(57)【要約】【課題】本発明の目的は、定着後の記録材の幅方向中央部に対して両端部の搬送方向の伸び量が大きいことに起因する波打ちを、より効果的に抑制することである。【解決手段】熱を加えることによりトナー画像が定着されたシートに水分を付加する水分付加装置において、搬送されるシートに水分を付加する水分付加手段を備え、前記水分付加手段は、シートの搬送方向と直交する幅方向の中央部に、両端部より多く水分を付加する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を加えることによりトナー画像が定着されたシートに水分を付加する水分付加装置において、
搬送されるシートに水分を付加する水分付加手段を備え、
前記水分付加手段は、シートの搬送方向と直交する幅方向の中央部に、両端部より多く水分を付加することを特徴とする水分付加装置。
【請求項２】
前記水分付加手段とシートの搬送経路との間に、前記水分付加手段からシートに付加する水分が通過する開口部を備えたシャッター部材を設け、前記開口部は、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載の水分付加装置。
【請求項３】
前記シャッター部材は、シートの幅方向に移動可能であり、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加するよう、前記開口部の面積をシートの幅方向のサイズに応じて調整することを特徴とする請求項２に記載の水分付加装置。
【請求項４】
前記水分付加手段はシートに水分を噴霧する噴霧ノズルを有し、前記ノズルは、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加するよう、シートの幅方向の中央部への噴霧量を両端部よりも多くすることを特徴とする請求項１に記載の水分付加装置。
【請求項５】
前記水分付加手段は、シートの幅方向全域にわたってシートに水分を吐出する多数の吐出口を備えたウォータージェットノズルを有し、前記ノズルは、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加するよう、シートの幅方向の中央部への吐出量を両端部よりも多くすることを特徴とする請求項１に記載の水分付加装置。
【請求項６】
前記水分付加手段は、シートの幅方向の中央部にのみ水分を付加することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水分付加装置。
【請求項７】
前記水分付加手段は、シートに液体を塗布するための塗布ローラと、前記塗布ローラに当接して形成される液体保持空間に液体を保持する液体保持部材とを備え、前記塗布ローラを回転させることにより、前記液体保持部材より塗布ローラの表面に供給された液体をシートに塗布し、
前記塗布ローラの長手方向の中央部に対するシートへの液体の塗布量は、両端部に対するシートへの液体の塗布量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の水分付加装置。
【請求項８】
前記塗布ローラの表面粗さは、前記塗布ローラの長手方向の中央部で大きく、両端部で小さいことを特徴とする請求項７に記載の水分付加装置。
【請求項９】
前記塗布ローラに当接してシートを挟持搬送するバックアップローラを設け、前記バックアップローラの表面粗さは、前記塗布ローラの表面粗さよりも大きく、かつ、前記バックアップローラの長手方向の中央部で大きく、両端部で小さいことを特徴とする請求項８に記載の水分付加装置。
【請求項１０】
前記塗布ローラの前記液体保持部材への当接圧力は、塗布ローラの長手方向の中央部で小さく、両端部で大きいことを特徴とする請求項７に記載の水分付加装置。
【請求項１１】
前記塗布ローラの形状は、塗布ローラの長手方向の中央部で外径が小さく、両端部で外径が大きい、逆クラウン形状であることを特徴とする請求項１０に記載の水分付加装置。
【請求項１２】
前記塗布ローラは、金属製の芯金上に弾性層を被覆した構成であり、前記芯金の形状は、前記芯金の長手方向の中央部で外径が小さく、両端部で外径が大きい、逆クラウン形状であることを特徴とする請求項１０に記載の水分付加装置。
【請求項１３】
前記液体保持部材は、前記塗布ローラに当接してシート幅方向に長尺な液体保持空間を形成する当接部材を有し、前記当接部材の形状は、前記当接部材の長手方向の中央部で高さが低く、両端部で高さが高い、逆クラウン形状であることを特徴とする請求項１０に記載の水分付加装置。
【請求項１４】
前記塗布ローラの回転速度を調整する調整手段を有し、シートに対する塗布量を多くする場合には回転速度を速くすることを特徴とする請求項７〜請求項１３のいずれか１項に記載の水分付加装置。
【請求項１５】
前記水分付加手段は、前記水分として、空気中の水分を取り込む潮解性物質を含む水溶液をシートに付加することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の水分付加装置。
【請求項１６】
前記水分付加手段は、前記水分として、親水基と疎水基を持つ界面活性剤を含む水溶液をシートに付加することを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の水分付加装置。
【請求項１７】
前記水分付加手段がシートの搬送経路を挟んでシートの表面側と裏面側にそれぞれ配置されており、シートの両面もしくは片面に水分を付加することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の水分付加装置。
【請求項１８】
シートにトナー画像を形成する画像形成部と、トナー画像が形成されたシートに熱を加えてシートにトナー画像を定着する定着手段と、定着手段を通過したシートに水分を付加する請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の水分付加装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートの波打ちまたはカールを抑制するために、シートに水分または水溶液を付加する水分付加装置及び前記水分付加装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた画像形成装置は、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して可視画像化し、この可視画像（トナー像）をシートに静電気力を用いて転写させる。次いでシート上のトナー画像を熱及び圧力によってシートに定着させることで、シート上に画像が記録形成される。
【０００３】
このような画像形成装置の定着装置として、内部にヒータ等の熱源を有して所定温度に維持された定着ローラに弾性を有する加圧ローラを圧接して定着ニップ部を形成し、この定着ニップ部にてトナー画像をシートに定着する熱ローラ定着方式が採用されている。
【０００４】
この定着工程において、熱と圧力をトナー画像の転写されたシートに付加するので、加圧された状態のシートの内部から水分が蒸発する。この時に起こるシートの熱による水分量の変化と、シートにかかる圧力によるストレスとによって、シートが湾曲するカールと呼ばれる現象や、シートがうねるような形状となる波打ちと呼ばれる現象が発生する。
【０００５】
ここでシートとして最も一般的に用いられるシート状の紙を繊維レベルで見てみる。紙は短い繊維どうしが絡み合って構成されており、かつ繊維内部または繊維どうしの間には水分が含まれている。さらに繊維と水は水素結合を生じた状態で平衡状態に有るため、平滑性を保っている。
【０００６】
しかし、定着工程において紙に熱と圧力がほぼ同時に加わると、圧力により繊維どうしにずれが生じ、その状態で熱が加わり水分が蒸発すると、繊維どうしでさらなる水素結合が生じ変形する。この紙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元の状態に戻ろうとする。しかし、紙の一部の繊維間には水分が入っていかず、それにより紙の変形が維持される。変形のパターンは前述したカールと波打ちがあり、カールは紙の表裏の伸縮差により発生し、波打ちは紙の中央部と端部での伸縮差により発生する。
【０００７】
このようなカールや波打ち等の紙の変形を低減する方法として、紙に水分を付与する構成が考えられる。
【０００８】
具体的には、特許文献１には、定着後の用紙搬送路にウォータージェットを配置し、用紙に水分を付加した後、圧力ローラ対に挿入する構成が開示されている。特許文献１は、用紙の選択された部分（非画像領域よりも高い階調度を有する領域）にウォータージェットから水分を付加するように調整する制御装置を備えている。
【０００９】
また、特許文献２には、定着後の用紙をニップして搬送するローラ対を多孔質層の加湿ローラで構成し、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構成が開示されている。特許文献２は、加湿ローラのニップ幅を、加湿ローラの軸方向中央部において、両端部に較べて広く設定することにより、定着後の用紙全面に均一な水分供給を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１６７３１７号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４６０９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及び特許文献２で得られる効果は、いずれも定着装置により加熱・加圧され、カールや波打ちが発生した用紙に対して、水分を付与することにより、紙の繊維間の水素結合を切り離し、カールや波打ちを低減するものである。これらの効果は、あくまでもカールや波打ちの発生を根本的に防止すものではない。カールに関しては、公知のカール除去装置により、一方向にカールした用紙を逆方向にカール付けするようにカール補正をして除去することができるが、波打ちに関しては、完全に除去することは困難である。
【００１２】
この波打ちの発生メカニズムは、以下のように考えられる。
【００１３】
定着ニップ部を通過する用紙は、定着ニップ部において加熱されることにより、水分を失って収縮する作用が生じる。同時に、定着ニップ部により加圧されながら搬送されることにより圧延され、搬送方向に伸ばされる作用が生じる。これらの熱と圧力の作用により、用紙には搬送方向の長さの変化が生じる。
【００１４】
このとき、実際には、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）に模式的に示すように、紙の搬送方向に対して直交する幅方向の中央部に対して、両端部の搬送方向の伸び量が大きくなってしまう（図２０（ｂ））。よって、紙の両端部は中央部に対して搬送方向の長さが余るため、両端部にいわゆるワカメ状の波打ちが発生する（図２０（ｃ））。紙の両端部に発生する波打ちは、積載された状態で視認できるため、出力紙の品位を大きく低下させてしまう。
【００１５】
この波打ちを低減する方法として、特許文献１は、用紙の非画像領域よりも高い解像度を有する領域に水分を付与する構成であるため、紙の幅方向中央部に対して両端部の搬送方向の伸び量が大きいことに起因する波打ちを抑制することは困難である。
【００１６】
また、特許文献２は、用紙の全面に水分を均一に付与する構成であるため、紙の幅方向中央部に対して両端部の搬送方向の伸び量が大きいことに起因する波打ちを抑制することは困難である。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、定着後のシートの幅方向中央部に対して両端部の搬送方向の伸び量が大きいことに起因する波打ちを、より効果的に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、熱を加えることによりトナー画像が定着されたシートに水分を付加する水分付加装置において、搬送されるシートに水分を付加する水分付加手段を備え、前記水分付加手段は、シートの搬送方向と直交する幅方向の中央部に、両端部より多く水分を付加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シートの幅方向の中央部は両端部に比べて水分量が増えるため膨張し、両端部に比べて中央部が伸びた状態となる。シートの幅方向の中央部に対して相対的に短くなった両端部は、相対的に長い中央部から張力を受け、シートの幅方向中央部に対して両端部の搬送方向の伸び量が大きいことに起因する波打ちを、より効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】水分付加装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】定着装置及び水分付加装置の概略構成図である。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態に係る水分付加装置の構成と噴霧パターンを示す図である。
【図４】第１実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。
【図５】第１実施形態のプリント動作時の水溶液付加動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２実施形態に係る水分付加装置の構成と噴霧パターンを示す図である。
【図７】第２実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。
【図８】第２実施形態の水溶液付加動作を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）はシートの波打ちが良化するメカニズムを示す模式図である。
【図１０】水分付加装置を備えた画像形成装置全体の概略図である。
【図１１】定着装置及び水分付加装置の概略構成図である。
【図１２】（ａ）は液体塗布装置における液体保持部材の概略構成図、（ｂ）は液体塗布装置を搬送方向上流から見た概略構成図である。
【図１３】（ａ）は液体保持空間内の循環流量に対する圧力を示すグラフ、図１３（ｂ）は液体保持空間内の循環流量に対する塗布ローラの塗布量を示すグラフである。
【図１４】（ａ）は第３実施形態に係る塗布ローラの表面粗さを示す模式図、（ｂ）は塗布ローラの表面粗さに対する塗布量を示すグラフである。
【図１５】第４実施形態に係る液体塗布装置の塗布ローラとバックアップローラの表面粗さの関係を示す模式図である。
【図１６】（ａ）は第５実施形態に係る塗布ローラの外径形状を示す模式図、（ｂ）は塗布ローラの表面粗さに対する塗布量を示すグラフである。
【図１７】第６実施形態に係る塗布ローラの構成を示す模式図である。
【図１８】第７実施形態に係る液体塗布装置の塗布ローラと当接部材を示す模式図である。
【図１９】第８実施形態に係る液体塗布装置の塗布速度に対する塗布量を示すグラフである。
【図２０】（ａ）は従来のシートへの水分付加機構の概略図、（ｂ）（ｃ）はシートの波打ちが悪化するメカニズムを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
〔第１実施形態〕
第１実施形態に係る水分付与装置を備えた画像形成装置について、図１〜図９を用いて説明する。まず画像形成装置について説明し、次に定着装置について説明し、次に水分付加装置について説明する。
【００２３】
まず、図１を用いて、画像形成装置について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例としてフルカラー中間転写方式の画像形成装置を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図１に示す画像形成装置の装置本体１００は、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色に対応する４つの画像形成部として画像形成ユニット２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋが直列に配置されている。そして、これら画像形成ユニットを縦貫するようにして、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１２５が配置されている。すなわち、可視像化までのプロセスを各色で並列処理するタンデム方式が採用された画像形成装置である。
【００２５】
以下、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つの画像形成部を符号２００で代表させて説明するものとし、関連する次の各プロセス手段についても同様とする。また、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色の画像形成部の配列順序はそれに限定されない。なお、フルカラー中間転写方式の画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置の場合でも実施形態として可能である。
【００２６】
各画像形成部２００では、以下の各プロセス手段が備わっている。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応して表面に静電潜像を担持する像担持体としての電子写真感光体（以下、感光体ドラム）１２０と、一次帯電ローラ１２１と、露光装置１２２と、そして現像装置１２３を有している。一次帯電ローラ１２１は対応する感光体ドラム１２０の表面を設定された電位の帯電バイアス電圧を印加して一様に帯電する。露光装置１２２は前記帯電された感光体ドラム１２０の表面に露光して静電潜像を形成する。静電潜像は、現像装置１２３によって現像され、トナー画像として可視画像化される。
【００２７】
感光体ドラム１２０の表面に形成して担持された各トナー画像は、感光体ドラム１２０と一次転写ローラ１２４との一次転写部Ｔ１において、一次転写ローラ１２４によって中間転写ベルト１２５上に順次重ねて一次転写される。
【００２８】
一次転写後の感光体ドラム１２０上の一次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置されたドラムクリーニング装置１２７により回収される。そして、一次転写残トナーが除去された感光体ドラム１２０は、再び一次帯電ローラ１２１により一様に帯電されて繰り返し作像に供される。
【００２９】
中間転写ベルト１２５は、駆動ローラ１２８、支持ローラ１２９、バックアップローラ１３０に張架される。そして、４つの画像形成部２００の各感光体ドラム１２０に接触しながら、駆動ローラ１２８の駆動回転により回転移動される。
【００３０】
そして、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ全色が一次転写された中間転写ベルト１２５上のトナー画像は、バックアップローラ１３０と二次転写ローラ１２６との二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ１２６によってシートの上に一括して二次転写される。なお、シートは、給送カセット等から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対により二次転写部Ｔ２にて中間転写ベルト１２５上のトナー画像に合わせた所定のタイミングで供給される。
【００３１】
本実施形態では、シート上に画像を形成する画像形成部を上述のように構成している。そして、このような画像形成部により画像（トナー画像）が形成されたシートは、定着装置１５１へと搬送される。定着装置（定着手段）１５１では、定着ニップ部にてシートを挟持して未定着のトナー画像に熱と圧力を加えることで、シートにトナー画像を定着させる。定着装置１５１を通過したシートは、後述する水分付加装置１を通って装置本体１００の排出トレイ１５０または両面搬送部１４０に向けて搬送される。
【００３２】
二次転写後の中間転写ベルト１２５上の二次転写残トナーは、ブレード又はブラシ等が配置されたベルトクリーニング装置１３１により回収される。そして、二次転写残トナーが除去された中間転写ベルト１２５は、繰り返し画像形成の一次転写に供される。
【００３３】
また、例えば黒単色のモノカラーモード（モノカラー画像形成）や２〜３色モードの場合は、必要な色の画像形成ユニットにおいて感光体ドラムに対する画像形成が実行される。この時、不必要な画像形成ユニットにおける感光体ドラムは空回転される。そして、そのトナー画像が一次転写部Ｔ１にて中間転写ベルト１２５上に一次転写され、さらに二次転写部Ｔ２にてシート上に二次転写され、定着装置１５１へ導入される動作が実行される。
【００３４】
次に、図２を用いて、定着装置１５１について説明する。定着装置１５１は、図２に示すように、加熱回転体である定着ローラ２０１、加圧回転体である加圧ローラ２０２を備えている。定着ローラ２０１は、不図示の駆動源によって所定の速度で回転駆動される。定着ローラ２０１及び加圧ローラ２０２は、金属製の芯金、耐熱性の弾性層、耐熱性の離型層を内側から順に重ねてなる。
【００３５】
定着ローラ２０１及び加圧ローラ２０２の外径形状は、シートのシワを防止するために、ローラの長手方向（シートの搬送方向と直交する幅方向）の中央部の外径に対して、漸近的に両端部の外径が大きい、いわゆる逆クラウン形状となっている。この逆クラウン形状を形成するためには、各ローラの弾性層の厚みを中央部で薄く、端部で厚くなるように形成すると良い。
【００３６】
また、定着ローラ２０１の芯金内部には、加熱源として通電により発熱するハロゲンヒータ２０３が、定着ローラ２０１の長手方向ほぼ全体にわたって配置されている。そして、定着ローラ２０１の表面温度が所定の目標温度となるように内部から加熱している。なお、定着ローラ２０１の表面温度は、温度検知手段であるサーミスタ２０４によって検出され、サーミスタ２０４の検出温度に基づいて、制御手段であるＣＰＵ２０５によりハロゲンヒータ２０３をＯＮ／ＯＦＦ制御することで、所定の目標温度に温度制御される。
【００３７】
さらに、加圧ローラ２０２は、不図示の加圧手段により、定着ローラ２０１に所定の圧力で加圧され、定着ローラ２０１と定着ニップ部Ｎ１を形成し、定着ローラ２０１の回転に従動して回転される。
【００３８】
上述のように構成される定着装置１５１の各ローラは、スタンバイ時とプリント時とで圧着又は離間動作を行う。この圧着・離間動作に関して説明する。スタンバイ時は、定着ローラ２０１の弾性層、及び、加圧ローラ２０２の弾性層の変形又は歪防止のため、加圧ローラ２０２は、不図示の離間手段により定着ローラ２０１から離間される。一方、プリント中、即ちシート上の画像の定着（加熱）動作中は、加圧ローラ２０２は、不図示の加圧手段により定着ローラ２０１に圧着される。
【００３９】
なお、スタンバイ中に各ローラが離間せずに圧着したままの場合、定着ニップ部Ｎ１での弾性層の変形又は歪がプリント中にも残存して、画像上に光沢スジ（光沢ムラ）等が発生して画像品質が低下してしまう。そのため、本実施形態のように、スタンバイ中に各ローラを離間するのが好適である。
【００４０】
次に、定着ローラ２０１の表面温度を検知するサーミスタ２０４について説明する。本実施形態の画像形成装置は、中央基準通紙である。
【００４１】
定着ローラ２０１の表面温度を検知するサーミスタ２０４は、定着ローラ２０１の少なくとも最小サイズのシートのシート通過領域（通紙部）に配置される。なお、サーミスタ２０４は、定着ローラ２０１の長手方向略中央部に配置されているが、最小サイズのシート幅の範囲内であれば、この長手方向略中央部から外れた位置に配置しても良い。
【００４２】
サーミスタ１０４は、通紙部の定着ローラ２０１の表面温度を所定の目標温度に維持するように、ハロゲンヒータ２０３を制御する温度制御用サーミスタである。また、サーミスタ２０４は、温度検知対象物に対して、接触タイプまたは非接触タイプのどちらの温度検知手段でも良い。
【００４３】
次に、図２〜図３を用いて、第１実施形態に係る水分付加装置について説明する。
【００４４】
図２は定着装置及び水分付加装置の概略断面図である。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１実施形態に係る水分付加装置の噴霧パターンを示す図である。
【００４５】
図２に示すように、水分付加装置１は、シートＰの搬送方向（図２中矢印方向）において、定着装置１５１よりも下流側に設けられており、定着装置１５１を通過したシートＰに水分を付加する。水分付加装置１は、搬送されるシートＰに水分を付加する水分付加手段を有している。ここでは、水分付加手段として、シートに水分（水溶液）を噴霧する噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂを有している。各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂは、シートの搬送経路を挟んでシートの表面側と裏面側にそれぞれ配置されており、シートの両面もしくは片面に水分を付加できるように設けられている。
【００４６】
なお、シートに対して付加する水分は水に限定されるものではない。例えば、噴霧する水溶液（水分）として、空気中の水分を取り込む潮解性物質を含む水溶液とすることで、シートへの浸透性がさらに向上する。潮解性物質を含むことで紙の繊維の間に水溶液が入り込み易くなり、繊維どうしの水素結合を切り離させる効果も高まり、紙のカール及び波打ちを軽減することができる。あるいは、親水基と疎水基を持つ界面活性剤を含む水溶液とすることで、シートへの浸透性が向上するとともにシートの積載時の上下での張り付きを軽減することができる。
【００４７】
また、水分付加装置１は、各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂに圧縮空気を供給するためのコンプレッサ１１１を備えている。ここでは、１つのコンプレッサ１１１で２つの噴霧ノズルに圧縮空気を供給する構成を例示しているが、それぞれにコンプレッサを設けた構成としても良い。
【００４８】
水分付加装置１は、各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂに水分としての水溶液１０９ａ，１０９ｂを供給するためのタンク１１０ａ，１１０ｂを備えている。さらに、タンク１１０ａ，１１０ｂからの水溶液１０９ａ，１０９ｂを噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂに供給するためのチューブ１０８ａ，１０８ｂ、水溶液１０９ａ，１０９ｂの供給の開閉を行うバルブ１１２ｄ，１１２ｅ、を備えている。さらに、水分付加装置１は、コンプレッサ１１１からの圧縮空気を各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂに供給するためのチューブ１０８ｃ、圧縮空気の供給の開閉を行うバルブ１１２ａ〜１１２ｃ、を備えている。
【００４９】
このように水分付加装置１を設け、水分付加装置１の噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂからシートＰに水溶液１０９ａ，１０９ｂを噴霧して、シートＰの両面もしくは片面に水分を付加する。
【００５０】
更に、水分付加装置１は、各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂからシートに付加する水分が通過する開口部を備えたシャッター部材１０７ａ，１０７ｂを有している。このシャッター部材１０７ａ，１０７ｂは、各噴霧ノズル１０５ａ，１０５ｂとシートＰの搬送経路の間に設けられている。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、シャッター部材１０７ａ，１０７ｂは、それぞれ１対のステンレス鋼板製の部材により構成され、図示せぬ移動手段によりシートの搬送方向と直交する幅方向に移動可能に支持されている。シャッター部材１０７ａ，１０７ｂの各部材には、噴霧された水溶液が通過する開口部１０６ａ，１０６ｂが設けられている。この開口部１０６ａ，１０６ｂは、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなっている。
【００５１】
シートＰに向けて噴霧された水溶液１０９ａ，１０９ｂは、シャッター部材１０７ａ，１０７ｂの開口部１０６ａ，１０６ｂにより噴霧量を規制され、シートＰに水分が付加される。シャッター部材１０７ａ，１０７ｂの開口部１０６ａ，１０６ｂは、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなっているため、シートＰに付与される水溶液の量は、シートの幅方向の両端部に対して、中央部への噴霧量が多くなる。
【００５２】
また、シャッター部材１０７ａ，１０７ｂは、搬送されるシートＰの幅に応じて、図示せぬ移動手段により移動され、位置決めされる。図３（ａ）は、シート幅（ａ）のシートＰを通紙した場合のシャッター部材１０７ａの位置を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すシートＰよりも幅の狭いシート幅（ｂ）のシートＰを通紙した場合のシャッター部材１０７ａの位置を示す。シャッター部材１０７ａは、シートの幅方向のサイズに応じて幅方向に移動され、開口部１０６ａの端部がシートの幅方向の端部に略一致する位置に配置される。このようにして、シャッター部材１０７ａは、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加するよう、開口部１０６ａの面積をシートの幅方向のサイズに応じた面積に調整される。
【００５３】
図３（ｃ）に、図３（ａ）及び図３（ｂ）においてシートＰに付与される水溶液の、シート幅方向の噴霧量の分布を示す。シートの幅に関わらず、シート幅方向の中央部に対して、両端部に対する水溶液の噴霧量が減っている。
【００５４】
ここで、図４及び図５を用いて、本実施形態におけるシートに対する水溶液の付加動作について説明する。
【００５５】
図４は、本実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。画像形成装置は、ＣＰＵによって制御される制御手段としての中央制御部７００により制御されている。操作部７０１は、タッチパネル方式の液晶画面に複数のボタンが構成され、ここからプリント動作の設定が入力される。シート加湿部７０３は、シャッター制御部７０４を通して移動手段であるシャッター駆動モータ７０５を駆動制御し、シャッター部材１０７の移動動作を制御する。また、シート加湿部７０３は、バルブ制御部７０６を通してエアバルブであるバルブ１１２ａ〜１１２ｃと溶液バルブであるバルブ１１２ｄ，１１２ｅの開閉を制御する。また、シート加湿部７０３は、コンプレッサ１１１を制御する。中央制御部７００は、操作部７０１からの入力信号に基づいて、シート加湿部７０３を通して水分付加装置１のシャッター部材１０７ａ，１０７ｂ、バルブ１１２ａ〜１１２ｅ、コンプレッサ１１１を制御して、シートに対する水溶液の噴霧条件を制御する。
【００５６】
図５は、プリント動作時の水溶液付加動作の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、Ｓ５０１にて、操作部７０１より、プリントジョブの内容が入力される。このとき、シートのサイズ、枚数が規定される。
【００５７】
Ｓ５０２にて、操作部７０１のスタートボタンが押され、プリントジョブがスタートする。Ｓ５０３にて、操作部７０１から入力されたシートのサイズに合わせて、シャッター制御部７０４によりシャッター駆動モータ７０５が所定パルスだけ駆動され、シャッター部材１０７ａ，１０７ｂの開口部１０６ａ，１０６ｂの開口幅が規定される。
【００５８】
Ｓ５０４にて、シート検知センサ７１０により、１枚目のシートが検知される。Ｓ５０５にて、Ｓ５０４の検知結果に基づき、バルブ制御部７０６がバルブ１１２ｄ，１１２ｅ及びバルブ１１２ａ〜１１２ｃを制御し、１枚目のシートが水分付加装置１のシャッター開口部に到達するのに同期して、水溶液の噴霧が開始される。
【００５９】
Ｓ５０６にて、水分付加装置１を通過したシートが、プリントジョブの最終シートであるかどうかをチェックする。最終シートの場合は、Ｓ５０７へ進み、水溶液の噴霧が終了する。最終シートで無い場合は、水溶液の噴霧が継続される。
【００６０】
Ｓ５０７にて、バルブ制御部７０６が溶液バルブであるバルブ１１２ｄ，１１２ｅ及びエアバルブであるバルブ１１２ａ〜１１２ｃを制御し、最終シートが水分付加装置１のシャッター開口部を通過するのに同期して、水溶液の噴霧が終了する。
【００６１】
Ｓ５０８にて、最終シートが画像形成装置外に排出されると、プリントジョブが終了する。
【００６２】
かくして、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなっているシャッター部材を介して水溶液を付加されたシートは、シート幅方向の中央部が両端部に対して水分量が増えて膨張する。シートの幅方向中央部に対して相対的に短くなった両端部には、相対的に長い中央部から張力を受け、図９（ａ）〜図９（ｃ）に模式的に示すように波打ちの発生が抑制される。
【００６３】
さらに、噴霧された水溶液は潮解性物質を含むため、水分を保持する効果を持つ潮解性物質は蒸発することなく、シート内に残留する。そのため、シートの両端部に対して中央部の水分量が多い状態が保持され、波打ち抑制の効果が永続的に発揮される。
【００６４】
なお、ここでは、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加する構成として、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなるシャッター部材を用いた構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、シートに水分を噴霧する噴霧ノズルが、シートの幅方向の中央部への噴霧量を両端部よりも多くする構成であっても良い。
【００６５】
〔第２実施形態〕
前述した実施形態においては水分付加手段として噴霧ノズル１０５（１０５ａ，１０５ｂ）を用いたが、本実施形態では水分付加手段としてウォータージェットノズル７０８（７０８ａ，７０８ｂ）を用いている。
【００６６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に、第２実施形態に係る噴霧量調整機構を示す。本実施形態の水分付加手段は、ピエゾ方式のウォータージェットノズルであり、シート幅方向全域に渡って多数の水溶液吐出口を備えている。各吐出口からの水溶液の吐出量は、図示せぬ制御手段により自在に制御可能である。
【００６７】
図６（ａ）は、シート幅（ａ）のシートＰを通紙した場合の水溶液の吐出状態を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すシートＰよりも幅の狭いシート幅（ｂ）のシートＰを通紙した場合の水溶液の吐出状態を示す。水溶液は、シート幅の範囲内に、シート幅両端部に対して中央部への水溶液吐出量が多くなるように制御されて吐出される。
【００６８】
図６（ｃ）に、図６（ａ）及び図６（ｂ）においてシートＰに付与される水溶液の、シート幅方向の吐出量の分布を示す。シートの幅に関わらず、シート幅方向の中央部に対して、両端部に対する水溶液の噴霧量が減っている。
【００６９】
ここで、図７及び図８を用いて、本実施形態におけるシートに対する水溶液の付加動作について説明する。
【００７０】
図７は、本実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図である。画像形成装置は、ＣＰＵによって制御される中央制御部７００により制御されている。操作部７０１は、タッチパネル方式の液晶画面に複数のボタンが構成され、ここからプリント動作の設定が入力される。シート加湿部７０３は、ヘッド制御部７０７を通してウォータージェットノズル７０８の動作を制御する。制御手段としての中央制御部７００は、操作部７０１からの入力信号に基づいて、シート加湿部７０３を通して水分付加装置１のウォータージェットノズル７０８を制御して、シートに対する水溶液の噴霧条件を制御する。
【００７１】
図８は、プリント動作時の水溶液付加動作の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、Ｓ８０１にて、操作部７０１より、プリントジョブの内容が入力される。このとき、シートのサイズ、枚数が規定される。
【００７２】
Ｓ８０２にて、操作部７０１のスタートボタンが押され、プリントジョブがスタートする。Ｓ８０３にて、操作部７０１から入力されたシートのサイズに合わせて、ヘッド制御部７０７によりウォータージェットノズル７０８の動作条件が決定され、水溶液の吐出パターン（吐出幅、吐出量分布）が決定される。
【００７３】
Ｓ８０４にて、シート検知センサ７１０により、１枚目のシートが検知される。Ｓ８０５にて、Ｓ８０４の検知結果に基づき、ヘッド制御部７０７がウォータージェットノズル７０８を制御し、１枚目のシートが水分付加装置１のシャッター開口部に到達するのに同期して、水溶液の吐出が開始される。
【００７４】
Ｓ８０６にて、水分付加装置１を通過したシートが、プリントジョブの最終シートであるかどうかをチェックする。最終シートの場合は、Ｓ８０７へ進み、水溶液の吐出が終了する。最終シートで無い場合は、水溶液の吐出が継続される。
【００７５】
Ｓ８０７にて、ヘッド制御部１２０４がウォータージェットノズル７０８を制御し、最終シートが水分付加装置１のシャッター開口部を通過するのに同期して、水溶液の吐出が終了する。
【００７６】
Ｓ８０８にて、最終シートが画像形成装置外に排出されると、プリントジョブが終了する。
【００７７】
かくして、図６（ｃ）に示すように、シートの幅方向の両端部に対して中央部への水分付加量が多くなるように水溶液を吐出されたシートは、シート幅方向の中央部が両端部に対して水分量が増えて膨張する。シートの幅方向中央部に対して相対的に短くなった両端部には、相対的に長い中央部から張力を受け、図９（ａ）〜図９（ｃ）に模式的に示すように波打ちの発生が抑制される。
【００７８】
さらに、吐出された水溶液は潮解性物質を含むため、水分を保持する効果を持つ潮解性物質は蒸発することなく、シート内に残留する。そのため、シートの両端部に対して中央部の水分量が多い状態が保持され、波打ち抑制の効果が永続的に発揮される。
【００７９】
なお、ここでは、シートの幅方向の中央部に両端部より多く水分を付加する構成として、シートに水分を噴霧する噴霧ノズルが、シートの幅方向の中央部への噴霧量を両端部よりも多くする構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、シートの幅方向の両端部に向かって開口幅が狭くなるシャッター部材を用いた構成であっても良い。
【００８０】
〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る水分付加装置について説明する。図１０は、水分付加装置を備えた画像形成装置全体の概略図である。図１０中、画像形成装置全体の概略構成は、前述した実施形態と同様であるため、前述した実施形態と同様の部材には同一符号を付し、その説明は省略する。図１０に示すように、本実施形態に係る水分付加装置としての液体塗布装置２１０は、定着装置１５１の搬送方向下流側に設けられている。
【００８１】
前述した実施形態においては水分付加手段として噴霧ノズル１０５あるいはウォータージェットノズル７０８を用いたが、本実施形態では水分付加手段として、後述する塗布ローラと液体保持部材を用いている。
【００８２】
図１０〜図１４を用いて、本実施形態に係る水分付加装置としての液体塗布装置２１０について説明する。
【００８３】
本実施形態に係る液体塗布装置は、液体を保持する液体保持部材（チャンバー）を塗布ローラに当接させながら液体を供給する構成であり、液体の乾燥や液体の漏れを防止できる等の利点がある。特に画像形成装置では、運搬時の姿勢変化による塗布液の漏れ等を防止できる。
【００８４】
図１０及び図１１に示すように、液体塗布装置２１０は、水分付加手段として、シートに液体（水分）を塗布する塗布ローラ２１１と、塗布ローラ２１１に当接して形成される液体保持空間に液体を保持する液体保持部材３００とを備えている。液体塗布装置２１０は、塗布ローラ２１１を回転させることにより、液体保持部材３００より塗布ローラ２１１の表面に供給された液体をシートに塗布する。
【００８５】
塗布ローラ２１１は、不図示の駆動手段により回転駆動される。塗布ローラ２１１は、例えば、外径１７ｍｍ、長さ３４０ｍｍのアルミニウム製の芯金上に、厚さ３ｍｍのシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度２５度、表面粗さＲａ＝１.５μｍ）を被覆してある。よって、ここでは塗布ローラ２１１の外径は２３ｍｍである。
【００８６】
塗布ローラ２１１に対向する位置には、バックアップローラ２１２が配置されている。バックアップローラ２１２は、外径１４ｍｍの鉄製の芯金上に約１ｍｍの厚さでセラミック粒子をコートしてある。バックアップローラ２１２は、不図示の加圧手段により、塗布ローラ２１１に加圧され、塗布ローラ２１１の回転に従動して回転し、シートを挟持搬送する。
【００８７】
バックアップローラ２１２は、単なる丸軸の場合、塗布ローラ２１１とのニップ部Ｎ４に塗布液が滞留して溜まってしまう。そこで、バックアップローラ２１２は、表面に細かい凹凸を付けた特殊なローラとして、前記ニップ部Ｎ４において、液膜（塗布液、液体）が通過できるようにしている。例えば、バックアップローラ２１２は、芯金上にセラミック粒子をコートして凹凸を設けたセラミックコートローラである。凹凸の大きさは、セラミック粒子の大きさで調整され、例えば、平均径２０μｍのセラミック粒子をコートした場合、表面粗さ（凹凸の大きさ）Ｒａ＝１５μｍ程度である。
【００８８】
液体保持部材３００は、不図示の加圧手段により塗布ローラ２１１に加圧され、当接部材３０２が塗布ローラ２１１に当接する。そして、空間形成基材３０１とともに、塗布ローラ２１１の液体塗布領域全体に亘って延在するシート幅方向に長尺な液体保持空間Ｓを形成する。この液体保持空間Ｓ内には、液体流路から液体保持部材３００を介して塗布液が供給される。
【００８９】
液体保持部材３００は、空間形成基材３０１と、この空間形成基材３０１の一方の面に突設された環状の当接部材３０２で構成される。
【００９０】
当接部材３０２は、図１１に示すように、塗布ローラ２１１が矢印方向に回転する時、図１２（ａ）に示すように、ローラ回転方向の下流側当接部３０２ａと上流側当接部３０２ｂとを一体に形成した左右対称の形状である。この環状の当接部材３０２は、空間形成基材３０１に固着されている。当接部材３０２のシート幅方向の両縁部は、塗布ローラ２１１との当接面に偏りが生じないように円弧状に形成されている。よって、液体保持部材３００は、継ぎ目の無い環状の当接部材３０２が塗布ローラ２１１の外周面に隙間無く連続した状態で当接する。その結果、液体保持空間Ｓは、この当接部材３０２と、空間形成基材３０１の一面と、塗布ローラ２１１の外周面とによる実質的に閉塞した空間となり、この空間に液体が保持される。そして、塗布ローラ２１１の回転が停止した状態では、当接部材３０２と塗布ローラ２１１の外周面とは液密状態を維持し、液体が外部へと漏出するのを確実に防止することができる。
【００９１】
一方、塗布ローラ２１１が回転する時、液体保持空間Ｓに保持された液体（塗布液）は、塗布ローラ２１１の外周面と下流側当接部３０２ａとの間を摺り抜けて、塗布ローラ２１１の外周面に層状に付着する。
【００９２】
ここで、塗布ローラ２１１の停止状態において、その外周面と当接部材３０２とが液密状態にあるとは、液体保持空間Ｓの内と外の間で液体を通さないことである。この場合、当接部材３０２の当接状態は、それが塗布ローラ２１１の外周面に対し、直に接する状態の他、表面張力によって形成される液体の膜を介して塗布ローラ２１１の外周面に当接する状態を含む。
【００９３】
一方、空間形成基材３０１には、図１２（ａ）または図１２（ｂ）に示すように、当接部材３０２に囲繞された領域内に、それぞれ空間形成基材３０１を貫通する孔を有して構成される液体供給口３０３及び液体回収口３０４が設けられている。これらは空間形成基材３０１の背面側に突設された円筒状の連結部３０５，３０６にそれぞれ連通している。また、この連結部３０５，３０６は、液体流路に連結され、液体供給口３０３は、液体流路から供給される液体（塗布液）を液体保持空間Ｓに供給し、液体回収口３０４は、液体保持空間Ｓ内の液体を液体流路へと流出させる。この液体の供給、流出を行うことにより、液体保持空間Ｓ内において、液体（塗布液）は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の一方の端部（供給口側）から他方の端部（回収口側）へと流動する。
【００９４】
不図示の液体流路は、塗布液を貯蔵するバッファタンク、バッファタンクに塗布液を供給する交換可能な交換タンク、塗布液を強制的に流動させるポンプ（液体流動手段）、ポンプの動作を制御する制御部とから成る。このポンプを動作させることにより、塗布液の充填、供給、回収等が行われる。また、この制御部は、塗布液の循環速度及び塗布速度の制御を行う。即ち、液体保持部材３００に対する塗布液の供給及び回収による循環によって、液体保持部材３００内に生じる液体の流れの速度（循環流量）と、塗布ローラ２１１の回転速度を制御する。
【００９５】
ここで、本実施形態で使用する塗布液（水分）は、シートの波打ちを防止することを目的とした液体である。例えば、塗布液の成分の一例を記述すると、グリセリン：４０％、界面活性剤：１％、水：残量である。この塗布液の粘度は、２５℃で約４［ｃＰ］（センチポアズ）である。
【００９６】
なお、シートに付加する水分としての塗布液（液体）は、上記の界面活性剤を含む水溶液に限定されない。例えば、空気中の水分を取り込む潮解性物質を含む水溶液など、別の塗布液として、シートの波打ちを抑制する成分を含有する液体を用いることも可能である。
【００９７】
塗布する液体に水を用いる場合、本実施形態のチャンバー方式の液体塗布装置においては、塗布ローラとの液体保持部材の当接部分での摺動性は、表面張力を下げる成分を液体に含ませることで良好となる。上記の塗布液の成分の一例では、グリセリン及び界面活性剤が水の表面張力を下げる成分である。
【００９８】
図１３（ａ）は、液体保持空間Ｓ内の循環流量に対する圧力を示す。ここで、液体保持空間Ｓ内の断面積は一定であるから、循環流量は流速に対応する。なお、図１３（ａ）は、不図示のバッファタンクと液体保持部材３００との水頭差が０（ゼロ）の時の液体保持空間Ｓの流れ方向における平均圧力を示している。液体保持空間Ｓ内の流れ方向の流速分布に応じて圧力分布を持つが、いずれの場所でも図１３（ａ）に示す圧力の傾向を示す。
【００９９】
図１３（ａ）に示すように、流速を速くするほど、液体保持空間Ｓ内の圧力は低くなる。例えば、循環流量：８０［ｇ／ｍｉｎ］で、圧力：０．９５［ａｔｍ］を使用する。よって、液体保持空間Ｓ内は、負圧となっている。
【０１００】
図１３（ｂ）は、液体保持空間Ｓ内の循環流量に対する塗布ローラの塗布量を示す。循環流量を大きくすると、液体保持空間Ｓ内の圧力が小さくなるため、塗布量は小さくなる。よって、図１３（ｂ）に示すように、循環流量を大きく（流速を速く）するほど、塗布量は小さくなる。これは、液体保持空間Ｓ内の圧力を小さくすると、当接部材３０２の塗布ローラ２１１に対する当接圧力が増加する。その結果、特に下流側当接部３０２ａと塗布ローラ２１１とのニップ部Ｎ２の接触面積が増加して、前記ニップ部Ｎ２の隙間が小さくなるため、液体がニップ部Ｎ２を摺り抜けにくくなる。例えば循環流量：８０［ｇ／ｍｉｎ］の時、塗布量：０．１５［ｇ／Ａ４］である。
【０１０１】
上述したように、塗布液の循環流量（流速）を変更（増減）することによって、当接部材３０２と塗布ローラ２１１とのニップ部Ｎ２の当接状態が変化し、塗布液が液体保持部材３００内からニップ部Ｎ２の隙間を摺り抜けて出て行く量、即ち塗布量が変化する。
【０１０２】
図１１に示すように、塗布液は、塗布ローラ２１１の外周に層状態で付着する。そして、定着装置１５１で定着工程を終了したシートＰが塗布ローラ２１１とバックアップローラ２１２とのニップ部Ｎ４に導入されることによって、塗布ローラ２１１上の塗布液のほぼ１００％がシートＰに塗布される。
【０１０３】
しかし、ニップ部Ｎ４において、シートＰの非通過域やシート間（シート同士の間隔）における塗布液Ｌは、塗布ローラ２１１に塗布液Ｌが残存したまま回転して、バックアップローラ２１２とのニップ部Ｎ４を摺り抜ける。さらに、上流側当接部３０２ｂの押圧力に抗して、塗布ローラ２１１と上流側当接部３０２ｂとの間を摺り抜けて、液体保持空間Ｓ内に戻る。そして、液体保持空間Ｓ内に充填されている塗布液と混合される。ここで、液体保持空間Ｓが大気圧と比較して負圧となっているため、塗布ローラ２１１上の塗布液が１周して戻ってくると、液体保持空間Ｓに回収される。よって、ニップ部Ｎ４にシートが無い状態で塗布ローラ２１１を回転させ続けても問題は無い。
【０１０４】
また、電源ＯＦＦやスタンバイ（待機）状態の場合、液体保持空間Ｓは密閉されているため、塗布液が乾燥することは無い。一方、塗布ローラ２１１の表面やバックアップローラ２１２の表面、塗布ローラ２１１と当接部材３０２とのニップ部Ｎ２，Ｎ３の外側においては、塗布液が乾燥して、塗布液の含有物が析出して固着する場合がある。このような場合には、シートへの液体塗布動作開始前に、しばらくの間、塗布ローラ２１１を回転させることにより、固着物を再溶融させ、固着を解消することが可能である。
【０１０５】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）により、本実施形態に係る塗布ローラについて説明する。本実施形態は、定着装置通過後のシートの波打ちをより効果的に低減するために、シートの搬送方向と直交する幅方向において、塗布液の塗布量を、シートの中央部で多く、両端部で少なくするものである。
【０１０６】
まず、図１４（ｂ）は、塗布ローラ２１１の表面粗さＲａに対する塗布量を示す。これは、循環流量８０［ｇ／ｍｉｎ］の時であり、表面粗さＲａ＝１．５μｍの場合には、約０．１５［ｇ／Ａ４］の塗布量である。図１４（ｂ）に示すように、塗布ローラ２１１の表面粗さが大きいほど、塗布量が多くなる。塗布ローラ２１１の表面粗さが大きいということは、即ち、塗布ローラの凹凸が大きいということである。従って、表面粗さが大きい塗布ローラは、表面粗さが小さい塗布ローラと比較して、塗布ローラに付着する塗布液の量が多くなる。
【０１０７】
よって、シート幅方向で、塗布液の塗布量を、シートの中央部で多く、両端部で少ない塗布量分布とするために、本実施形態に係る塗布ローラ２１１は、図１４（ａ）に示すように、塗布ローラ２１１の中央部で表面粗さを大きく、端部で表面粗さを小さくしている。より具体的には、例えば、塗布ローラの幅方向のローラ長３４０ｍｍの内、中央部の１５０ｍｍにおいて表面粗さＲａ１＝１．８μｍ、両端部の９５ｍｍにおいて表面粗さＲａ２＝１．２μｍとする。これにより、塗布ローラ２１１は、幅方向の中央部は両端部に較べて、約２．４倍（＝０．２２／０．０９）の塗布量とすることができる。なお、この時、Ａ４横全体の塗布量は、０．１５５（＝０．１１＋０．４５）［ｇ／Ａ４］である。
【０１０８】
実際に、図１４（ａ）に示すような前述した表面粗さＲａ１，Ｒａ２の分布を持つ塗布ローラ２１１で、坪量＝８０［ｇ／ｃｍ２］のＡ３のシートにおいて、定着後に液体を塗布する実験を行った。その結果、本実施形態に係る塗布ローラ２１１は、幅方向全域の表面粗さＲａ＝１．５μｍの塗布ローラと比較して、シートの波打ち量が約２ｍｍから約１ｍｍに低減し、波打ちを低減する効果を確認できた。
【０１０９】
ここで、シートの波打ち量とは、シート１枚を平面板に置いて、平面部から、シート両端の波打ち部の最大高さを１０枚測定した平均値である。
【０１１０】
本実施形態によれば、塗布ローラ２１１の長手方向（幅方向）の表面粗さを、中央部で大きく、両端部で小さくすることにより、液体の塗布量を、シートの中央部で多く、両端部で少なくできる。これにより、定着後のシートの波打ちを低減する効果をより大きくすることができる。
【０１１１】
なお、前述した塗布ローラ２１１の表面粗さは、中央部で大きく、両端部で小さい構成であれば、その表面粗さの値は任意の数値を用いて良い。
【０１１２】
また、塗布ローラ２１１の表面粗さは、幅方向の中央部から両端部へ、直線的又は漸近的に表面粗さが小さくなるような表面粗さ分布としても良く、効果は同等である。
【０１１３】
〔第４実施形態〕
次に第４実施形態に係る塗布ローラ及びバックアップローラについて、図１５を用いて説明する。なお、塗布ローラとバックアップローラを以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１１４】
前述した第３実施形態では、液体塗布装置２１０の塗布ローラ２１１の表面粗さを、長手方向（シート幅方向）の中央部で大きく、両端部で小さくすることにより、シートの波打ちをより効果的に低減することに関して説明した。
【０１１５】
本実施形態では、前述した第３実施形態の塗布ローラ２１１に加えて、バックアップローラ２１２の表面粗さを、長手方向の中央部で大きく、両端部で小さく構成している。これにより、シートの波打ちを低減する効果を、より長期にわたり持続させ、耐久性を向上させることができる。
【０１１６】
より具体的には、図１５に示すように、塗布ローラ２１１の表面粗さＲａは、第３実施形態で説明したのと同様に、長手方向の中央部でＲａ１＝１．８μｍ、両端部でＲａ２＝１．２μｍとする。そして、さらに、バックアップローラ２１２の表面粗さＲａを、長手方向の中央部でＲａ３＝２０μｍ、両端部でＲａ４＝１５μｍとする。ここで、両ローラ２１１，２１２の表面粗さＲａの関係は、Ｒａ３＞Ｒａ４＞Ｒａ１＞Ｒａ２となっている。
【０１１７】
バックアップローラ２１２は、例えばセラミックコートされているため、この表面粗さは、コートに用いるセラミック粒子の平均粒径で決定される。よって、バックアップローラ２１２の長手方向の中央部は、平均粒径３０μｍのセラミック粒子を用いてＲａ３＝２０μｍとし、両端部は、平均粒径２０μｍのセラミック粒子を用いてＲａ４＝１５μｍとしている。
【０１１８】
塗布ローラ２１１の表面粗さは、耐久により低下する。これは、シートへの塗布液の塗布動作を行うと、シートと塗布ローラ２１１とが摺擦することによるものである。
【０１１９】
よって、バックアップローラ２１２の表面粗さを、塗布ローラ２１１の表面粗さよりも大きくしている。これにより、バックアップローラ２１２が塗布ローラ２１１表面を荒らすことにより、耐久によるシートとの摺擦による塗布ローラ２１１の表面粗さの低下を防止する。そして、さらに、バックアップローラ２１２において、長手方向の中央部の表面粗さＲａ３を、両端部の表面粗さＲａ４よりも大きくする。これにより、塗布ローラ２１１において、長手方向の中央部の表面粗さＲａ１と、両端部の表面粗さＲａ２との差（ΔＲａ）を、耐久後においても維持し続けることができる。
【０１２０】
従って、シートにおいて、シート幅方向の中央部の塗布量と、両端部の塗布量との差（Δ塗布量）を、長期にわたって安定して維持できるので、シートの波打ち低減効果を長期にわたって維持できる。
【０１２１】
また、バックアップローラ２１２の表面粗さは、中央部から両端部へ、直線的又は漸近的に表面粗さが小さくなるような表面粗さ分布としても良く、効果は同等である。
【０１２２】
〔第５実施形態〕
次に第５実施形態に係る塗布ローラについて、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）を用いて説明する。なお、塗布ローラ２１１以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１２３】
前述した第３及び第４実施形態では、塗布ローラ２１１の表面粗さを、長手方向（シート束方向）の中央部で大きく、両端部で小さくすることにより、シート幅方向の中央部で塗布量を大きく、両端部で塗布量を小さくして、シートの波打ちを低減した。
【０１２４】
本実施形態は、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力を、長手方向（シート幅方向）の中央部で小さく、両端部で大きくすることにより、シート幅方向の中央部で塗布量を大きく、両端部で塗布量を小さくして、シートの波打ちを低減するものである。
【０１２５】
まず、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力に対する塗布量に関して説明する。
【０１２６】
図１６（ｂ）は、塗布ローラ２１１の表面粗さに対する塗布量が、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力によって変化することを示すグラフである。
【０１２７】
図１６（ｂ）の直線Ｒ１は当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ５０［Ｎ］で押圧した場合、直線Ｒ２は同１００［Ｎ］で押圧した場合、直線Ｒ３は同２０［Ｎ］で押圧した場合である。
【０１２８】
よって、図１６（ｂ）に示すように、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力が小さいと塗布量が大きく、前記当接圧力が大きいと塗布量が小さくなる。即ち、塗布ローラ２１１と下流側当接部３０２ａとの当接圧力が小さいと塗布量が多く、前記当接圧力が大きいと塗布量が少なくなる。これは、塗布液Ｌが塗布ローラ２１１と下流側当接部３０２ａとのニップ部Ｎ２において、前記当接圧力が小さいと塗布液Ｌの摺り抜け量が多く、前記当接圧力が大きいと塗布液Ｌの摺り抜け量が少なくなるためである。
【０１２９】
よって、塗布ローラ２１１と下流側当接部３０２ａとの当接圧力を、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくすることができれば、塗布ローラ２１１による塗布量を、シート幅方向の中央部で多く、両端部で少なくすることができる。
【０１３０】
そこで、本実施形態においては、図１６（ａ）に示すように、塗布ローラ２１１の外径を、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくしてある。すなわち、塗布ローラ２１１のシート幅方向の中央部の外径を、両端部より小さくしてある。
【０１３１】
より具体的には、例えば、塗布ローラ２１１の長手方向の中央部のゴム厚みを２ｍｍとして外径Ｋ１＝２１ｍｍ、両端部のゴム厚みを３ｍｍとして外径Ｋ２＝２３ｍｍ、とした漸近的な逆クラウン形状とする。よって、この塗布ローラ２１１を逆クラウン形状とすることにより、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力は、シート幅方向の中央部で小さく、両端部で大きくなる。
【０１３２】
実際に、例えば塗布ローラ２１１の表面粗さＲａ＝１．５μｍ、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ５０［Ｎ］で押圧した場合で検証した。結果として、この塗布ローラ２１１の逆クラウン形状により、シート幅方向の塗布量は、中央部で約０．２［ｇ／Ａ４］相当、両端部で約０．１［ｇ／Ａ４］相当にすることができた。また、この時、Ａ４横サイズのシート全体では、約０．１５［ｇ／Ａ４］の塗布量となる。
【０１３３】
上述したように、塗布ローラ２１１を漸近的な逆クラウン形状とすることにより、塗布ローラ２１１による液体の塗布量を、シート幅方向の中央部で大きく、両端部で小さくすることができるので、シートの波打ちをより効果的に低減することができる。
【０１３４】
また、本実施形態では、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ押圧する総荷重を、シートの種類やサイズ、環境等に応じて可変とすることにより、シート幅方向に塗布量分布を持たせるだけでは無く、塗布量の絶対値も可変とすることが可能である。
【０１３５】
〔第６実施形態〕
次に第６実施形態に係る塗布ローラについて、図１７を用いて説明する。なお、塗布ローラ２１１以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１３６】
前述した第５実施形態は、塗布ローラ２１１の外径を逆クラウン形状とすることにより、当接部材３０２とのシート幅方向の中央部の当接圧力を小さくして塗布量を多くし、両端部の当接圧力を大きくして塗布量を少なくし、シートの波打ちを低減するものである。
【０１３７】
本実施形態は、塗布ローラ２１１の芯金２１１ａの形状を逆クラウン形状とする。これにより、塗布ローラ２１１と当接部材３０２とのシート幅方向の中央部の当接圧力を小さくして塗布量を多くし、両端部の当接圧力を大きくして塗布量を少なくし、シートの波打ちを低減するものである。
【０１３８】
そこで、本実施形態においては、図１７に示すように、塗布ローラ２１１の芯金２１１ａの外径形状を、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくしてある。すなわち、塗布ローラ２１１のシート幅方向において、芯金２１１ａの中央部の外径を両端部よりも小さくしてある。
【０１３９】
より具体的には、例えば、塗布ローラ２１１の芯金２１１ａにおいて、長手方向の中央部の外径Ｆ１＝１１ｍｍ、両端部の外径Ｆ２＝１７ｍｍ、とした漸近的な逆クラウン形状とする。そして、塗布ローラ２１１は、この金属製の芯金上に弾性層を被覆した構成である。塗布ローラ２１１の長手方向の中央部のゴム厚みを６ｍｍ、両端部のゴム厚みを３ｍｍとして、塗布ローラ２１１は、外径２３ｍｍのストレート形状である。よって、このように塗布ローラ２１１の芯金２０１ａを逆クラウン形状とすることにより、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力は、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくなる。
【０１４０】
実際に、例えば塗布ローラ２１１の表面粗さＲａ＝１．５μｍ、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ５０［Ｎ］で押圧した場合で検証した。結果として、この塗布ローラ２１１の芯金２０１ａの逆クラウン形状による前記当接圧力分布によって、シート幅方向の塗布量は、中央部で約０．２［ｇ／Ａ４］相当、両端部で約０．１［ｇ／Ａ４］相当にすることができた。また、この時、Ａ４横サイズのシートの全体では、約０．１５［ｇ／Ａ４］の塗布量となる。
【０１４１】
上述したように、塗布ローラ２１１の芯金２０１ａを、直線的又は漸近的な逆クラウン形状とすることにより、塗布ローラ２１１による液体の塗布量を、シート幅方向の中央部で大きく、両端部で小さくすることができる。これにほり、シートの波打ちをより効果的に低減することができる。
【０１４２】
また、本実施形態では、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ押圧する総荷重を、シートの種類やサイズ、環境等に応じて可変とすることにより、シート幅方向に塗布量分布を持たせるだけでは無く、塗布量の絶対値も可変とすることが可能である。
【０１４３】
〔第７実施形態〕
次に第７実施形態に係る当接部材について、図１８を用いて説明する。なお、当接部材以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１４４】
前述した第５及び第６実施形態は、塗布ローラ２１１及び塗布ローラ２１１の芯金を逆クラウン形状とすることにより、当接部材３０２とのシート幅方向の中央部の当接圧力を小さくして塗布量を多くし、両端部の当接圧力を大きくして塗布量を少なくするものである。
【０１４５】
本実施形態は、塗布ローラ２１１ではなく、当接部材３０２の形状を逆クラウン形状とする。これにより、塗布ローラ２１１と当接部材３０２とのシート幅方向の中央部の当接圧力を小さくして塗布量を多くし、両端部の当接圧力を大きくして塗布量を少なくし、シートの波打ちを低減するものである。
【０１４６】
そこで、本実施形態においては、図１８に示すように、当接部材３０２の空間形成基材３０１からの高さ方向の距離を、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくしてある。
【０１４７】
より具体的には、例えば、当接部材３０２（下流側当接部３０２ａ及び上流側当接部３０２ｂ）の空間形成基材３０１からの高さにおいて、長手方向の中央部の高さＭ１＝５ｍｍ、両端部の高さＭ２＝７ｍｍ、とした漸近的な逆クラウン形状とする。よって、当接部材３０２の高さ方向の形状を逆クラウン形状とすることにより、塗布ローラ２１１と当接部材３０２との当接圧力は、長手方向の中央部で小さく、両端部で大きくなる。
【０１４８】
実際に、例えば塗布ローラ２１１の表面粗さＲａ＝１．５μｍ、塗布ローラ２１１は芯金外径１７ｍｍ、ゴム厚み３ｍｍの外径２３ｍｍのストレート形状、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ５０［Ｎ］で押圧した場合で検証した。結果として、当接部材３０２の高さ方向の逆クラウン形状により、シート幅方向の塗布量は、中央部で約０．２［ｇ／Ａ４］相当、両端部で約０．１［ｇ／Ａ４］相当にすることができた。また、この時、Ａ４横サイズのシートの全体では、約０．１５［ｇ／Ａ４］の塗布量となる。
【０１４９】
上述したように、当接部材３０２の高さ方向を漸近的な逆クラウン形状とすることにより、塗布量をシート幅方向の中央部で多く、両端部で少なくすることができるので、シートの波打ちをより効果的に低減することができる。
【０１５０】
本実施形態においては、当接部材３０２の下流側当接部３０２ａと上流側当接部３０２ｂの両方とも逆クラウン形状とした。しかしながら、塗布ローラ２１１上の塗布量は、下流側当接部３０２ａで決定されるので、下流側当接部３０２ａのみを前述した逆クラウン形状とし、上流側当接部３０２ｂは、Ｍ１＝Ｍ２＝７ｍｍのストレート形状としても、波打ち低減への効果は同等である。
【０１５１】
また、本実施形態では、当接部材３０２を塗布ローラ２１１へ押圧する総荷重を、シートの種類やサイズ、環境等に応じて可変とすることにより、シート幅方向に塗布量分布を持たせるだけでは無く、塗布量の絶対値も可変とすることが可能である。
【０１５２】
〔第８実施形態〕
次に第８実施形態に係る液体塗布装置の塗布速度と塗布量について、図１９を用いて説明する。なお、液体塗布装置の塗布速度と塗布量以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１５３】
図１９に示すように、液体塗布装置の塗布速度、即ち塗布ローラ２１１の回転速度（周速度）によって、塗布量が変化することが判明している。図１９は、塗布ローラ２１１の表面粗さＲａ＝１．５μｍ、塗布速度（シート搬送速度）：２５０ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４で５０ｐｐｍ）時に、塗布量０．１５［ｇ／Ａ４］に設定してある。
【０１５４】
よって、シートの種類や環境等に応じて、塗布速度を可変とすることにより、塗布量を変更することができる。例えば、シートの波打ちを低減するため、厚紙は薄紙よりも水分量を多く必要とする。従って、厚紙の場合には、不図示の塗布ローラの回転速度を調整する調整手段によって、塗布速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃよりも速くする。即ち、液体塗布装置２１０において、塗布ローラ２１１によるシート搬送速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃよりも速くすることにより、厚紙の塗布量を多くすることができる。
【０１５５】
実際に、例えば、坪量６４ｇ／ｍ２のシートは、搬送速度２５０ｍｍ／ｓｅｃで定着装置１５１から排出され、液体塗布装置２１０で同じ２５０ｍｍ／ｓｅｃの塗布速度（搬送速度）とし、塗布量を０．１５［ｇ／Ａ４］とする。
【０１５６】
一方、坪量２０９ｇ／ｍ２のシートは、搬送速度２５０ｍｍ／ｓｅｃで定着装置１５１から排出された後、液体塗布装置２１０で５００ｍｍ／ｓｅｃの塗布速度（搬送速度）に増速して、塗布量を０．２２［ｇ／Ａ４］とする。
【０１５７】
このように、液体塗布装置２１０の塗布速度を諸条件によって、可変することにより、例えば、シートの坪量に応じて適正な水分を付与できるので、より適正にシートの波打ちを低減できる。
【０１５８】
従って、前述した第３〜第７実施形態において、定着工程終了後、液体塗布装置２１０の塗布速度、即ち、シートの搬送速度を変更することにより、多様なシートにおいて、波打ちを低減できる。これは、シートの坪量・種類等に応じて、より適正な塗布量をシートに付加できるので、多様なシートにおいて、より波打ちを低減することができる。
【０１５９】
本実施形態においては、画像形成プロセス（帯電〜定着）の速度において、液体塗布装置２１０の塗布量が最小値となるように設定し、シートに応じて塗布量を増加させるようにした。この場合には、定着後のシートの液体塗布装置２１０における塗布速度（塗布ローラ回転速度）、即ちシートの搬送速度を、定着工程終了後に増加させる構成とすることで、画像形成装置の生産性を低下することなく、塗布量を変更できるので、より好適である。
【０１６０】
〔第９実施形態〕
次に第９実施形態に係る液体塗布装置の塗布液（水溶液）について説明する。なお、液体塗布装置の塗布液以外の構成は、前述した第３実施形態と同様であるため、ここでは特徴部分について説明し、その他の説明を省略する。
【０１６１】
本実施形態に係る液体塗布装置の塗布液は、潮解性物質、及び界面活性剤を含む水溶液である。ここで、潮解性とは、物質が空気中の水分を取り込んで水溶液となる現象のことであり、この水溶液の濃度が一定値に達すると水の吸収が止まる。大気の水蒸気圧と水溶液の水蒸気圧が平衡状態となった時に水分の吸収は止まる。この潮解性物質を含む水溶液をシートに付加することで、付加した水分の蒸発を防止して、波打ちの低減効果が持続する。
【０１６２】
潮解性物質は、水分活性値を用い、その保水力を評価する。「水分活性値＜０．６」の潮解性物質が特にシートにおける波打ちの低減に効果がある。
【０１６３】
水分活性値＜０．６以下の潮解性物質としては、塩化マグネシウム、Ｌ−カルニチン、Ｎ−メチルグリシン、ベンジルトリエチルアンモニウムクロリド（ＢｔＥＡＣ）、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド（ＢｔＭＡＣ）、塩化コリン等がある。
【０１６４】
実際に、定着後のシートに、潮解性物質としての塩化コリンを含む水溶液を液体塗布装置２１０によって塗布した。ここで、本実施形態で使用する水溶液（塗布液）の成分の一例を記述すると、塩化コリン：３０％、グリセリン：２５％、界面活性剤：１％、水：残量である。この塗布液の粘度は、２５℃で約４［ｃＰ］（センチポアズ）である。
【０１６５】
この水溶液を第３実施形態で説明した液体塗布装置に用いたところ、シートの波打ち量は、約１ｍｍから約０.５ｍｍに低減し、潮解性物質の波打ちを低減する効果を確認できた。
【０１６６】
前記水溶液は、界面活性剤を含む。界面活性剤は、親水基と疎水基を持つことを特徴とする物質である。また、溶液の表面張力を弱める作用を持つ。
【０１６７】
よって、シートの付加する水溶液（水分）に前記界面活性剤を混入することで、浸透性が高まり、紙の繊維間に溶液が入り込み易くなり、繊維同士の水素結合を切り離させる効果も高まり、波打ちを軽減する。また、水のみを付加するだけでは、紙への浸透性が低く、水滴が紙表面に残ってしまい、多数の紙積載時に上下で張り付きが生じてしまうが、界面活性剤を混入することで、紙への浸透性が向上し、積載性が改善する。
【０１６８】
実際に、界面活性剤として、非イオン性界面活性剤アセチレングリコール１％を水溶液に混入した場合、シートへの浸透性が高く、シート表面に水滴が残存せず、積載時の張り付きも発生しなかった。
【０１６９】
さらに、上述した第４〜第８実施形態に、本実施形態での潮解性物質を含有した水溶液を塗布することにより、各々の実施形態においても、さらに波打ちを低減することができた。
【０１７０】
〔他の実施形態〕
上述した各実施形態における諸数値や概略図は、説明を簡略化するための一例であって、画像形成装置や定着装置、及び水分付加装置（液体塗布装置）の構成や設定等に応じて任意に定めることができる。
【０１７１】
また、本発明は、各実施形態で説明した画像形成装置、及び定着装置に限定されるものではなく、各実施形態を任意に組み合わせる等、他の形態の画像形成装置、及び定着装置にも適用できる。
【０１７２】
また、上述した第３〜第９実施形態において、液体塗布装置は、シートの片面側に液体を塗布する構成となっている。しかし、シートのもう一方の他面側にも液体を塗布するように、同様の液体塗布装置を、シートの搬送経路に追加して配置しても良い。この場合でもチャンバー方式の液体塗布装置は、液体保持空間が大気圧に対して負圧となっているため、図１１に示す液体塗布装置２１０を上下逆向きに配置しても、液漏れが発生することが無い。このように、１のシート搬送経路でシートの両面に液体を塗布する構成とすることにより、シートの幅方向中央部に水溶液（水分）を付加する塗布量を増加させることができるため、さらに波打ちを低減できる。
【０１７３】
また上述した第１〜第２実施形態では、水分付加手段が、シートの幅方向の中央部に、両端部より多く水分を付加する構成を例示したが、シートの幅方向の両端部に水分を付加することなく、中央部にのみ水分を付加する構成としてもよい。この構成によっても、上述した各実施形態と同様に、シートの波打ちを低減することができる。
【符号の説明】
【０１７４】
Ｎ１  …定着ニップ部
Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４ …ニップ部
Ｐ    …シート
Ｓ    …液体保持空間
Ｔ１  …一次転写部
Ｔ２  …二次転写部
１    …水分付加装置
１０５ａ，１０５ｂ …噴霧ノズル
１０７ａ，１０７ｂ …シャッター部材
１０９ａ，１０９ｂ …水溶液
１５１ …定着装置
２００Ｙ，２００Ｍ，２００Ｃ，２００Ｋ …画像形成ユニット
２０５ …ＣＰＵ
２１０ …液体塗布装置
２１１ …塗布ローラ
２１１ａ …芯金
２１２ …バックアップローラ
３００ …液体保持部材
３０１ …空間形成基材
３０２ …当接部材
３０２ａ …下流側当接部
３０２ｂ …上流側当接部
３０３ …液体供給口
３０４ …液体回収口
３０５，３０６ …連結部
７０１ …操作部
７０４ …シャッター制御部
７０７ …ヘッド制御部
７０８ …ウォータージェットノズル
７１０ …シート検知センサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014089278.tif 000016
【図１５】
2014089278.tif 000017
【図１６】
2014089278.tif 000018
【図１７】
2014089278.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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