(57)【要約】【課題】用紙のカール量を適正な量に修正することができる用紙搬送装置を提供する。【解決手段】従動ローラ１２１および駆動ローラ１２２からなる搬送ローラ対の押圧力を変更する押圧力可変機構を設ける。従動ローラ１２１は、可動式である。制御部は、搬送ローラ対の上流側で発生した用紙のカール量が大きくなるほど押圧力可変機構の押圧力を強く設定する。カール量は、例えば用紙との距離を検出する検出センサ５０で検出する。押圧力可変機構は、例えばＲが異なる回転カムをモータで回転させることにより実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラおよび従動ローラからなる搬送ローラ対と、
前記搬送ローラ対の押圧力を変更する押圧力可変機構と、
前記搬送ローラ対の上流側で発生した用紙のカール量が大きくなるほど前記押圧力可変機構の押圧力を強く設定する制御手段と、
を備えた用紙搬送装置。
【請求項２】
前記用紙の種類を受け付ける用紙種類受付部を備え、
前記制御手段は、厚い種類の用紙ほど前記押圧力を強く設定する請求項１に記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
両面印刷を行うか、片面印刷を行うかを受け付ける印刷モード受付部を備え、
前記制御手段は、片面印刷時の押圧力を両面印刷時の押圧力より強く設定する請求項１、または２に記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
前記搬送ローラ対の上流側に設けられ、前記用紙のカール量を検出する検出センサを備え、
前記制御手段は、前記検出センサの検出したカール量が大きいほど前記押圧力を強く設定する請求項１〜３のいずれかに記載の用紙搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の用紙搬送装置と、
前記用紙搬送装置の上流側に設けられた定着機構と、
を備え、
前記制御手段は、前記定着機構の定着動作によって生じたカール量が大きくなるほど前記押圧力を強く設定する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用紙を搬送する用紙搬送装置、および当該用紙搬送装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙に画像を形成する画像形成装置は、用紙に付着したトナーを定着機構によって加熱融着させる。用紙は、加熱された面側の水分量が減少して収縮する。そのため、加熱された面側を中心として湾曲し、カールが発生する。
【０００３】
そこで、画像形成装置では、定着機構の下流側の搬送ローラ対（駆動ローラおよび従動ローラ）で、用紙に押圧を加え、カールを修正することが行われている（特許文献１を参照）。特許文献１の装置では、ねじりコイルバネを用いて従動ローラを押圧する機構が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６５０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
用紙のカール量は、用紙の種類（主に厚さ）によって異なる。カール量が異なると、排出された用紙のスタッキング性にばらつきが発生する。特許文献１の装置は、ねじりコイルバネの押圧力が従動ローラ全体に均一に掛かるものであるが、カール量のばらつきを修正することはできない。
【０００６】
そこで、この発明は、用紙のカール量のばらつきを修正することができる用紙搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の用紙搬送装置は、駆動ローラおよび従動ローラからなる搬送ローラ対と、前記搬送ローラ対の押圧力を変更する押圧力可変機構と、前記搬送ローラ対の上流側で発生した用紙のカール量が大きくなるほど前記押圧力可変機構の押圧力を強く設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
例えば画像形成装置であれば、用紙は、上流側の定着機構によって加熱された側を中心として湾曲する。本発明の用紙搬送装置では、駆動ローラと従動ローラとで用紙をはさみ（湾曲した側に硬質のローラが配置される。）、カール量が大きくなるほど押圧力を強くしたことで、カール量を適正な量に修正することができる。
【０００９】
例えば、カール量は、厚紙では大きく、薄紙では小さくなる傾向がある。そこで、用紙の種類を受け付ける用紙種類受付部を備え、制御手段は、厚い種類の用紙ほどカール量が大きいとして押圧力を強く設定する。
【００１０】
また、両面印刷では両面から加熱を行うため、片面印刷よりカール量は少なくなる。そのため、両面印刷を行うか、片面印刷を行うかを受け付ける印刷モード受付部を備え、制御手段は、片面印刷時にはカール量が大きいとして、片面印刷時の押圧力を両面印刷時の押圧力より強く設定する態様も可能である。
【００１１】
また、搬送ローラ対の上流側で実際のカール量を検出する検出センサを備えることで、より正確に押圧力を設定することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、用紙のカール量が大きくなるほど搬送ローラ対の押圧力を強くしたため、用紙のカール量を適正な量に修正することができ、スタッキング性を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施形態に係る搬送ローラを備えた画像形成装置の正面断面の略図である。
【図２】定着機構および用紙搬送装置の構造を示す図である。
【図３】押圧力とニップ幅の関係を示した図である。
【図４】押圧力可変機構の構造を示す図である。
【図５】回転カムの形状を示す平面図である。
【図６】制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】制御部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、この発明の実施形態に係る用紙搬送装置を内蔵した画像形成装置の正面断面の略図である。
【００１５】
画像形成装置１００は、装置本体１１０および自動原稿処理装置１２０により構成され、外部から伝達された画像データに応じて、用紙に多色または単色の画像を形成する。
【００１６】
装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、および手差しトレイ８２を備えている。
【００１７】
装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられている。原稿載置台９２の上側には、自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に原稿を自動搬送する。自動原稿処理装置１２０は、図中矢印Ｍの方向に回動自在に支持されており、原稿載置台９２の上面を開放することにより、原稿を手置きすることができるようになっている。
【００１８】
画像形成装置１００は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーを用いて電子写真方式の画像形成を行うことにより、カラー画像を形成する。このため、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、および帯電器５は、色毎に４つ設けられている。ブラック単色のトナーを用いて画像形成を行う場合、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、および帯電器５は、１つ設けられていればよい。
【００１９】
帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電器５は、図１に示す非接触型の帯電チャージャの他、接触型の帯電ローラや帯電ブラシを用いることもできる。
【００２０】
露光ユニット１は、一例として、レーザ出射部や反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。露光ユニット１は、各色に対応した半導体レーザから各色の画像データに対応して変調されて出射されたレーザビームにより、各色に対応した感光体ドラム３の表面を走査し、静電潜像を形成する。露光ユニット１は、図１に示すＬＳＵの他、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いることもできる。
【００２１】
現像器２は、各色の感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像をトナーにより顕像化する。
【００２２】
感光体ドラム３の上方には、中間転写ベルトユニット６が配置されている。中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、およびクリーニングユニット６５を備えている。中間転写ローラ６４は、各色に対応して４つ設けられている。
【００２３】
中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、および中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を回転させる。中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３の表面に接触するように設けられている。
【００２４】
中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）と逆極性（＋）の電圧）が印加される。これにより、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像は、中間転写ローラ６４によって中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写される。なお、転写ローラに代えて、転写ブラシや転写チャージャを用いることも可能である。
【００２５】
中間転写工程後の感光体ドラム３の表面に残留したトナーは、クリーナユニット４によって感光体ドラム３の表面から除去される。
【００２６】
中間転写ベルト６１上に形成されたカラーのトナー像は、中間転写ベルト６１の回転、および用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０の回転によって用紙上に転写される。
【００２７】
このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）と逆極性（＋）の高電圧）が印加される。
【００２８】
さらに、転写ローラ１０は、上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２のいずれか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、または発泡性樹脂ローラ等）とする。
【００２９】
中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、クリーニングユニット６５によって除去・回収される。
【００３０】
装置本体１１０の下側に設けられた給紙カセット８１は、画像形成前の用紙を収納する。また、および手差しトレイ８２にも画像形成前の用紙を置くことができる。一般に、普通紙等の使用頻度の高い用紙が給紙カセット８１に収納され、使用頻度の低い葉書等の厚手の用紙や熨斗紙等の薄手の用紙は、使用時に手差しトレイ８２に収納される。
【００３１】
装置本体１１０には、給紙カセット８１または手差しトレイ８２に収納されている用紙を搬送するための用紙搬送路Ｓが設けられている。用紙搬送路Ｓは、転写ローラ１０から定着ユニット７を経て、装置本体１１０の上方に設けられている排紙トレイ９１まで用紙を搬送する経路である。用紙搬送路Ｓには、ピックアップローラ１１Ａ、ピックアップローラ１１Ｂ、複数の搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｄ、レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ユニット７が配置されている。
【００３２】
搬送ローラ１２Ａ〜１２Ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型ローラである。ピックアップローラ１１Ａは、給紙カセット８１の近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。ピックアップローラ１１Ｂは、手差しトレイ８２の近傍に備えられ、手差しトレイ８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
【００３３】
レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されている用紙を一旦保持した後、感光体ドラム３上のトナー像の先端と用紙の先端とが一致するタイミングでシートを転写ローラ１０に搬送する。
【００３４】
片面画像形成（片面印刷）時には、用紙は、給紙カセット８１または手差しトレイ８２から、搬送ローラ１２Ａおよびレジストローラ１３によって中間転写ベルト６１と転写ローラ１０との間に搬送される。その後、用紙は、定着ユニット７を通過し、搬送ローラ１２Ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。
【００３５】
両面画像形成（両面印刷）時には、用紙の一方の面にトナー像が転写されて定着ユニット７を通過した後、当該用紙の後端が最終の搬送ローラ１２Ｂに到達したときに、搬送ローラ１２Ｂが逆回転する。その後、用紙は、搬送ローラ１２Ｃおよび搬送ローラ１２Ｄを介して表裏面を反転した状態でレジストローラ１３を経て中間転写ベルト６１と転写ローラ１０との間に導かれる。そして、用紙は、他方の面にも画像が形成された後に、搬送ローラ１２Ｂを経て排紙トレイ９１に排出される。
【００３６】
図２は、定着機構である定着ユニット７と、本発明の用紙搬送装置の一部を構成する搬送ローラ１２Ｂの構造を示す図である。
【００３７】
定着ユニット７は、硬質のヒートローラ７１および軟質の加圧ローラ７２を備えている。ヒートローラ７１および加圧ローラ７２は、用紙を挟んで回転する。ヒートローラ７１は、鉄管等の芯金７１１にテフロン（登録商標）コート層（以下、単にコート層と言う。）７１２が被覆されたローラである。コート層７１２は、トナーの付着を防止するために設けられている。芯金７１１の内部にはヒータ７１３が設けられ、ヒートローラ７１は、トナーを定着可能な所定の温度に制御されている。加圧ローラ７２は、芯金７２２にシリコーンゴム７２３が被覆された弾性体のローラである。なお、各構成の材質は、上述の例に限るものではない。
【００３８】
定着ユニット７には、一方から未定着のトナー９８が転写された用紙が搬送される。ヒートローラ７１と加圧ローラ７２は、用紙を挟んで所定ニップで圧接されており、トナー９８を加熱融着させて用紙に定着させる。定着後、ヒートローラ７１の表面のコート層７１２は、図１に示したクリーニングテープ７３によって清掃される。
【００３９】
ここで、用紙は、加熱された面側の水分量が減少することにより収縮する。つまり、用紙は、同図中央に示すように、ヒートローラ７１側を中心として湾曲し、カールが発生する。カール量は、定着ユニット７の加熱量、ニップ形状（ニップ幅や深さ）、用紙の種類（厚さや材質）等によって異なる。下流側の搬送ローラ１２Ｂでは、上流側（定着ユニット７）で発生したカールを修正する。
【００４０】
搬送ローラ１２Ｂは、硬質の駆動ローラ１２１および軟質の従動ローラ１２２からなり、本発明の搬送ローラ対を構成する。定着ユニット７から排出された用紙は、搬送ガイド５１に案内されて搬送ローラ１２Ｂに搬送される。駆動ローラ１２１および従動ローラ１２２は、定着ユニット７と逆のニップ形状になるように配置されている。そのため、定着ユニット７の定着動作によって生じたカールが修正される。なお、定着ユニット７と逆のニップ形状になればよく、駆動側と従動側のどちらを硬質にしてもよい。
【００４１】
検出センサ５０は、搬送ガイド５１に対向して設けられている。検出センサ５０は、赤外線センサ等からなり、用紙との距離を測定することによりカール量を検出するセンサである。用紙の先端と検出センサ５０との距離がカール量となる。
【００４２】
制御部（不図示）は、検出センサ５０で検出したカール量が大きくなるほど、駆動ローラ１２１および従動ローラ１２２間の押圧力が強くなるように設定する。図３に示すように、押圧力を強く設定すると、ニップ幅や深さが大きくなり、カールの修正力が大きくなる（押圧力強でニップ幅Ａ、押圧力弱でニップ幅ＢとするとＡ＞Ｂ）。なお、押圧力とカール量の関係は、予め実験等によって求めておく。
【００４３】
これにより、搬送ローラ１２Ｂは、用紙のカール量を適正な量に修正する。従動ローラ１２２は、押圧力を可変とするため、可動式になっており、駆動ローラ１２１に当接する側の反対側（図中上側）から押圧力可変機構により押圧されている。押圧力可変機構は、どの様な態様であってもよいが、例えば以下の様に構成する。
【００４４】
図４は、押圧力可変機構の構造を示す図である。まず、同図（Ａ）に示す例を説明する。同図（Ａ）に示すように、押圧力可変機構は、従動ローラ１２１を押圧するねじりバネ８４を備えている。ねじりバネ８４は、一方の端部が従動ローラ１２１に当接し、他方の端部が装置本体フレームに設けられた溝に当接している。ねじりバネ８４は、他方の端部にレバー８５が取り付けられており、レバー８５は、装置本体の外側に露出している。上記溝は、深さが異なる３つの切り欠き８３Ａ〜８３Ｃにより構成されている。深い切り欠き８３Ａにレバー８５を移動させると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が弱くなる。浅い切り欠き８３Ｃにレバー８５を移動させると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が強くなる。その間の中程度の切り欠き８３Ｂにレバー８５を移動させると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力は中程度となる。ユーザは、排出された用紙のカール量に応じてレバー８５をいずれかの切り欠きに移動させる操作を行って、押圧力を変更し、用紙のカール量を適正な量に修正することができる。なお、レバー８５に、移動機構（ロボットアーム等）を設け、制御部が検出センサ５０で検出したカール量に応じて自動変更するように構成してもよい。
【００４５】
次に、同図（Ｂ）に示す例を説明する。同図（Ｂ）に示す例においても、押圧力可変機構は、従動ローラ１２１を押圧するねじりバネ８４を備えている。ねじりバネ８４は、一方の端部が従動ローラ１２１に当接し、他方の端部が装置本体フレームに可動的に接続された可動フレーム８６に当接している。上記溝は、階段状に３つの当接箇所８３Ｄ〜８３Ｆが設けられている。各当接箇所は、斜めに接続され、角部が面取りされて滑らかに接続されている。
【００４６】
可動フレーム８６を図中左方向に移動させると、ねじりバネ８４の他方の端部が深い当接箇所８３Ｄに当接する。可動フレーム８６を図中右方向に移動させると、ねじりバネ８４の他方の端部が浅い当接箇所８３Ｆに当接する。深い当接箇所８３Ｄに当接すると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が弱くなり、浅い当接箇所８３Ｆに当接すると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が強くなる。その間の当接箇所８３Ｅに当接すると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力は中程度となる。この例では、制御部が検出センサ５０で検出したカール量に応じて可動フレーム８６を左右に移動させることで、押圧力を変更する。
【００４７】
次に、同図（Ｃ）に示す例を説明する。同図（Ｃ）に示す例においても、押圧力可変機構は、従動ローラ１２１を押圧するねじりバネ８４を備えている。ねじりバネ８４は、一方の端部が従動ローラ１２１に当接し、他方の端部が回転カム８７に当接している。回転カム８７は、円盤状の金属板であり、回転する軸に取り付けられ、駆動モータ８８に回転ギアを介して接続されている。回転カム８７は、駆動モータ８８を回転制御することにより、任意の回転角度に制御することができる。
【００４８】
図５は、回転カム８７の形状を示す平面図である。回転カム８７は、中心からの距離（半径）が一定ではなく、それぞれ半径ｒ１，半径ｒ２，半径ｒ３となる３つの頂点が設けられている。制御部は、回転カム８７は、駆動モータ８８を回転制御することにより、３つの頂点のいずれかをねじりバネ８４の他方の端部に当接させる。最も短い半径ｒ１の頂点を当接させると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が弱くなり、最も長い半径ｒ３の頂点を当接させると、ねじりバネ８４による従動ローラ１２１の押圧力が強くなる。
【００４９】
この例では、制御部が検出センサ５０で検出したカール量に応じて駆動モータ８８を回転させ、回転カム８７を所定の回転角度に制御することで、押圧力を変更する。
【００５０】
画像形成装置は、以上のような押圧力可変機構を用いて、用紙のカール量に応じて押圧力を変更し、カール量を適正な量に修正する。上述の動作について、フローチャートを用いて説明する。図６は、制御部の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
制御部は、印刷を開始すると（ｓ１１）、検出センサ５０でカール量を検出する（ｓ１２）。制御部は、検出したカール量が大きければ、押圧力を強く設定する（ｓ１３）。検出したカール量が小さければ、押圧力を弱く設定し（ｓ１４）、その間の中程度であれば、押圧力を中程度に設定する（ｓ１５）。
【００５２】
制御部は、カール量の検出と押圧力の設定を印刷が終了するまで繰り返し（ｓ１６）、印刷が終了した場合、押圧力を弱く設定して（ｓ１７）動作を終える。
【００５３】
なお、検出センサ５０は、必須の構成ではない。例えば、以下の様に構成することよりカール量が大きくなるほど押圧力を強く設定することができる。図７は、制御部の動作を示すフローチャートである。
【００５４】
制御部は、印刷を開始すると（ｓ２１）、用紙種類を確認する（ｓ２２）。紙厚さが厚くなるほど、収縮する面側と、収縮しない面側との距離が長くなるため、カール量は大きくなる。したがって、制御部は、厚紙であれば、押圧力を強く設定し（ｓ２３）、薄紙であれば、押圧力を弱く設定し（ｓ２４）、中程度の厚み（普通紙）であれば、押圧力を中程度に設定する（ｓ２５）。
【００５５】
用紙の種類は、画像形成装置に設けられたユーザインタフェース（用紙種類受付部）を用いて、ユーザの手動入力により受け付ける。なお、用紙の種類は、紙の厚さだけでなく、材質の入力を受け付けるように構成することも可能である。例えば、ＯＨＰのような水分量の少ない用紙であれば、カール量は小さいため、押圧力を弱く設定する（ｓ２４）。この例においても、用紙種類と押圧力の関係は、予め実験等によって求めておく。
【００５６】
制御部は、以上の様な用紙種類の確認、押圧力の設定を印刷が終了するまで繰り返し（ｓ２６）、印刷が終了した場合、押圧力を弱く設定して（ｓ２７）動作を終える。
【００５７】
なお、両面印刷では両面から加熱を行うため、片面印刷よりカール量は少なくなるため、両面印刷を行うか、片面印刷を行うかを受け付ける印刷モード受付部を設け、制御部は、片面印刷時の押圧力を両面印刷時の押圧力より強く設定するように構成してもよい。
【００５８】
また、給紙カセットや手差しトレイが複数設けられ、各給紙カセットまたは手差しトレイに収納される用紙の種別が決まっている場合、給紙される給紙カセットまたは手差しトレイに応じて自動的に押圧力を変更するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１２Ｂ…搬送ローラ
５０…検出センサ
５１…搬送ガイド
７１…ヒートローラ
７１１…芯金
７１２…コート層
７１３…ヒータ
７２…加圧ローラ
７２２…芯金
７２３…シリコーンゴム
８３…溝
８４…バネ
８５…レバー
８６…可動フレーム
８７…回転カム
８８…駆動モータ
【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】
2010285242.tif 000008
【図７】
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