(57)【要約】【課題】用紙の紙種、坪量、または通紙環境に対する用紙の含水量の制御を行い、各条件に適した水分を用紙へ安定供給することにより、定着装置から排出される用紙のカール、波打ちを解消する。【解決手段】ニップを形成する一対の加湿ローラ、及び該加湿ローラに水を供給する給水ローラを有し、ニップに用紙を通過させることにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、加湿ローラと給水ローラとのニップ量を可変に設定することにより用紙の加湿量を可変に制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニップを形成する一対の加湿ローラ、及び該加湿ローラに水を供給する給水ローラを有し、前記ニップに用紙を通過させることにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、
前記加湿ローラと前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することにより用紙の加湿量を可変に制御することを特徴とする用紙加湿装置。
【請求項２】
ニップを形成する一対の加湿ローラ、及び該加湿ローラに水を供給する給水ローラを有し、前記ニップに用紙を通過させることにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、
前記給水ローラの外周面に当接して所定の水分を付与する規制ローラと、前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することにより用紙の加湿量を可変に制御することを特徴とする用紙加湿装置。
【請求項３】
前記ニップを通過する用紙の種類に対応して、前記加湿ローラと前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することを特徴とする請求項１に記載の用紙加湿装置。
【請求項４】
前記ニップを通過する用紙の種類に対応して、前記規制ローラと前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することを特徴とする請求項２に記載の用紙加湿装置。
【請求項５】
前記加湿ローラと前記給水ローラとは、駆動手段によって回転するカムにより圧接及び解除されることを特徴とする請求項１又は３に記載の用紙加湿装置。
【請求項６】
前記給水ローラと前記規制ローラとは、駆動手段によって回転するカムにより圧接及び解除されることを特徴とする請求項１又は４に記載の用紙加湿装置。
【請求項７】
用紙に画像を形成する画像形成装置本体と、
請求項１乃至６の何れか１項に記載の用紙加湿装置と、
前記用紙加湿装置から排出された用紙に後処理を行う用紙後処理装置と、
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】
本発明は用紙を加湿する用紙加湿装置、及び用紙加湿装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置、即ち、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を有する複合機においては、定着工程において、用紙から水分が奪われる結果、用紙がカールしたり波打ち状に変形することが問題となる。この問題を解決する手段として、定着処理後の用紙を加湿することが提案されている（特許文献１、２）。
【０００３】
特許文献１では水蒸気を用紙に吹き付けるのに対して、特許文献２には、ローラ対でニップを形成し、ローラに水を供給しつつ、ニップに用紙を通して加湿する方法が開示されている。
【０００４】
特許文献３に記載されたシート処理装置は、第１の積載トレイに積載されるシート束枚数が所定枚数以上の場合、シート束を少数枚に分けて束排出ローラにより第１の積載トレイに排出後、第２積載トレイに移送し、シート束の枚数に達したときに、次のシート束を少数枚に分けた状態で、且つ、シート積載位置を変えて第１の積載トレイに排出させる事で、第２の積載トレイにオフセットした状態で整合性よくシートを積載するものである。
【０００５】
特許文献４に記載されたシート処理装置は、第１通路を経由して送り込まれたシートを送込ローラで下流側に送り込む途中で、送込ローラを逆回転させるとともに、切替部材で通路を切り替えて、スイッチバックしたシートの後端と次に送り込まれてきたシートの先端との衝突を避けて第２通路に一旦送り込み、次いで送込ローラを正転させて第２通路に送り込まれているシートと次に送り込まれてきたシートとを纏めて中綴じコンパイラトレイに送り込むものである。
【０００６】
特許文献５に記載された定着後シート調整装置は、加湿剤付与ローラ、ニップ圧調整アセンブリ及びコントローラを含む制御システムである。
【特許文献１】特開２０００−１１８８４９号公報
【特許文献２】米国特許第５，２６４，８９９号明細書
【特許文献３】特開平１０−１９４５６９号公報
【特許文献４】特開２００６−８３８４号公報
【特許文献５】米国特許第６，０５２，５５３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載された用紙加湿装置に類似のものとして、本出願人は特願２００４ー１８４８４８号において、ローラ対の一方のローラに水を供給する用紙加湿装置を提案した。前記の特願の用紙加湿装置は特許文献２よりも更に構造が簡単であり、小型になって、画像形成装置に組み込むのにより適している。
【０００８】
特許文献１、２及び特願２００４ー１８４８４８号には、用紙加湿装置のみが記載されている。また、特許文献３、４には複数枚の用紙の重ね合わせ搬送手段が記載されている。特許文献５には、用紙の紙種、坪量、環境等の条件別にニップ量を可変にして加湿量制御を行っていない。また、ローラ対を回転させ、ニップによって用紙に水分を供給しているが、ローラ回転速度の可変による加湿量制御を行っていない。
【０００９】
加熱定着装置から排出された用紙を用紙加湿装置により加湿する事で、用紙の波打ちを低減する事ができる。しかし、用紙の加湿によって用紙の腰（剛性）が大幅に低減する。このため用紙排出手段や、画像形成装置に接続された用紙後処理装置において、ジャム等の用紙搬送不良が多発し信頼性が低下する。
【００１０】
本発明は、加湿ローラ対を用いた用紙加湿における上述の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的は、下記の発明により達成される。
【００１２】
１．  ニップを形成する一対の加湿ローラ、及び該加湿ローラに水を供給する給水ローラを有し、前記ニップに用紙を通過させることにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、前記加湿ローラと前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することにより用紙の加湿量を可変に制御することを特徴とする用紙加湿装置。
【００１３】
２．  ニップを形成する一対の加湿ローラ、及び該加湿ローラに水を供給する給水ローラを有し、前記ニップに用紙を通過させることにより、用紙を加湿する用紙加湿装置において、前記給水ローラの外周面に当接して所定の水分を付与する規制ローラと、前記給水ローラとのニップ量を可変に設定することにより用紙の加湿量を可変に制御することを特徴とする用紙加湿装置。
【００１４】
３．  用紙に画像を形成する画像形成装置本体と、前記１または２に記載の用紙加湿装置と、前記用紙加湿装置から排出された用紙に後処理を行う用紙後処理装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
前記１または２の発明により、用紙加湿装置の加湿ローラと給水ローラのニップ量及び給水ローラと規制ローラのニップ量を可変にする事で、用紙の紙種、坪量、または通紙環境に対する用紙の含水量の制御を行い、各条件に適した水分を用紙へ安定供給することにより、加熱定着装置から排出される用紙のカール、波打ちが解消され、平面性のよい用紙が得られる。
【００１６】
前記３の発明により、画像形成装置本体、用紙加湿装置、用紙後処理装置を接続配置した画像形成装置において、画像形成装置本体の加熱定着装置から排出される用紙に対して用紙加湿装置によって用紙のカール、波打ち等が解消され、平面性の良い用紙が用紙後処理装置に送り込まれ、後処理後に高品質の冊子が作製される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１８】
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、用紙加湿装置Ｂ、及び用紙後処理装置（フィニッシャ）ＦＳから構成される。
【００１９】
［画像形成装置本体］
画像形成装置本体Ａは、自動原稿搬送装置１及び画像読取部２を上部に有し、下部がプリンタ部で構成される。
【００２０】
プリンタ部において、３は用紙Ｓを収納する用紙収納部である。感光体４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４上にトナー像を形成するプリンタエンジン５において、用紙Ｓに画像が形成され、形成された画像は定着装置６において定着される。定着装置６は熱源６ａが内蔵された加熱ローラ６ｂと加圧ローラ６ｃで用紙Ｓを搬送するニップを形成し、用紙Ｓを搬送しつつ加熱・加圧してトナーを溶融し、画像を用紙Ｓに定着する。
【００２１】
用紙Ｓは用紙収納部３から第１給紙手段３ａにより給送され、第２給紙手段３ｂにおいて一時停止した後に給紙されて画像形成が行われ、画像形成された用紙Ｓは、排紙ローラ８により排紙口から排出される。
【００２２】
用紙Ｓの搬送経路としては、用紙収納部３からプリンタエンジン５までの給紙路７、プリンタエンジン５から定着装置６、排紙ローラ８を経て排紙口に至る搬送路９ａ及び反転搬送を行う裏面用搬送路９ｂ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６を通過した用紙Ｓは、反転処理により表裏反転した後に、排紙ローラ８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９ａを搬送された用紙Ｓは、そのまま排紙ローラ８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６を通過した用紙Ｓは、下方に走行して裏面用搬送路９ｂに進行し、表裏反転した後に、給紙路７に再給紙される。
【００２６】
再給紙された用紙Ｓの裏面にプリンタエンジン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Ｓは定着装置６を通過し、排紙ローラ８により搬送されて排出される。
【００２７】
１０は操作部であり、画像形成装置本体部Ａにおける各種のモード及び用紙後処理装置ＦＳを用いた出力モードの設定を操作部１０における操作で設定することができる。
【００２８】
画像形成装置本体Ａに配置された制御手段Ｃ１は、通信手段Ｃ４を介して用紙加湿装置Ｂの制御手段Ｃ２、及び用紙後処理装置ＦＳの制御手段Ｃ３に接続されている。
【００２９】
画像形成装置本体Ａから排出された用紙Ｓは、用紙加湿装置Ｂを経て用紙後処理装置（フィニッシャ）ＦＳに搬送される。用紙加湿装置Ｂについては、後に説明する。
【００３０】
［用紙後処理装置］
用紙後処理装置ＦＳは、画像形成装置本体Ａから排出される用紙Ｓに対して各種の後処理装置を行うもので、穿孔折り機、平綴じ機、中綴じ機、糊付け製本機、断裁機等を総称する。
【００３１】
用紙後処理装置ＦＳの一実施の形態として糊付け製本機を代表として説明する。
【００３２】
糊付け製本機は、用紙導入手段２１、排紙手段２２、用紙束収納手段２３、用紙束搬送手段２４、糊塗布手段２５、表紙供給手段２６、表紙断裁手段２７、表紙外装手段（くるみ製本手段）２８、整合手段２９を備えている。これらの各手段は、糊付け製本機本体内のほぼ垂直方向に縦列配置されている。
【００３３】
用紙導入手段２１に導入された用紙Ｓは、切替ゲート２００によって排紙手段２２と用紙束収納手段２３の何れかに分岐される。
【００３４】
排紙手段２２への用紙搬送が設定されると、切替ゲート２００は用紙束搬送手段２４への用紙搬送路２０１を遮断し、排紙手段２２への用紙搬送路２０２を開放する。排紙手段２２の用紙搬送路２０２を通過する用紙Ｓは、上方に搬送され、用紙後処理装置ＦＳの最上部の固定排紙台２２１に収納される。
【００３５】
切替ゲート２００によって用紙搬送方向下流側の図示左方に分岐されて搬送される用紙Ｓは、用紙束収納手段２３の所定位置に収納され順次積載されて、幅整合及び縦整合されて所定枚数の用紙Ｓから成る用紙束Ｓａが形成される。
【００３６】
用紙束収納手段２３の用紙載置台２３１上に積載された用紙束Ｓａは、斜め下方に搬送された後、用紙束搬送手段２４の把持手段２４１によって把持され、用紙束Ｓａを把持したまま用紙束Ｓａに糊塗布処理をする面（背部）を下側になるように旋回されて所定位置に停止される。
【００３７】
糊塗布手段２５は、糊塗布ローラ２５１、糊容器２５２、糊容器２５２を支持して糊付け製本機の背面側の初期位置から前面側の糊塗布位置に移動可能な移動体２５３等を備えている。
【００３８】
表紙供給手段２６に収納された表紙Ｋは、表紙断裁手段２７を経由する用紙搬送路２６１を通過して表紙外装手段２８に搬送された後、表紙Ｋの後端部が表紙断裁手段２７によって所定長に断裁される。表紙Ｋの断裁長は、用紙Ｓの進行方向の２枚分の長さに用紙束Ｓａの背部の厚さを加えた長さである。
【００３９】
表紙外装手段２８は、表紙供給手段２６から供給された表紙Ｋを受容して搬送し、所定位置に停止させた後、整合手段２９により幅方向の位置決めを行う。表紙外装手段２８は、昇降手段２８１により移動筐体２８２を上方位置に移動させ、上昇位置において、加圧部材２８３上に載置された表紙Ｋの中央部は、用紙束Ｓａの糊塗布面Ｎに圧接して接着される。
【００４０】
用紙束Ｓａの背部に対向する加圧部材２８３の下降と、表紙外装手段２８の上部に配置された左右対称な一対の折曲部材２８４の移動とにより、用紙束Ｓａの糊塗布面Ｎの側縁に沿って表紙Ｋを折り曲げ、用紙束Ｓａの表裏面に表紙Ｋを装着した用紙束Ｓａが形成される。
【００４１】
表紙Ｋの折り曲げ工程の終了後、昇降手段２８１の下降駆動によって表紙外装手段２８が下降して待避した後、整合手段２９の退避と共に表紙Ｋの幅方向外側に退避していた排出ベルト２８５が用紙束Ｓａの下方の幅方向内側まで移動して停止する。その後、把持手段２４１による挟持が解除されると、用紙束Ｓａは下降し、用紙束Ｓａの下方の背部が排出ベルト２８５の上面に当接する位置に停止する。回動する排出ベルト２８５は、用紙束Ｓａに表紙Ｋを貼着してくるみ製本処理された冊子を装置外に排出する。
【００４２】
［用紙加湿装置］
図２は、本発明の実施の形態における用紙加湿装置Ｂの断面図である。
【００４３】
用紙加湿装置Ｂは、用紙導入部１００、加湿部１１０及びバイパス搬送部１２０を備えている。
【００４４】
画像形成装置本体Ａの画像形成部により画像形成された用紙Ｓは、定着装置６、排紙ローラ８を経て排出され、用紙加湿装置Ｂの用紙導入部１００に導入されて搬送ローラ１０１に挟持されて搬送される。
【００４５】
搬送ローラ１０１の用紙搬送方向下流側に配置されたは切替ゲート１０２は、下方の用紙加湿搬送路１０３に用紙Ｓを搬送するか、または、上方のバイパス搬送路１０４に用紙Ｓを搬送するかを選択して切り替える。
【００４６】
用紙加湿搬送路１０３に導入される用紙Ｓは、搬送ローラ１０５，１０６に挟持されて搬送され、加湿部１１０に送り込まれる。
【００４７】
加湿部１１０内に搬入された用紙Ｓは、搬送ローラＲ１，Ｒ２に挟持されてＵターン状に搬送され、圧接して回転する一対の加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂにより挟持されて水分が付与されて加湿された後、搬送路１１６を通過して搬送ローラＲ３，Ｒ４によって挟持、搬送され、搬送路１０７を通過して、バイパス搬送部１２０の搬送ローラ１２１に送り込まれる。
【００４８】
１１２Ａ，１１２Ｂは給水ローラ、１１３Ａ，１１３Ｂは規制ローラ、１１４Ａ，１１４Ｂは給水槽、１１５は貯水槽、１１６は搬送路、１１７Ａ、１１７Ｂはファンである。
【００４９】
加湿部１１０の詳細は、図３において詳述する。
【００５０】
バイパス搬送部１２０の搬送ローラ１２１には、バイパス搬送路１０４を通過する用紙Ｓ、又は加湿部１１０から排出され搬送路１０７を通過する用紙Ｓが導入される。搬送ローラ１２１によって搬送される用紙Ｓは、搬送路１２２を通過し、搬送ローラ１２３，１２４、排紙ローラ１２５によって搬送され、機外に排出される。
【００５１】
また、バイパス搬送部１２０には、用紙Ｓのカールを矯正するデカール手段１２６，１２７が配置されている。デカール手段１２６，１２７はそれぞれ複数のローラ群により構成され、これらのローラ群によって挟持されて通過する事によりカールが矯正される。
【００５２】
搬送ローラ１２３により搬送される用紙Ｓは、切替ゲート１２８による搬送路切り替えによってデカール手段１２６を通過してカールが矯正され、更に、切替ゲート１２９による搬送路切り替えによってデカール手段１２７を通過してカールが矯正される。
【００５３】
［加湿部］
図３は加湿部１１０の断面図である。
【００５４】
図において、１１１Ａ、１１１Ｂは用紙Ｓに水を付与し、用紙Ｓを加湿するローラ対を形成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１１１Ａａ，１１１Ｂａの上に多孔質ウレタンゴム等からなる多孔質層１１１Ａｂ，１１１Ｂｂが形成されたものである。
【００５５】
多孔質層１１１Ａｂ、１１１Ｂｂは、その表面から水の供給を受けるとともに、用紙Ｓ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。
【００５６】
１１２Ａは加湿ローラ１１１Ａに接触して水Ｗ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１１２Ａａ及び軸芯１１２Ａａ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１１２Ａｂからなるローラで構成される。
【００５７】
給水ローラ１１２Ｂも給水ローラ１１２Ａと同様に、軸芯１１２Ｂａ、多孔質層１１２Ｂｂにより構成されている。
【００５８】
給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂは、起動時に、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ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１１２Ａｂ、１１２Ｂｂ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。
【００５９】
１１３Ａ，１１３Ｂは規制手段を構成する規制ローラであり、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。規制ローラ１１３Ａは給水ローラ１１２Ａに圧接し、規制ローラ１１３Ｂは給水ローラ１１２Ｂに圧接して、多孔質層１１２Ａｂ，１１２Ｂｂに含まれる水分を抑制し、用紙Ｓに供給する水分の量を規制する。すなわち、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂはそれぞれ給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂの多孔質層１１２Ａｂ，１１２Ｂｂに圧接し、多孔質層１１２Ａｂ，１１２Ｂｂを変形させて、多孔質層１１２Ａｂ，１１２Ｂｂに含まれる水をスクイズする。これによって用紙Ｓに付与される水の量が規制され、用紙Ｓが適度に加湿され、過剰な加湿による用紙Ｓのベタツキ等が防止される。規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂ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。
【００６０】
搬送路１１６の両側に配置されたファン１１７Ａ，１１７Ｂは、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂにより加湿されて搬送される用紙Ｓの両面に送風して、用紙Ｓの表面に付着した過剰の水Ｗを乾燥、除去して、用紙Ｓを適切な含水状態に保持する。これにより、加湿処理後に搬送される用紙Ｓによる搬送ローラ、ガイド板等の搬送手段への水Ｗの付着が防止され、過剰な水Ｗ付着による用紙Ｓのベタツキによって発生する用紙搬送不良や装置部材の作動不良、寿命低下等の問題が解消される。
【００６１】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂは図示しないモータにより駆動されて矢印のように駆動回転し、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ及び規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂを従動回転させる。
【００６２】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂにより搬送される用紙Ｓは、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ間のニップＮＰ１において、多孔質層からしみ出した水で加湿される。用紙Ｓに供給される水の量は、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂでスクイズすることにより、適量に規制される。規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂが給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂに圧接する圧力は適切に設定される。即ち、画像形成装置本体Ａの操作部１０における用紙Ｓの紙種設定や、湿度・温度を検知する環境センサの出力に基づいて、制御手段が規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂの給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂの圧接圧力を適切に設定する事が好ましい。
【００６３】
また、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ間のニップＮＰ１を開放して、加湿処理を行わないモードを設定することが出来る構成も実施可能である。
【００６４】
給水槽１１４Ａ内に収容された水Ｗには給水ローラ１１２Ａが浸漬する。給水槽１１４Ｂ内に収容された水Ｗには給水ローラ１１２Ｂが浸漬する。
【００６５】
給水槽１１４Ａ，１１４Ｂと、下方に配置された貯水槽１１５とは、図示しない給水管及び給水ポンプにより接続され、貯水槽１１５内の水Ｗが給水槽１１４Ａ，１１４Ｂに補給される。
【００６６】
用紙Ｓの種類、厚さ、用紙加湿装置Ｂに導入される用紙Ｓの含水率の如何によっては、加湿処理しても、用紙Ｓにカールが出る場合がある。また、波打ちが発生する場合もある。カールや波打ちが起こる可能性がある場合には、切替ゲート１２８，１２９を図示しないソレノイドにより作動させ、用紙Ｓをデカール手段１２６，１２７の湾曲搬送路に進行させる。従って、用紙Ｓの含水率はその厚み方向に均一になり、カールや波打ちが十分に防止される。
【００６７】
このような波打ちのおそれがない場合に、切り替えゲート１２８，１２９を初期位置に設定して、用紙Ｓを直進させ、処理効率を上げることができる。
【００６８】
切替ゲート１２８，１２９の操作は、操作部１０における紙種の設定や、湿度・温度を検知する環境センサの出力に基づいて行うのが好ましい。
【００６９】
また、加湿処理を行わない時には、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ間のニップＮＰ１を開放状態にして、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの変形を防止することが出来る構成も可能である。
【００７０】
［加湿部の駆動手段］
図４は、加湿部１１０の駆動手段の正面図である。
【００７１】
モータＭ１を駆動源とする第１駆動手段は、歯車Ｇ１Ｏ、中間歯車Ｇ１１を介して、加湿ローラ１１１Ａの一端に固定された歯車Ｇ１２を回転させる。また、中間歯車Ｇ１１は、中間歯車Ｇ１３を回転させ、中間歯車Ｇ１３を固定した貫通軸Ｊ１の他端に固定した中間歯車１１と対称の中間歯車Ｇ１１’、及び加湿ローラ１１１Ａの他端に固定された歯車Ｇ１２と対称の歯車Ｇ１２’を回転させる。したがって、モータＭ１の駆動によって、上記の歯車を介して加湿ローラ１１１Ａの両端部が駆動回転される。
【００７２】
モータＭ２を駆動源とする第２駆動手段は歯車Ｇ２Ｏ、中間歯車Ｇ２１、Ｇ２２を介して、給水ローラ１１２Ａの一端に固定された歯車Ｇ２３を回転させる。また、中間歯車Ｇ２１は、中間歯車Ｇ２４、Ｇ２５を介して、給水ローラ１１２Ｂの一端に固定された歯車Ｇ２６を回転させる。また、中間歯車Ｇ２１は、中間歯車Ｇ２１を固定した貫通軸Ｊ２の他端に固定した中間歯車Ｇ２１と対称の中間歯車Ｇ２１’、及び歯車列を介して給水ローラ１１２Ａの他端に固定された歯車Ｇ２３と対称の歯車Ｇ２３’、及び給水ローラ１１２Ｂの他端に固定された歯車Ｇ２６と対称の歯車Ｇ２６’を回転させる。したがって、モータＭ２の駆動によって、上記の歯車を介して給水ローラ１１２Ａ、１１２Ｂの両端部が駆動回転される。
【００７３】
モータＭ３を駆動源とする第３駆動手段は、歯車Ｇ３Ｏ、中間歯車Ｇ３１を介して、規制ローラ１１３Ｂの一端に固定された歯車Ｇ３２を回転させる。また、中間歯車Ｇ３１は、中間歯車Ｇ３３を回転させ、ベルトＢｅ、中間歯車Ｇ３４を介して規制ローラ１１３Ａの一端に固定された歯車Ｇ３５を回転させる。また、中間歯車Ｇ３３は、中間歯車Ｇ３３を固定した貫通軸Ｊ３の他端に固定した中間歯車Ｇ３３と対称の中間歯車Ｇ３３’、及び歯車列を介して規制ローラ１１３Ａの他端に固定された歯車Ｇ３５と対称の歯車Ｇ３５’、及び規制ローラ１１３Ｂの他端に固定された歯車Ｇ３２と対称の歯車Ｇ３２’を回転させる。したがって、モータＭ３の駆動によって、上記の歯車を介して規制ローラ１１３Ａ、１１３Ｂの両端部が駆動回転される。
【００７４】
図５は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂを圧接及び解除するカムの配列及び形状を示す正面図である。なお、図５は、上記の各ローラの圧接が加除されて離間したとき（後述の図８参照）のカム配列を示す。
【００７５】
加湿ローラ１１１Ａの軸芯１１１Ａａの両端部には、円筒状のコロＣＡ１Ａが固定されている。加湿ローラ１１１Ｂの軸芯１１１Ｂａの両端部には、カムＣＡ１Ｂが固定され、カムＣＡ１Ｂは加湿ローラ１１１ＡのコロＣＡ１Ａに当接する。
【００７６】
カムＣＡ１Ｂの形状は、大半径ｒ１の等半径カム部（角度θ１１）と、小半径ｒ２の等半径部（角度θ１３）と、大半径ｒ１と小半径ｒ２とを滑らかに接続させる不等半径カム部（角度θ１２）と、最小半径ｒ３の等半径部から形成されている。
【００７７】
給水ローラ１１２Ｂの軸芯１１２Ｂａの両端部には、カムＣＡ２Ｂが固定され、カムＣＡ２Ｂは加湿ローラ１１１ＢのカムＣＡ１Ｂに当接する。
【００７８】
カムＣＡ２Ｂの形状は、大半径ｒ４の等半径カム部（角度θ２４）と、小半径ｒ５の等半径部（角度θ２１）と、大半径ｒ４と小半径ｒ５とを滑らかに接続させる不等半径カム部（角度θ２２と角度θ２３）と、最小半径ｒ６の等半径部とから形成されている。
【００７９】
規制ローラ１１３Ｂの軸芯１１３Ｂａの両端部に固定されたカムＣＡ３Ｂは、給水ローラ１１２ＢのカムＣＡ２Ｂに当接する。
【００８０】
カムＣＡ３Ｂの形状は、大半径ｒ７の等半径カム部（角度θ３１）と、小半径ｒ８の等半径部と、大半径ｒ７と小半径ｒ８とを滑らかに接続させる不等半径カム部（角度θ３２と角度θ３３）とから形成されていて、カムＣＡ２Ｂのカム面に当接する。
【００８１】
カムＣＡ２Ａの形状は、カムＣＡ２Ｂと線対称形状をなし、カムＣＡ３Ａの形状は、カムＣＡ３Ｂと線対称形状をなすから、各部の説明を省略する。
【００８２】
図６（ａ）は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂの圧接を解除した状態（後述の図８参照）を示す正面図である。
【００８３】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの各外周面が対向する位置には間隙ｇ１が形成される。加湿ローラ１１１Ａと給水ローラ１１２Ａとが対向する位置、及び加湿ローラ１１１Ｂと給水ローラ１１２Ｂとが対向する位置には、それぞれ間隙ｇ２が形成される。給水ローラ１１２Ａと規制ローラ１１３Ａとが対向する位置、及び給水ローラ１１２Ｂと規制ローラ１１３Ｂとが対向する位置には、それぞれ間隙ｇ３が形成される。
【００８４】
図６（ｂ）は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂが圧接した状態（後述の図９参照）を示す正面図である。
【００８５】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの各外周面が対向する位置にはニップＮＰ１が形成される。加湿ローラ１１１Ａと給水ローラ１１２Ａとが対向する位置、及び加湿ローラ１１１Ｂと給水ローラ１１２Ｂとが対向する位置には、それぞれニップＮＰ２が形成される。給水ローラ１１２Ａと規制ローラ１１３Ａとが対向する位置、及び給水ローラ１１２Ｂと規制ローラ１１３Ｂとが対向する位置には、それぞれニップＮＰ３が形成される。
【００８６】
図７は用紙加湿装置Ｂの加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの制御を示すブロック図である。
【００８７】
図１に示す画像形成装置本体Ａに配置された制御手段Ｃ１は、通信手段Ｃ４を介して用紙加湿装置Ｂの制御手段Ｃ２を作動させる。
【００８８】
操作部１０において、普通紙、上質紙、光沢コート紙等の紙種を選択設定する。また、操作部１０において、厚手紙、通常紙、薄手紙等の用紙坪量を選択設定する。また、場合によっては環境温湿度を設定する。これらの操作を行ったのち、用紙加湿制御の決定を入力する。
【００８９】
制御手段Ｃ１，Ｃ２は、モータＭ１を駆動源とする第１駆動手段、モータＭ２を駆動源とする第２駆動手段、モータＭ３を駆動源とする第３駆動手段のオン、オフ、及びニップＮＰ１を通過する用紙Ｓの紙種、坪量、環境温湿度等に対応して加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの線速を可変に設定することにより用紙Ｓの含水量を可変に制御する。
【００９０】
図８は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂの圧接を解除したときのカムの位相を示す正面図である。
【００９１】
所定位置に固定配置されたコロＣＡ１Ａの外周面の図示右側には、カムＣＡ１Ｂの大半径ｒ１の等半径カム部が当接する事により、カムＣＡ１Ｂは図示右側に移動される。これにより、コロＣＡ１Ａと一体をなす加湿ローラ１１１Ａの外周面と、カムＣＡ１Ｂと一体をなす加湿ローラ１１１Ｂの外周面とは離間して、間隙ｇ１が形成される。
【００９２】
コロＣＡ１Ａの外周面の図示左側には、カムＣＡ２Ａの大半径ｒ４の等半径カム部が当接する事により、カムＣＡ２Ａは図示左側に移動される。これにより、コロＣＡ１Ａと一体をなす加湿ローラ１１１Ａの外周面と、カムＣＡ２Ａと一体をなす給水ローラ１１２Ａの外周面とは離間して、間隙ｇ２が形成される。
【００９３】
カムＣＡ１Ｂの最小半径ｒ３の等半径部には、カムＣＡ２Ｂの大半径ｒ４の等半径カム部が当接する事により、カムＣＡ２Ｂは図示右側に移動される。これにより、カムＣＡ１Ｂと一体をなす加湿ローラ１１１Ｂの外周面と、カムＣＡ２Ｂと一体をなす給水ローラ１１２Ｂの外周面とは離間して、間隙ｇ２が形成される。
【００９４】
カムＣＡ２Ａの最小半径ｒ６の等半径部には、カムＣＡ３Ａの大半径ｒ７の等半径カム部が当接する事により、カムＣＡ３Ａは図示左側に移動される。これにより、カムＣＡ２Ａと一体をなす給水ローラ１１２Ａの外周面と、カムＣＡ３Ａと一体をなす規制ローラ１１３Ａの外周面とは離間して、間隙ｇ３が形成される。
【００９５】
カムＣＡ２Ｂの最小半径ｒ６の等半径部には、カムＣＡ３Ｂの大半径ｒ７の等半径カム部が当接する事により、カムＣＡ３Ｂは図示右側に移動される。これにより、カムＣＡ２Ｂと一体をなす給水ローラ１１２Ｂの外周面と、カムＣＡ３Ｂと一体をなす規制ローラ１１３Ｂの外周面とは離間して、間隙ｇ３が形成される。
【００９６】
表１は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂの材質によるニップ量と給水量の関係を示す表である。
【００９７】
【表１】
2007292914.tif 000003
【００９８】
一定坪量の用紙を上記の各ローラ間を通紙した場合、用紙への給水量は表１に示すように、各ローラの材質とニップ量により異なってくる。
【００９９】
多孔質材料の加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂは、ニップ量が増えるとローラが潰されて内部に含まれる水分が余計に排出されるため、給水量が多くなる（※１）。
【０１００】
ソリッド材料の規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂは、ニップ量が増えるとローラ内部に水分を含まないため、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂの内部に含まれる水分をスクイズする現象が発生し、給水量が減少する。即ち、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂは、対向して当接する給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂの材質に無関係にローラ表面及び表面近傍に含まれる水分をスクイズする。そのため、ニップ量を増やすと給水量は減少する（※１）。
【０１０１】
表１において、対向する一対の加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂが共に多孔質材料である場合には、ニップ量を０．３ｍｍから０．５ｍｍに増すと、給水量が多くなる。加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂが共にソリッド材料である場合には、ニップ量を０．３ｍｍから０．５ｍｍに増すと、給水量は減少する。
【０１０２】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂが共に多孔質材料である場合のニップ量と給水量との関係も、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの場合と同様である（※２）。
【０１０３】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂが共にソリッド材料である場合には、ニップ量を０．３ｍｍから０．５ｍｍに増すと、給水量は減少する。
【０１０４】
多孔質材料の給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂと、ソリッド材料の規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂとのニップ位置では、ニップ量を０．３ｍｍから０．５ｍｍに増すと、給水量は減少する（※３）。
【０１０５】
図９（ａ）は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂが軽圧接したときのこれらのカムの位相を示す正面図である。
【０１０６】
操作部１０において、厚手用紙が選択設定されると、駆動手段によってカムＣＡ１Ｂが回転されて、カムＣＡ１Ｂの小半径ｒ２の等半径部がコロＣＡ１Ａの対向部から離間して、加湿ローラ１１１Ｂによる加湿ローラ１１１Ａへの押圧を解除する。
【０１０７】
次に、駆動手段によるカムＣＡ２Ｂの回転によって、カムＣＡ２Ｂのカム面の中間部がカムＣＡ１Ｂを押圧する事により、カムＣＡ１Ｂと同軸上の加湿ローラ１１１Ｂが加湿ローラ１１１Ａを押圧する。加湿ローラ１１１Ｂと加湿ローラ１１１Ａとの押圧による両ローラのニップＮＰ１におけるニップ量は０．３ｍｍに設定され、両ローラによる給水量は大きく、厚手用紙に適した給水を行う。
【０１０８】
また、加湿ローラ１１１Ｂと給水ローラ１１２Ｂとの押圧による両ローラのニップＮＰ２におけるニップ量もほぼ０．３ｍｍに設定され、両ローラによる給水量は大きい。
【０１０９】
更に、カムＣＡ３Ｂのカム面中間部がカムＣＡ２Ｂを押圧する事により、カムＣＡ３Ｂと同軸上の規制ローラ１１３Ｂが給水ローラ１１２Ｂを押圧する。規制ローラ１１３Ｂと給水ローラ１１２Ｂとの押圧による両ローラのニップ量は約０．３ｍｍに設定され、両ローラのニップＮＰ３におけるニップ量は０．３ｍｍに設定され、厚手用紙に適した給水を行う。
【０１１０】
一方、カムＣＡ２Ｂと対称のカムＣＡ２Ａ、カムＣＡ３Ｂと対称のカムＣＡ３Ａも同様に駆動手段によって回転して、加湿ローラ１１１Ａと給水ローラ１１２ＡとのニップＮＰ２におけるニップ量、及び給水ローラ１１２Ａと規制ローラ１１３ＡとのニップＮＰ３におけるニップ量が何れも０．３ｍｍに設定されて、厚手用紙に適した給水を行う。
【０１１１】
図９（ｂ）は、加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂ、給水ローラ１１２Ａ，１１２Ｂ、規制ローラ１１３Ａ，１１３Ｂが強圧接したときのこれらのカムの位相を示す正面図である。
【０１１２】
操作部１０において、薄手用紙又は普通紙が選択設定されると、図９（ａ）と同様に、駆動手段によってカムＣＡ１Ｂが回転して、カムＣＡ１Ｂの小半径ｒ２の等半径部がコロＣＡ１Ａの対向部から離間して、加湿ローラ１１１Ｂによる加湿ローラ１１１Ａへの押圧を解除する。
【０１１３】
次に、駆動手段によるカムＣＡ２Ｂの回転によって、カムＣＡ２Ｂのカム面の小半径ｒ５の等半径部がカムＣＡ１Ｂの最小半径ｒ３の等半径部を押圧する事により、カムＣＡ１Ｂと同軸上の加湿ローラ１１１Ｂが加湿ローラ１１１Ａを押圧する。加湿ローラ１１１Ｂと加湿ローラ１１１Ａとの押圧による両ローラのニップＮＰ１におけるニップ量は０．５ｍｍに設定され、両ローラによる給水量は小さく、薄手用紙又は普通紙に適した給水を行う。
【０１１４】
また、加湿ローラ１１１Ｂと、給水ローラ１１２Ｂとの押圧による両ローラのニップＮＰ２におけるニップ量もほぼ０．５ｍｍに設定され、両ローラによる給水量は小さい。
【０１１５】
更に、カムＣＡ３ＢはカムＣＡ２Ｂと離間し、カムＣＡ３Ｂと同軸上の規制ローラ１１３Ｂが給水ローラ１１２Ｂを押圧する。規制ローラ１１３Ｂと給水ローラ１１２Ｂとの押圧による両ローラのニップ量は約０．５ｍｍに設定される。
【０１１６】
一方、カムＣＡ２Ｂと対称のカムＣＡ２Ａ、カムＣＡ３Ｂと対称のカムＣＡ３Ａも同様に駆動手段によって回転して、加湿ローラ１１１Ａと給水ローラ１１２ＡとのニップＮＰ２におけるニップ量、及び給水ローラ１１２Ａと規制ローラ１１３ＡとのニップＮＰ３におけるニップ量が何れも０．５ｍｍに設定されて、薄手用紙または普通紙に適した給水を行う。
【０１１７】
加湿ローラ１１１Ａ，１１１Ｂの押圧を可変にする事で、用紙Ｓの紙種、坪量、または通紙環境に対する最適な用紙Ｓの含水量の制御を行い、各条件に適した水分を用紙Ｓへ安定供給することにより、定着装置６から排出される用紙Ｓのカール、波打ちが解消され、平面性のよい用紙Ｓが得られる。また、用紙Ｓへの水分供給過多による搬送性能の低下を抑制させることができる。
【０１１８】
本発明の実施の形態では、複写機に用紙加湿装置Ｂと用紙後処理装置ＦＳとを接続した画像形成装置について説明したが、軽印刷機、プリンタ、ファクシミリ、デジタル複合機等の画像形成装置本体Ａに用紙加湿装置Ｂと用紙後処理装置ＦＳとを接続した画像形成装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図。
【図２】本発明の実施の形態における用紙加湿装置の断面図。
【図３】加湿部の断面図。
【図４】加湿部の駆動手段の正面図。
【図５】加湿ローラ、給水ローラ、規制ローラを圧接及び解除するカムの配列及び形状を示す正面図。
【図６】加湿ローラ、給水ローラ、規制ローラの圧接を解除した状態を示す正面図、及び加湿ローラ、給水ローラ、規制ローラが圧接した状態を示す正面図。
【図７】用紙加湿装置の加湿の制御を示すブロック図。
【図８】加湿ローラ、給水ローラ、規制ローラの圧接を解除したときのカムの位相を示す正面図。
【図９】加湿ローラ、給水ローラ、規制ローラが圧接したときのカムの位相を示す正面図。
【符号の説明】
【０１２０】
６  定着装置
１０  操作部
１０３  用紙加湿搬送路
１１０  加湿部
１１１Ａ，１１１Ｂ  加湿ローラ
１１２Ａ，１１２Ｂ  給水ローラ
１１３Ａ，１１３Ｂ  規制ローラ
１１４Ａ，１１４Ｂ  給水槽
１１５  貯水槽
１２０  バイパス搬送部
Ａ  画像形成装置本体
Ｂ  用紙加湿装置
ＣＡ１Ａ  コロ
ＣＡ２Ａ，ＣＡ３Ａ，ＣＡ１Ｂ，ＣＡ２Ｂ，ＣＡ３Ｂ，  カム
ＦＳ  用紙後処理装置（フィニッシャ）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  モータ
ＮＰ１，ＮＰ２，ＮＰ３  ニップ
Ｓ  用紙
Ｓａ  用紙束
Ｗ  水
ｇ１，ｇ２，ｇ３  間隙
ｒ１，ｒ４，ｒ７  大半径
ｒ２，ｒ５，ｒ６，ｒ８  小半径
【図１】
2007292914.tif 000004
【図２】
2007292914.tif 000005
【図３】
2007292914.tif 000006
【図４】
2007292914.tif 000007
【図５】
2007292914.tif 000008
【図６】
2007292914.tif 000009
【図７】
2007292914.tif 000010
【図８】
2007292914.tif 000011
【図９】
2007292914.tif 000012