はシート幅が比較的広いシートの幅に合わせてノズル３９ａがベルト幅方向に往復移動制御されている状態を示している。
【０１０９】
このように、ノズル３９ａがベルト３１ａの幅方向において通紙されるシートＳの幅サイズに応じて水分を噴霧しながら往復することでベルト３１ａの所望の範囲にのみ水分を噴霧することができる。ノズル３９ａが往復する範囲を通紙するシートＳの幅サイズに応じて変更することによって、ベルト３１ａの非通紙部領域には水分が付加されない。
【０１１０】
上記のようなノズル移動機構８０ａのノズル移動調節はユニット２１Ｂ側のシャッタ機構７０ｂについても同様である。
【０１１１】
図１３は本実施例３におけるシートＳの冷却加湿プロセスに関するフローチャートである。実施例１の図４のフローチャートにおいてステップ３と４との間に、ステップ１７と１８を加入したものである。
【０１１２】
即ち、ステップ１でユーザが設定したシートＳのサイズに応じて噴霧ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲を決定する。プリントのジョブが開始されたら、前回行われたジョブからシートＳのサイズ変更があった場合、ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲を決定した範囲に変更する。付加する水分量の算出法およびベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加するプロセス、冷却プロセスは、実施例１と共通であるため省略する。
【０１１３】
本実施例では、ベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を通紙されるシートＳの幅に合わせてあらかじめ限定することで、回転ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１１４】
本実施例では、ノズル３９ａ，３９ｂの往復移動範囲によりベルト３１ａ，３１ｂに水分を付加する範囲を限定することで、ベルト３１ａ，３１ｂに不要な水分が付加されることを抑制することができる。
【０１１５】
トナーをシートに加熱加圧定着する電子写真方式の画像形成装置において、シートを加熱加圧することにより発生する波打ちを効果的に抑制し、印刷機と同等な成果物品位を得ることができる。
【０１１６】
［その他の装置構成］
１）画像加熱部としての画像加熱定着装置は実施例の熱ローラ方式に限られない。熱チャンバー方式、赤外線照射方式、電磁加熱方式など従来公知の各種構成の加熱方式の定着装置を使用することができる。
【０１１７】
２）また画像加熱部は画像加熱定着装置に限られない。記録材に定着された画像を加熱することにより画像の光沢を増大させる光沢増大装置（画像改質装置）であってもよい。
【０１１８】
３）記録材冷却加湿部の回転体はベルト体に限られない。ドラム体やローラ体とすることもできる。ベルト体と、ドラム体またはローラ体との組み合わせでニップ部を形成する構成とすることもできる。
【０１１９】
４）画像形成装置の画像形成部は電子写真方式に限られない。静電記録方式や磁気記録方式の画像形成部であってもよい。また、転写方式に限られず、記録材に対して直接方式で未定着画像を形成する構成のものであってもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
２０・・画像加熱部（定着装置）、Ｓ・・記録材、Ｎ２・・ニップ部、３１ａ，３１ｂ・・回転部材、３１ａ−１，３１ｂ−１・・密閉層、３７ａ，３７ｂ・・冷却手段、３９ａ，３９ｂ・・水分付加手段、２１・・記録材冷却加湿装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像加熱部で加熱された記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備えることを特徴とする記録材冷却加湿装置。
【請求項２】
環境センサと、前記画像加熱部よりも記録材搬送方向上流側に配設され、前記画像加熱部に導入される前の記録材の水分を計測する水分量計と、を備え、通紙される記録材の坪量と前記環境センサの湿度から、通紙される記録材ごとに前記水分付加手段による水分付加量を決定する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項３】
前記密閉層の記録材との対向面側に水分保持層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項４】
前記密閉層はポリイミド樹脂層であり、前記水分保持層はスポンジ層であることを特徴とする請求項３に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項５】
前記回転部材は複数の支持部材に懸回されて支持された可撓性を有する無端状のベルト部材であり、前記ベルト部材に対して表面から押し付けられて前記ベルト部材に張力を付加するためのテンション付加部材を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項６】
前記冷却手段は前記回転部材から奪熱した熱を移動させる熱移動手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項７】
前記熱移動手段はヒートシンクあるいはヒートパイプであることを特徴とする請求項６に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項８】
前記水分付加手段は、噴霧ノズルまたはウォータージェット機構を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項９】
前記水分保持層を圧迫して水分を押し出す押付部材と、前記押付部材よりも回転部材回転方向上流側に配置されていて前記押付部材により前記水分保持層から押し出された水分を回収する水分回収部材を有することを特徴とする請求項３乃至８の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１０】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１１】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように前記水分付加手段を前記回転部材の幅方向に移動する水分付加手段移動機構を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１２】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が請求項１乃至１１の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、
前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部であって、前記記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備える冷却加湿部と、
を有することを特徴とする画像加熱システム。
【請求項１４】
環境センサと、前記画像加熱部よりも記録材搬送方向上流側に画像加熱部に導入される前の記録材の水分を計測する水分量計と、を備え、通紙される記録材の坪量と前記環境センサの湿度から、通紙される記録材ごとに前記水分付加手段による水分付加量を決定する制御手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の画像加熱システム。
【請求項１５】
前記密閉層の記録材との対向面側に水分保持層が形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像加熱システム。
【請求項１６】
前記密閉層はポリイミド樹脂層であり、前記水分保持層はスポンジ層であることを特徴とする請求項１５に記載の画像加熱システム。
【請求項１７】
前記回転部材は複数の支持部材に懸回されて支持された可撓性を有する無端状のベルト部材であり、前記ベルト部材に対して表面から押し付けられて前記ベルト部材に張力を付加するためのテンション付加部材を有することを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１８】
前記冷却手段は前記回転部材から奪熱した熱を移動させる熱移動手段を有することを特徴とする請求項１３乃至１７の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１９】
前記熱移動手段はヒートシンクあるいはヒートパイプであることを特徴とする請求項１８に記載の画像加熱システム。
【請求項２０】
前記水分付加手段は、噴霧ノズルまたはウォータージェット機構を有することを特徴とする請求項１３乃至１９の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２１】
前記水分保持層を圧迫して水分を押し出す押付部材と、前記押付部材よりも回転部材回転方向上流側に配置されていて前記押付部材により前記水分保持層から押し出された水分を回収する水分回収部材を有することを特徴とする請求項１５乃至２０の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２２】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１３乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２３】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように前記水分付加手段を前記回転部材の幅方向に移動する水分付加手段移動機構を有することを特徴とする請求項１３乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１】
画像加熱部で加熱された記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備えることを特徴とする記録材冷却加湿装置。
【請求項２】
環境センサと、前記画像加熱部よりも記録材搬送方向上流側に配設され、前記画像加熱部に導入される前の記録材の水分を計測する水分量計と、を備え、通紙される記録材の坪量と前記環境センサの湿度から、通紙される記録材ごとに前記水分付加手段による水分付加量を決定する制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項３】
前記密閉層の記録材との対向面側に水分保持層が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項４】
前記密閉層はポリイミド樹脂層であり、前記水分保持層はスポンジ層であることを特徴とする請求項３に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項５】
前記回転部材は複数の支持部材に懸回されて支持された可撓性を有する無端状のベルト部材であり、前記ベルト部材に対して表面から押し付けられて前記ベルト部材に張力を付加するためのテンション付加部材を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項６】
前記冷却手段は前記回転部材から奪熱した熱を移動させる熱移動手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項７】
前記熱移動手段はヒートシンクあるいはヒートパイプであることを特徴とする請求項６に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項８】
前記水分付加手段は、噴霧ノズルまたはウォータージェット機構を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項９】
前記水分保持層を圧迫して水分を押し出す押付部材と、前記押付部材よりも回転部材回転方向上流側に配置されていて前記押付部材により前記水分保持層から押し出された水分を回収する水分回収部材を有することを特徴とする請求項３乃至８の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１０】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置。
【請求項１１】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように前記水分付加手段を前記回転部材の幅方向に移動する水分付加手段移動機構を有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１２】
記録材に未定着画像を形成する画像形成部と、前記未定着画像を担持した記録材を加熱して画像定着する画像加熱部と、前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部と、を有する画像形成装置であって、前記冷却加湿部が請求項１乃至１１の何れか一項に記載の記録材冷却加湿装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
画像を担持した記録材を加熱する画像加熱部と、
前記画像加熱部から搬送された加熱された状態の記録材を冷却すると共に加湿する冷却加湿部であって、前記記録材をニップ部において密封冷却する密閉層を有する回転可能な回転部材と、前記回転部材を冷却する冷却手段と、前記回転部材に水分を付加する水分付加手段と、を備える冷却加湿部と、
を有することを特徴とする画像加熱システム。
【請求項１４】
環境センサと、前記画像加熱部よりも記録材搬送方向上流側に画像加熱部に導入される前の記録材の水分を計測する水分量計と、を備え、通紙される記録材の坪量と前記環境センサの湿度から、通紙される記録材ごとに前記水分付加手段による水分付加量を決定する制御手段を有することを特徴とする請求項１３に記載の画像加熱システム。
【請求項１５】
前記密閉層の記録材との対向面側に水分保持層が形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像加熱システム。
【請求項１６】
前記密閉層はポリイミド樹脂層であり、前記水分保持層はスポンジ層であることを特徴とする請求項１５に記載の画像加熱システム。
【請求項１７】
前記回転部材は複数の支持部材に懸回されて支持された可撓性を有する無端状のベルト部材であり、前記ベルト部材に対して表面から押し付けられて前記ベルト部材に張力を付加するためのテンション付加部材を有することを特徴とする請求項１３乃至１６の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１８】
前記冷却手段は前記回転部材から奪熱した熱を移動させる熱移動手段を有することを特徴とする請求項１３乃至１７の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項１９】
前記熱移動手段はヒートシンクあるいはヒートパイプであることを特徴とする請求項１８に記載の画像加熱システム。
【請求項２０】
前記水分付加手段は、噴霧ノズルまたはウォータージェット機構を有することを特徴とする請求項１３乃至１９の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２１】
前記水分保持層を圧迫して水分を押し出す押付部材と、前記押付部材よりも回転部材回転方向上流側に配置されていて前記押付部材により前記水分保持層から押し出された水分を回収する水分回収部材を有することを特徴とする請求項１５乃至２０の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２２】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように移動制御される開閉シャッタ機構を有することを特徴とする請求項１３乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【請求項２３】
前記水分付加手段による前記回転部材の水分付加領域を通紙される記録材の幅サイズに応じて限定するように前記水分付加手段を前記回転部材の幅方向に移動する水分付加手段移動機構を有することを特徴とする請求項１３乃至２１の何れか一項に記載の画像加熱システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２４９１２（Ｐ２０１３−２４９１２Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５６５８４（Ｐ２０１１−１５６５８４）
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１５日（２０１１．７．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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