JP4957522B2 - カール矯正装置、およびカール矯正装置を具備する画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙のカールを矯正するカール矯正装置、及び、カール矯正装置を具備した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光体から画像を転写された用紙が定着装置に送り込まれ、加熱ローラと加圧ローラとで用紙を挟持し、画像を加熱定着させてから排紙ローラに送り出され、排紙ローラで引っ張るようにして定着装置から取り出され、さらに、排出ローラから後処理装置に送り出される。

しかしながら、用紙が加熱ローラの周面に押しつけられながら送られる間に加熱ローラの周面に沿うように癖付けられて上または下に反り返り、カールすることがある。

このようにカールした用紙は、用紙搬送経路が長くなる後処理装置等の搬送過程でジャムになり易い問題がある。

このような問題を防止するために、定着装置から送り出された用紙を、搬送ベルトと当該搬送ベルトへの巻き付き角度（押圧力）変更可能な搬送ローラとで挟持し、カール量に応じてカール方向とは逆方向に前記搬送ローラを押し当てることにより、カール矯正する方法（例えば、特許文献１参照）や、定着後の用紙が、表面硬度の柔らかいカール矯正ローラとこれに圧接する表面硬度の硬い加圧ローラによって形成されるニップを通過する際に、カール方向（画像面が凹または凸となる方向）とは逆カール方向（画像面が凸または凹となる方向）に型付けされ、時間経過と共にトナーが凝縮して画像面側が縮んでカールが生じるが、逆カールが付与されているため、カールは相殺されて用紙の平面性を維持する方法（例えば、特許文献２参照）等が開示されている。
特開平５−３４１６００号公報 特開平６−３９００号公報

しかしながら、特許文献１の方式では、カール方向（正カール／逆カール）やカール形状（用紙進行方向と直行／平行／斜め）によって、効果あるカールが限定されてしまい、全てのカールに対して効果があるわけではない。また、この方式では一般的に高価な搬送ベルトやスポンジローラを使用する必要があり、装置全体のコストがアップしてしまう欠点がある。更に、搬送ベルトやスポンジローラは、通常の搬送手段と比較して、耐久性や耐熱性において劣る傾向があるため、メンテナンス性や取り付け場所を配慮する必要がある。

また、特許文献２の方式でも、カール方向（正カール／逆カール）やカール形状（用紙進行方向と直行／平行／斜め）によって、効果あるカールが限定されてしまい、全てのカールに対して効果があるわけではない。また、コルゲーション（波形型押し）により用紙に縦スジがつくとともに、用紙にコシが加わった状態で搬送されることにもなり、搬送性能に影響され易く、適用箇所が限定される不便がある。

本発明は、紙種やカール方向に限定されない、搬送性能への影響も少ないカール矯正装置、および当該カール矯正装置を具備した画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は、下記の構成によって達成される。

（１）用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、前記間隙可変機構は、前記第１の用紙搬送ローラにより搬送される用紙の先端が前記第２の用紙搬送ローラに到達するまでは、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を所定の間隙とし、前記用紙の先端が前記第２の用紙搬送ローラに到達後は、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を前記所定の間隙より狭い間隙とすることを特徴とするカール矯正装置。
（２）用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、前記波打ち形状は、用紙の搬送方向に向かって放射状またはハの字状に広がった形状であることを特徴とするカール矯正装置。
（３）用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、連続通紙時における先行用紙と次の用紙との用紙間隔は、前記一対の用紙搬送ガイドの搬送方向の長さより長いことを特徴とするカール矯正装置。

（４）（１）〜（３）のいずれか１つに記載のカール矯正装置を具備する画像形成装置。

搬送性能への影響が少なく、全てのカールに対して矯正効果を発揮でき、メンテナンス性の向上となり、安定した用紙搬送効果が得られる。

図１は、カール矯正装置を有する後処理装置を伴った画像形成装置を示す図である。

図１において、本発明のカール矯正装置を搭載する画像形成装置Ａは、両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦ、装置本体Ａ１、後処理装置Ａ２からなっている。

両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦは、装置本体Ａ１の上部に配置され開閉可能となっている。原稿給紙台ａの原稿は、給紙ローラｂおよび搬送ドラムｅに搬送され、原稿が搬送される。

次に、装置本体Ａ１は、画像読み取り装置１、制御手段２、画像書き込み装置３、画像形成部４、給紙トレイ５、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、再搬送手段８Ａ等で構成されている。

画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。両面原稿自動送り装置ＲＡＤＦによる原稿の読み取りは、露光ユニット１４がスリット露光用ガラス１３の下方の初期位置に停止した位置において行われる。原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。

画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は制御手段２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。画像書き込み手段３に含まれる図示しない半導体レーザからの出力光が、感光体である感光体ドラム２１に照射され静電潜像を形成する。

画像形成部４においては、感光体ドラム２１の表面に帯電器２２により帯電がなされ、画像書き込み手段３の半導体レーザからのレーザ光の照射により静電潜像が形成される。

次に現像装置２３により前記静電潜像がトナーで現像されてトナー像となる。当該トナー像は、給紙トレイ５から搬送された用紙Ｐ上に転写器２９Ａにより転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、分離器２９Ｂにより感光体ドラム２１表面から剥離される。その後、クリーニング装置２６により感光体ドラム２１上の転写残トナーが除去される。トナー像が転写された用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着装置７で、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２によって定着され、排紙手段８により後処理装置Ａ２へ搬送される。

なお、両面コピーの場合は、第１面に画像形成された用紙Ｐは、搬送路切り替え板８２により再搬送手段８Ａに送り込まれ、反転され、再び画像作成部４において第２面に画像形成後、排紙手段８により装置外の後処理装置Ａ２へ搬送される。

前述したが、定着装置等を通過したカール状態の用紙は、その後の用紙搬送経路において安定した搬送が保てず、ジャムになったり、また、排紙手段で不安定な積載となる不便が生じる。

本発明によると、用紙のカール方向（正カール／逆カール）、カール形状（進行方向と直角／平行／斜め）によらず、全てのカールに対して矯正効果を発揮することができる。

以下、図２を基に、カール矯正装置の実施の形態について説明する。

図２は、本発明に係わるカール矯正装置の実施の形態を示す図である。

図２（ａ）は、図２（ｂ）のＺＺ断面矢視図である。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印Ｙ方向から視た平面図である。

図２において、カール矯正装置９は、後処理装置Ａ２の用紙の入口側にある第１の用紙搬送ローラである搬送ローラＲ１と出口側にある第２の用紙搬送ローラである搬送ローラＲ２との間に配置されている。当該カール矯正装置９は、上側搬送ガイドであるカール矯正板９１Ａと下側カール矯正板９１Ｂとの間隔（搬送通路）を調整するカール矯正機構９ａと、カール矯正板の用紙の入口側と出口側にあるガイド部材９１と９２等で構成されている。

カール矯正機構９ａは、前側板９Ａ、後側板９Ｂが不図示のステイで固定され、一体化された枠体９０と、当該枠体９０の内側で、波打ち形状の搬送ガイドであるカール矯正板９１ＡをステイＳ１を介して（横架して）支持する２枚（前側、後側）のスライド支持板９０Ａと、当該スライド支持板９０Ａを前側板９Ａ、後側板９Ｂの面に沿って前記上下にスライドさせる偏芯カム９２Ａと、が用紙搬送経路ｔの上側に配置され、用紙搬送経路ｔの下側には、用紙搬送経路ｔを介して対称的に、波打ち形状の搬送ガイドであるカール矯正板９１ＢをステイＳ２を介して（横架して）支持する２枚（前側、後側）のスライド支持板９０Ｂと、当該スライド支持板９０Ｂを上下にスライドさせる偏芯カム９２Ｂと、等から構成されている。

前記スライド支持板９０Ａ、９０Ｂには、前記前側板９Ａ、前記後側板９Ｂに鋲着されたガイドピンｑに係合するガイド溝ｇが設けられ、前記スライド支持板９０Ａ、９０Ｂは前記ガイドピンｑに沿って上下にスライドする。また、前側、後側の前記スライド支持板９０Ａ、９０Ｂと、前記前側板９Ａ、前記後側板９Ｂとにはそれぞれ４本のコイルバネ９３Ａ、９３Ｂのフックが掛止されている。前記スライド支持板９０Ａ、９０Ｂのエッジ部ｈ１、ｈ２には偏芯カム９２Ａ、９２Ｂが前記コイルバネ９３Ａ、９３Ｂの張力に抗して当設している。前記偏芯カム９２Ａ、９２Ｂは前記前側板９Ａ、前記後側板９Ｂに軸受を介して支持された回動軸９５Ａ、９５Ｂに軸止され不図示の動力源（パルスモータ）から歯車９６Ａ、９６Ｂを介して動力を得て回動する。

したがって、カール矯正板９１Ａ、９１Ｂはスライド支持板９０Ａ、９０ＢのステイＳ１、Ｓ２に取り付けられているので、前記偏芯カム９２Ａ、９２Ｂの回動角度に応じて前記カール矯正板９１Ａとカール矯正板９１Ｂとの間隔を上記のような可変機構によって変化させることができる。

前記カール矯正板９１Ａと９１Ｂの用紙搬送直角方向の断面は、図３に示すように波打ち形状となっている。

図３は、図２（ｂ）に示す上、下のカール矯正板のＸＸ断面を示す図である。

図２、図３において、カール矯正板９１Ａの波打ち形状（断面）の山部とカール矯正板９１Ｂの谷部との位相が重なるように配置されている。また、カール矯正板９１Ａ、９１Ｂの用紙搬送面はフッ素系樹脂がコーティングされており用紙とカール矯正板との摩擦抵抗を減少させている。

前記偏芯カム９２Ａと偏芯カム９２Ｂは、前記スライド支持板９０Ａとスライド支持板９０Ｂの上下移動を互いに対称となるような位相に調整されており、前記スライド支持板９０Ａが下方に移動すれば、スライド支持板９０Ｂは上方に移動することになる。

図４は、カール矯正板の波打ち形状の例を示す図である。

図４（ａ）は、用紙搬送方向に対し放射状に波打ちされたカール矯正板を示し、図４（ｂ）は、用紙搬送に対しＶの字状に波打ちされたカール矯正板を示している。

したがって、偏芯カム９２Ａ、９２Ｂの回動角度により前記スライド支持板９０Ａ、９０Ｂの間隔Ｃは変化する。すなわち、カール矯正装置９での用紙搬送経路ｔは、例えば、通常の搬送状態では、間隔Ｃ１（図３（ａ））とすれば、カール状態の程度に応じて間隔Ｃ２（図３（ｂ））になるように制御することにより、カール状態の用紙を波打ち形状のカール矯正板間で矯正することによってカールを減少させることができる。

以下、本実施の形態における、用紙のカール矯正プロセスについて説明する。

定着処理されたカール状態の用紙は、排紙手段８（図１参照）から後処理装置Ａ２に受入れられ、搬送ローラＲ１に挟持され、用紙ガイド部材９１を通過して用紙搬送経路ｔに沿って前記カール矯正板９１Ａと９１Ｂとの間を搬送される。この時、間隔Ｃはカール状態の用紙が通過するのに十分な所定の間隔Ｃ１となっている。その後、用紙先端が搬送ローラＲ２の上流近傍に配置された紙検知手段である用紙センサＳＮで検知され、搬送ローラＲ２に到達後は制御手段２からの指令によって偏芯カムが所定の角度回動し、前記間隔Ｃ１を間隔Ｃ２に狭めるように前記カール矯正板９１Ａ、９１Ｂが移動させ、搬送ローラＲ２は、放射状またはＶの字状に波打ちされた狭いカール矯正板の間隔Ｃで、用紙を斜め方向に伸ばし、しごくような状態で搬送する。

間隔Ｃ２は、用紙の条件（紙種、サイズ、斤量、カール状態等）、使用環境（高温湿、低温湿、普通）、装置の使用状態（搬送ローラの磨耗、変形等）によって変化させることができ、これらの条件を加味したテーブルが制御手段２に記憶され、その条件に応じて間隔Ｃ２を決定することができる。すなわち、例えば、操作パネル上で上記のような条件をインプットしてカール矯正板の間隔を変化させることができる。また、用紙の条件、使用環境、装置の使用状態を自動で検知し、制御手段によって間隔Ｃを自動で変化させてもよい。

ただし、前記搬送ガイドの搬送方向の長さＬは、連続通紙時の用紙間隔（先行用紙後端と後続用紙先端との間隔）よりも短くすることにより、先行用紙のカール矯正処理中（間隔Ｃ２）に、後続用紙が搬送ガイドである狭いカール矯正板間に進入するのを防止している。

上記のカール矯正装置では、定着処理後の用紙のカール矯正に適用する例として説明したが、カールの発生し易い他の用紙搬送経路、例えば、図１で再搬送手段８Ａ、あるいは転写・給紙間の搬送経路５Ａにも適用することもできる。また、実施の形態では、上、下双方のカール矯正板を移動させて間隔を変化させてたが、いずれか一方のカール矯正板は固定し、他方を移動させるようにして間隔を調整してもよい。

本発明のカール矯正装置によって、カール方向、カール形状によらず全てのカールに対して矯正効果を発揮することができ、当該カール矯正装置を具備した画像形成装置は、従来のような搬送ベルトや軟質（スポンジ）ローラの交換も不要となり、メンテナンス向上と安定した用紙搬送が可能となる。

カール矯正装置を有する後処理装置を伴った画像形成装置を示す図である。 本発明に係わるカール矯正装置の実施の形態を示す図である。 図２（ｂ）に示す上、下のカール矯正板のＸＸ断面を示す図である。 カール矯正板の波打ち形状の例を示す図である。

符号の説明

２ 制御手段
４ 画像形成部
７ 定着装置
８ 排紙手段
９ カール矯正装置
９ａ カール矯正機構
９０ 枠体
９１、９２ ガイド部材
９Ａ 前側板
９Ｂ 後側板
９０Ａ、９０Ｂ スライド支持板
９１Ａ、９１Ｂ カール矯正板
９２Ａ、９２Ｂ 偏芯カム
ＳＮ 用紙センサ

Claims (5)

1. 用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、
   前記間隙可変機構は、前記第１の用紙搬送ローラにより搬送される用紙の先端が前記第２の用紙搬送ローラに到達するまでは、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を所定の間隙とし、前記用紙の先端が前記第２の用紙搬送ローラに到達後は、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を前記所定の間隙より狭い間隙とすることを特徴とするカール矯正装置。
2. 用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、
   前記波打ち形状は、用紙の搬送方向に向かって放射状またはハの字状に広がった形状であることを特徴とするカール矯正装置。
3. 用紙を所定の経路に搬送する用紙搬送経路の途中に配置される用紙のカールを矯正するカール矯正機構と、前記カール矯正機構の入口側に配置される第１の用紙搬送ローラと、前記カール矯正機構の出口側に配置される第２の用紙搬送ローラと、を有するカール矯正装置において、前記カール矯正機構は、用紙の搬送方向に対し直角方向断面で波打ち形状を有する板からなる上側搬送ガイドと、前記上側搬送ガイドの波打ち形状と嵌合する波打ち形状を有する板からなる下側搬送ガイドからなる一対の用紙搬送ガイドと、前記一対の用紙搬送ガイドの上下の間隙を可変する間隙可変機構と、を備え、
   連続通紙時における先行用紙と次の用紙との用紙間隔は、前記一対の用紙搬送ガイドの搬送方向の長さより長いことを特徴とするカール矯正装置。
4. 前記第２の用紙搬送ローラの用紙の搬送方向上流側直前に用紙検知手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
5. 前記請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカール矯正装置を具備する画像形成装置。

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