(57)【要約】【課題】上下方向のカール矯正を一組のローラ対で行うことができ、しかも設置スペースの狭いカール矯正装置および画像形成装置を提供する。【解決手段】カール矯正ローラ対４０は、複数の穴４４ａが表面に開けられている中空の金属製パイプ４４の外周面上に伸縮性弾性部材４６を設けたローラ４２ａ，４２ｂを並べたものである。伸縮性弾性部材４６はゴムや樹脂などからなり、その両端部は金属製パイプ４４に接着剤などにより堅固に取り付けられている。画像形成装置によるコピーが開始されると、エアーが、カール矯正ローラ対４０の上ローラ４２ａの開口部４９を通って、金属製パイプ４４の中空内部４４ｂに送り込まれ、金属製パイプ４４の表面に設けた穴４４ａを通って、伸縮性弾性部材４６を膨らませ、伸縮性弾性部材４６の径を大きくし、カール矯正ローラ対４０に用紙のカールを矯正するためのニップ部Ｎが形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成された用紙のカールを矯正するカール矯正装置であって、
複数の穴が表面に開けられている中空のパイプ外周面上に伸縮性弾性部材を設けたローラを２本並べたカール矯正ローラ対を備え、
前記カール矯正ローラ対の一方もしくは両方のローラのパイプに流体を送り込んで前記伸縮性弾性部材の径を変化させることにより、前記カール矯正ローラ対に用紙のカールを矯正するためのニップ部が形成されること、
を特徴とする、カール矯正装置。
【請求項２】
前記流体が液体もしくは気体であることを特徴とする、請求項1に記載のカール矯正装置。
【請求項３】
前記流体が電気粘性流体であり、該電気粘性流体に電圧をかけて電気粘性流体の粘度を変化させることにより、前記カール矯正ローラ対の伸縮性弾性部材の径の比率が調節可能であることを特徴とする、請求項1に記載のカール矯正装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカール矯正装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置。
【請求項５】
画像形成装置本体に設けた操作部を手動操作することにより、カール矯正量が調整可能であることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成された用紙のカールを矯正するカール矯正装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真記録方式の画像形成装置においては、用紙に転写された未定着トナー像を用紙に定着する定着部で、定着ローラ対のニップ部で用紙に熱および圧力などが加えられることによって用紙にカールが発生することがある。従来より、画像形成後の用紙のカールはその後の搬送、又は後処理に対して問題が起こりやすいため、各種のカール矯正方法が考えられている。例えば、特許文献１のカール矯正装置は、弾性ローラと冷却パイプローラとを互いの外周面でニップさせ、該ニップに用紙を通過させることにより、用紙のカールを矯正するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２９５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のカール矯正装置は、一組のローラ対で、上方向に凸形状のカールおよび下方向に凸形状のカールのいずれか一方向のカール矯正しか行えなかった。従って、上下二方向のカールに対応するためには、少なくとも二組のローラ対が必要であり、矯正機構が複雑になってしまい、設置スペースが広くなるという問題があった。
【０００５】
それゆえに、本発明の主たる目的は、上下方向のカール矯正を一組のローラ対で行うことができ、しかも設置スペースの狭いカール矯正装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、画像形成された用紙のカールを矯正するカール矯正装置であって、複数の穴が表面に開けられている中空のパイプ外周面上に伸縮性弾性部材を設けたローラを２本並べたカール矯正ローラ対を備え、カール矯正ローラ対の一方もしくは両方のローラのパイプに流体を送り込んで伸縮性弾性部材の径を変化させることにより、カール矯正ローラ対に用紙のカールを矯正するためのニップ部が形成されること、を特徴とする、カール矯正装置である。
【０００７】
請求項１の発明では、カール矯正ローラ対の一方もしくは両方のローラのパイプに流体を送り込んで伸縮性弾性部材の径を変化させることにより、カール矯正ローラ対に用紙のカールを矯正するためのニップ部が形成される。例えば、下方向に凸形状にカールした用紙を矯正する場合には、カール矯正ローラ対の上ローラのパイプに流体を送り込んで、下ローラより上ローラの伸縮性弾性部材の径を大きくすることにより、下方向に凸形状にカールした用紙が矯正される。また、上方向に凸形状にカールした用紙を矯正する場合には、カール矯正ローラ対の下ローラのパイプに流体を送り込んで、上ローラより下ローラの伸縮性弾性部材の径を大きくすることにより、上方向に凸形状にカールした用紙が矯正される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、流体が液体もしくは気体であることを特徴とする、カール矯正装置である。
【０００９】
請求項２の発明では、流体として液体もしくは気体を用いることができ、設計の自由度が大きい。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明に従属する発明であって、流体が電気粘性流体であり、該電気粘性流体に電圧をかけて電気粘性流体の粘度を変化させることにより、カール矯正ローラ対の伸縮性弾性部材の径の比率が調節可能であることを特徴とする、カール矯正装置である。
【００１１】
請求項３の発明では、電気粘性流体に電圧をかけて電気粘性流体の粘度を変化させることにより、カール矯正ローラ対の伸縮性弾性部材の径の比率が調節可能であるため、カールした用紙をより一層適切に矯正することができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のカール矯正装置を備えたことを特徴とする、画像形成装置である。
【００１３】
請求項４の発明では、画像形成跡の用紙の上下方向のカール矯正を、一組のカール矯正ローラ対で行うことができ、構成が簡素となる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明に従属する発明であって、画像形成装置本体に設けた操作部を手動操作することにより、カール矯正量が調整可能であることを特徴とする、画像形成装置である。
【００１５】
請求項５の発明では、操作部からの手動操作でカール矯正量を調整することができるため、ユーザ自身の判断によりカール矯正量を調整することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、画像形成後の上下両方向の用紙カールを、一組のカール矯正ローラ対で矯正することができるので、構成が簡素で、しかも設置スペースの狭いカール矯正装置および画像形成装置を得ることができる。
【００１７】
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は画像形成装置本体１に装着された用紙排出装置２を示す概略構成図である。画像形成装置本体１の内部には、図示しない画像形成手段が設けられており、この画像形成手段によって用紙に所望の画像を形成する。画像形成手段としては、電子写真記録方式やインクジェット記録方式などの周知の記録方式が採用される。用紙排出装置２は画像形成装置本体１の側面に装着されている。所望の画像が形成された用紙は、画像形成装置本体１の排出ローラ対によって排出部から排出され、用紙排出装置２に送り込まれる。
【００１９】
用紙排出装置２は、用紙にパンチ穴を形成するパンチ穴形成装置３８と、処理トレイ５１上に積載された用紙束の端部を揃えてステイプル処理を行う端綴じユニットＳＵとを備えている。
【００２０】
パンチ穴形成装置３８は用紙排出装置２の上部にあって、第１排出ローラ２０と第２排出ローラ２３の間に配設されている。画像形成装置本体１において画像形成された用紙は、用紙排出装置２の右上方に設けられた用紙搬入口３２から搬入ローラ対を介して給紙され、パンチ穴形成処理及びステイプル処理のいずれも行わない場合は、用紙は第１分岐部１９を上方向に進み、第１排出ローラ対２０より装置外部に排出され、装置上面に設けられた第１サブトレイ２１上に積載される。
【００２１】
パンチ穴形成処理及びステイプル処理の少なくとも１つを行う場合は、用紙は用紙搬送路１０を左方向へ進み、パンチ穴形成装置３８を通過する。このとき、パンチ穴形成が指示されている場合は搬入ローラ対３３によりレジストレーション補正された後、用紙の所定位置にパンチ穴が形成され、パンチ穴形成が指示されていない場合はそのままパンチ穴形成装置３８を通過し、カール矯正ローラ対４０を介して第２分岐部２２に搬送される。
【００２２】
ステイプル処理を行わない場合には用紙は第２分岐部２２を上方向に進み、第２排出ローラ対２３より装置外部に排出されて第２サブトレイ２４上に積載される。
【００２３】
一方、ステイプル処理を行う場合には用紙は第２分岐部２２を下方向に進み、後述する端綴じユニットＳＵに搬送される。パンチ穴形成装置３８の下方に配置される端綴じユニットＳＵは、処理トレイ５１及び束先端揃えフック５９、処理トレイ５１に用紙を搬入する第１搬入部６２、第２搬入部６３、端綴じ用ステイプル装置５５等から構成されている。所定サイズ（ここではＡ４サイズ）以下の用紙は第１搬入部６２より処理トレイ５１に積載され、所定サイズよりも大サイズの用紙は第２搬入部６３より処理トレイ５１に積載される。
【００２４】
処理トレイ５１には、処理トレイ５１に沿って上下に移動可能な束先端揃えフック５９が設けられている。束先端揃えフック５９は、用紙の搬入時には処理トレイ５１の下端に待機しており、搬入ローラ５３から処理トレイ５１上に順次搬入された用紙の搬送方向の一端が束先端揃えフック５９で支持される。束先端揃えフック５９には、処理トレイ５１上に積載された用紙束の厚さを検知する厚みセンサ（図示せず）が設けられている。
【００２５】
束先端揃えフック５９の待機位置近傍には、端綴じ用ステイプル装置５５が設けられている。端綴じ用ステイプル装置５５は、束先端揃えフック５９によって搬送方向端部が整合された一組の用紙についてステイプル処理を行う。処理トレイ５１上に積載された用紙束は、束先端揃えフック５９により整合され、端綴じ用ステイプル装置５５に移動して下端を綴じられた後、再び処理トレイ５１に沿って上方に移動し、束排出ローラ対１２を介して積載トレイ（メイントレイ）１１に排出される。
【００２６】
次に、カール矯正装置について詳細に説明する。図２はカール矯正装置のカール矯正ローラ対４０の概略構成を示す一部切り欠き斜視図であり、図３（Ａ）は側面図、図３（Ｂ）は断面図である。カール矯正ローラ対４０は、複数の穴４４ａが表面に開けられている中空の金属製パイプ４４の外周面上に伸縮性弾性部材４６を設けたローラ４２ａ，４２ｂを並べたものである。伸縮性弾性部材４６はゴムや樹脂などからなり、その両端部は金属製パイプ４４に接着剤などにより堅固に取り付けられている。
【００２７】
金属製パイプ４４のそれぞれは両端部に支持軸４８ａ，４８ｂを有し、さらに支持軸４８ｂには開口部４９が形成され、金属製パイプ４４の中空内部４４ｂに連通している。図示しないが、開口部４９には、エアー弁を介して流体ポンプ（エアーポンプあるいは水圧ポンプなど）が連結している。
【００２８】
画像形成装置によるコピーが開始されると、図４(Ａ)および（Ｂ）に示すように、例えばエアーポンプを稼動させることによって、エアーが、カール矯正ローラ対４０の上ローラ４２ａの開口部４９を通って、金属製パイプ４４の中空内部４４ｂに送り込まれる。中空内部４４ｂのエアー圧力が上昇すると、中空内部４４ｂのエアーは、金属製パイプ４４の表面に設けた穴４４ａを通って、金属製パイプ４４と伸縮性弾性部材４６の間に放出され、充填される。伸縮性弾性部材４６は膨らみ、伸縮性弾性部材４６の径が大きくなり、カール矯正ローラ対４０に用紙のカールを矯正するためのニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎにおいては、上ローラ４２ａの伸縮性弾性部材４６が下ローラ４２ｂの剛性によって凹形状に変形している。伸縮性弾性部材４６が所定の径になると、エアー弁が閉じられる。
【００２９】
この状態で、図５に示すように、下方向に凸形状にカールした画像形成後の用紙Ｐをカール矯正ローラ対４０に送り込むと、用紙Ｐはニップ部Ｎでカールの方向とは逆方向に（上方向に凸形状に）曲げられながら搬送され、矯正される。従って、カール矯正ローラ対４０から出てきた用紙Ｐは、ほとんどカールのない状態となる。
【００３０】
逆に、上方向に凸形状にカールした用紙Ｐを矯正する場合には、図６に示すように、カール矯正ローラ対４０の下ローラ４２ｂの金属製パイプ４４の中空内部４４ｂにエアーが送り込まれる。中空内部４４ｂのエアーは、金属製パイプ４４の表面に設けた穴４４ａを通って、伸縮性弾性部材４６を膨ませ、伸縮性弾性部材４６の径を大きくして、カール矯正ローラ対４０に用紙のカールを矯正するためのニップ部Ｎを形成する。ニップ部Ｎにおいては、下ローラ４２ｂの伸縮性弾性部材４６が上ローラ４２ａの剛性によって凹形状に変形している。この状態で、上方向に凸形状にカールした画像形成後の用紙Ｐをカール矯正ローラ対４０に送り込むと、用紙Ｐはニップ部Ｎでカールの方向とは逆方向に（下方向に凸形状に）曲げられながら搬送され、矯正される。従って、カール矯正ローラ対４０から出てきた用紙Ｐは、ほとんどカールのない状態となる。
【００３１】
画像形成装置によるコピーが終了すると、図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、エアー弁が開放され、ローラ４２ａの伸縮性弾性部材４６と金属製パイプ４４との間に充填されたエアーが、伸縮性弾性部材４６の収縮力により、金属製パイプ４４内、ならびに、開口部４９を通って、ローラ４２ａ外に放出される。これにより、カール矯正ローラ対４０は元の状態に戻る。
【００３２】
カール矯正ローラ対４０の制御は、自動制御あるいは手動制御で行われる。自動制御の場合は、以下の通りである。画像形成装置によるコピーが開始されると、画像形成装置本体１に設けた湿度センサーが外環境の湿度を測定する。制御装置は、得られた湿度に基づいて、画像形成後の用紙Ｐのカール方向とカール量を推定し、エアーポンプを稼動させ、画像形成装置本体１に設けた制御装置のメモリに予め設定されているエアー供給量をカール矯正ローラ対４０のローラ４２ａ，４２ｂのいずれか一つに供給する。エアー供給後、エアー弁を閉じて伸縮性弾性部材４６の膨らみ量を維持する。この状態で、カールした画像形成後の用紙Ｐがカール矯正ローラ対４０に送り込まれ、用紙Ｐはニップ部Ｎでカールの方向とは逆方向に曲げられながら搬送され、矯正される。画像形成装置によるコピーが終了すると、エアー弁が開放され、カール矯正ローラ対４０は元の状態に戻る。
【００３３】
一方、手動制御の場合は、図８に示すように、画像形成装置本体１の上面に設けた操作パネル７０からキー入力する。例えば、下方向に凸形状にカールした用紙Ｐを矯正する場合には、操作部７６のニップ圧力増減スイッチ７６ａを適宜押し、圧力レベル表示部７６ｂを見ながら所定のニップ圧力レベルに設定する。このとき、上方向に凸形状にカールした用紙Ｐを矯正するための操作部７６は、ニップ圧力増減スイッチ７６ａによって、圧力レベル表示部７６ｂがゼロとなるように設定する。これにより、エアーがカール矯正ローラ対４０に送り込まれ、下ローラより上ローラの伸縮性弾性部材の径を大きくすることにより、下方向に凸形状にカールした用紙が矯正される。
【００３４】
以上の構成からなるカール矯正装置は、画像形成後の上下両方向の用紙カールを、一組のカール矯正ローラ対４０で矯正することができるので、構成が簡素で、しかも設置スペースの狭いカール矯正装置および画像形成装置を得ることができる。さらに、流体として、液体もしくは気体を用いることができ、設計の自由度を大きくできる。さらに、カール矯正ローラ対４０がパンチ穴形成装置３８の下流に設けられているため、パンチ穴を開ける際に用紙のバリが生じても、そのバリをカール矯正ローラ対４０によって潰すことができる。
【００３５】
また、図９に示すようなカール矯正装置であってもよい。このカール矯正装置は、カール矯正ローラ対４０のローラ４２ａ，４２ｂの両端部の支持軸４８ａ，４８ｂに、それぞれ環状の絶縁体８０を挿通している。絶縁体８０には電圧端子８２ａ，８２ｂが取り付けられている。電圧端子８２ａ，８２ｂは、金属製支持軸４８ａ，４８ｂ内に電気的に絶縁された状態で配置されている。そして、電圧端子８２ａと電圧端子８２ｂとの間には、電圧が印加されている。
【００３６】
一方、流体としては電気粘性流体を用いる。電気粘性流体は電圧を印加すると、その粘度が変化する流体である。これにより、該電気粘性流体に電圧端子８２ａと電圧端子８２ｂとの間に印可されている電圧をかけて電気粘性流体の粘度を変化させ、カール矯正ローラ対４０の二つのローラ４２ａ，４２ｂの伸縮性弾性部材４６の径の比率を変化させることができるため、カールした用紙をより一層適切に矯正することができる。
【００３７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。前記実施の形態では、二つのローラ４２ａ，４２ｂのうちの一方のローラの金属製パイプ４４に流体を送り込んで伸縮性弾性部材４６の径を変化させるが、両方のローラ４２ａ，４２ｂの金属製パイプ４４に流体を送り込んで伸縮性弾性部材４６の径を変化させるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るカール矯正装置のカール矯正ローラ対の概略構成を示す一部切り欠き斜視図である。
【図３】（Ａ）はカール矯正ローラ対の側面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図４】カール矯正装置の動作を説明するためのものであり、（Ａ）はカール矯正ローラ対の側面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図５】カール矯正装置の動作を説明するための模式説明図である。
【図６】カール矯正装置の動作を説明するための模式説明図である。
【図７】カール矯正装置の動作を説明するためのものであり、（Ａ）はカール矯正ローラ対の側面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図８】手動制御を説明するための操作パネルを示す模式斜視図である。
【図９】本発明に係るカール矯正装置の別の実施形態を示すカール矯正ローラ対の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  画像形成装置本体
４０  カール矯正ローラ対
４２ａ，４２ｂ  ローラ
４４  金属製パイプ
４４ａ  穴
４６  伸縮性弾性部材
Ｎ  ニップ部
【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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