(57)【要約】【課題】記録媒体の波打ちを安定して、矯正可能な波打ち矯正装置を備える波打ち矯正装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体上に担持されたトナー像を加熱しながら加圧することにより定着させる定着装置の記録媒体の排出側にあって、記録媒体を挟持するベルト搬送部を有し、該ベルト搬送部は搬送方向上流側から下流側に向かって曲率半径が小さくなるよう構成され、該ベルト搬送部の内側はゴム等の柔軟性の高い弾性ベルトであって、記録媒体との接触面の摩擦係数を高く設定する。【選択図】図１
2014098809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に担持されたトナー像を加熱しながら加圧することにより定着させる定着装置の記録媒体の排出側に配置された波打ち矯正装置であって、
ベルトローラ群によって無端状に張設されて走行する第１の搬送ベルトと、搬送面の一部が該第１の搬送ベルトの搬送面の一部と接触して同一方向に走行するようにベルトローラ群によって無端状に張設された第２の搬送ベルトと、少なくとも何れか一方の前記搬送ベルトを駆動する駆動源と、を備え、
前記第２の搬送ベルトの記録媒体との接触面の摩擦係数が、前記第１の搬送ベルトの記録媒体との接触面の摩擦係数よりも高く設定されており、
前記第１の搬送ベルトと前記第２の搬送ベルトが記録媒体を挟持搬送する並行走行領域は、搬送方向上流側から下流側に向かって曲率半径が漸減するように湾曲形成されていることを特徴とする波打ち矯正装置。
【請求項２】
前記第１の搬送ベルトの記録媒体との接触面の搬送方向への伸縮剛性を前記第２の搬送ベルトよりも低く設定したことを特徴とする請求項１に記載の波打ち矯正装置。
【請求項３】
前記第２の搬送ベルトは、記録媒体との接触面側に弾性層を有すると共に、該弾性層の内側には該弾性層よりも剛性の高い基材層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の波打ち矯正装置。
【請求項４】
前記基材層の内側に前記ベルトローラと接する摩擦層を有し、前記摩擦層は前記弾性層よりも薄いことを特徴とする請求項３に記載の波打ち矯正装置。
【請求項５】
前記記録媒体のトナー像担持面が接する前記第１の搬送ベルトは摩擦係数が０．２以下であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の波打ち矯正装置。
【請求項６】
少なくとも前記第１の搬送ベルト、又は前記第２の搬送ベルトの何れか一方の温度低下を防ぐ加熱手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の波打ち矯正装置。
【請求項７】
前記第２の搬送ベルトの記録媒体との接触面側に弾性層を有し、前記弾性層の硬度は、前記ベルトローラと接する摩擦層と、同等又は以下であることを特徴する請求項１乃至６の何れか一項に記載の波打ち矯正装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の波打ち矯正装置を備えた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、電子写真技術を用いた複写機、プリンタ、複合機等のトナーを溶融して作像する画像形成装置に関し、より詳細には、加熱したローラ等で構成されるニップ部にトナー像が担持された記録媒体を通過させる際にトナー像を溶融して記録媒体上に定着させる定着装置を通過した後、記録媒体に発生した波打ちを矯正する波打ち矯正装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置においては、帯電装置により像担持体の表面に電荷を保持させ、画像情報に従って光照射装置よりレーザ光またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）光などを照射して像担持体上に潜像を形成し、この潜像を現像装置から供給されるトナーにより顕像化する。像担持体上のトナー像は、転写装置により転写ベルト上に転写され、その後転写ベルトから記録紙（記録媒体）上に転写される。記録紙上のトナー像は、定着装置より加熱加圧されて記録紙に定着される。
定着装置は、トナー像を加熱する加熱ローラ（またはベルト）と、加熱ローラに記録紙を押し付ける加圧ローラ（またはベルト）とで構成される。記録紙は加熱ローラと加圧ローラとでニップされて搬送され、記録紙上のトナー画像はニップ部の熱と圧力により溶融し定着される。この定着プロセス後、記録紙が５０〜１５０ｍｍ程度の周期で凹凸状態になる波打ちが発生することがある。このような波打ちを有した記録紙は、出力されてから重ねて製本する際、端面が凹凸状となり、品質が低下する。
【０００３】
図７は定着後の記録紙に発生する波打ちの形状を示している。波打ちは記録紙の中央部と端部との間の収縮差により発生する。定着後における記録紙の収縮量は端部よりも中央部の方が大きく、中央部の方がより縮むため、各部の長さの差を打ち消すように凹凸が発生して波打ち状態になる。定着直後は加熱により記録紙の水分はほとんど蒸発し、記録紙の面内の水分分布はほぼ一様になっている。
このような波打ちの矯正方法としては、定着後に減少した記録紙の水分を補充する方式がある。例えば特開２００７−０５７９２３号公報（特許文献１）には、定着プロセス後の記録紙に多孔性のローラにより水分を供給し、波打ちを矯正させる構成が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、波打ちを矯正させるために、定着によって水分分布が一様となった記録媒体に水分を再吸収させたとしても、波打ち部を含んだ形状が固定されたままで記録媒体の全体が伸びるだけであり、記録媒体は平坦状には戻らない。
また、波打ちは、記録媒体の一例である弾性力の弱い薄紙を定着したときに顕著に発生する。そこで、薄紙に水分を供給して浪打ちを矯正しようとすると、供給される水分による変形量が目立って大きくなり、薄紙の面に塗布される水分量のわずかなばらつきでも凹凸が発生する。一方、一様に平坦面化するよう記録媒体の面全体に渡って均一に水分を塗布することは技術的にきわめて困難である。
本発明者は、定着のために加熱、加圧を行う際に発生する記録媒体の中央部と端部との間の収縮差と、それに起因した波打ち発生を矯正させるには、記録媒体の全体を引き伸ばして相対的に縮んでいる中央部を伸長、伸展させることが効果的であることに気づいた。また、引き伸ばしにより記録媒体に凹凸が発生することを防止するには、ベルト等により挟持しつつ引き延ばし作業を行うことが有効であることに想到し、波打ち矯正装置を創案するに至った。
【０００５】
一方、縮んだ状態にある中央部を伸長方向へ変形し易くするには記録媒体の温度が高い状態にある期間を逃さないことが肝心であるため、波打ち矯正装置を定着装置の下流側、好ましくは定着装置の直後に配置することとした。
本発明は、定着後に発生する記録媒体の波打ちを矯正し、面積の中央部から外周部にかけた全面に渡って平坦面状を維持した記録媒体を出力可能な波打ち矯正装置を備えた画像形成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】
【０００６】
本発明では、上記課題を解決するために、記録媒体上に担持されたトナー像を加熱しながら加圧することにより定着させる定着装置の記録媒体の排出側に配置された波打ち矯正装置であって、ベルトローラ群によって無端状に張設されて走行する第１の搬送ベルトと、搬送面の一部が該第１の搬送ベルトの搬送面の一部と接触して同一方向に走行するようにベルトローラ群によって無端状に張設された第２の搬送ベルトと、少なくとも何れか一方の前記搬送ベルトを駆動する駆動源と、を備え、前記第２の搬送ベルトの記録媒体との接触面の摩擦係数が、前記第１の搬送ベルトの記録媒体との接触面の摩擦係数よりも高く設定されており、前記第１の搬送ベルトと前記第２の搬送ベルトが記録媒体を挟持搬送する並行走行領域は、搬送方向上流側から下流側に向かって曲率半径が漸減するように湾曲形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、定着後の記録媒体の全体を引き伸ばして相対的に縮んでいる中央部を伸長、伸展させることとしたため、定着のための加熱、加圧により発生する記録媒体の中央部と端部との間の収縮差と、それに起因した波打ち発生を矯正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る波打ち矯正装置の概略構成説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る波打ち矯正装置の原理を説明する図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る波打ち矯正装置の原理を説明する図である。
【図５】第二の実施形態の波打ち矯正装置の内側ベルトの断面図である。
【図６】本発明の第三の実施形態に係る波打ち矯正装置の原理を説明する図である。
【図７】記録媒体に形成される波打ちの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を説明するが、以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下に説明する実施形態では、カラー印刷機能を有する画像形成装置を用いて説明する。
【００１０】
図１は実施形態の画像形成装置の概略構成説明図である。
画像形成装置では、ブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の各カラーに対応した４つの感光体ドラム３（３ａ〜３ｄ）と、各感光体ドラム３に電荷を帯電させる帯電ローラ４（４ａ〜４ｄ）と、レーザダイオードなどの光照射装置６（６ａ〜６ｄ）と、モータにより高速一定回転で駆動され、各感光体ドラム３の主走査方向に光照射装置６からの光ビームを走査するポリゴンミラー５（５ａ〜５ｄ）と、現像剤を保持する現像装置７（７ａ〜７ｄ）とが、中間転写ベルト２の走行面に沿って並んで配置されている。
【００１１】
画像形成処理に際しては、まず帯電ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにより感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に負の電荷を付与し、一様に帯電させる。次に、ブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）に分解された画像信号に応じて光照射装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄから光ビームが出力される。これら光ビームは、ポリゴンミラー５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを含む光学系を通して、帯電した感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの表面に静電潜像が書き込まれる。形成された各色の静電潜像は、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの回動につれて現像装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ方向へと搬送される。そして、各現像装置７から供給されるトナーが各静電潜像部に付着することで、トナー像が各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ上に形成される。
【００１２】
感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの下方には、複数のローラ２１、２２に張架された中間転写ベルト２が配置されている。中間転写ベルト２は図示の矢印方向に搬送される。感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに対向して、中間転写ベルト２の内側にはローラ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが接触し、電源３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄによって１次転写電源３１より１次バイアス電圧が印加されている。トナー像は、感光体ドラム３の回動に応じて中間転写ベルト２側に搬送され、各感光体ドラム３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと中間転写ベルト２とが接する位置で１次バイアス電圧により中間転写ベルト２上に転写される。各色のトナー像は位置を合わせて重畳され、中間転写ベルト２上に多色画像のトナー像が形成される。トナー像の転写が完了した各感光体ドラム上の部分は、外周面に残留したトナーを感光体クリーナにより払拭し、その後、除電装置により除電され、次の像形成プロセスへと供給される。なお、以下では記録媒体の一例として記録紙を用い場合について説明するが、フィルムや加工用紙（コート紙）などであっても同様である。
【００１３】
中間転写ベルト２上のトナー像は、２次転写部の転写ローラ２３方面に搬送される。一方、記録媒体の供給部である給紙カセット６１または給紙カセット６２内にセットされた記録紙は、設定されたタイミングで転写ローラ２３方面に供給（いわゆる給紙）される。そして、転写ローラ２３部で記録紙上の所定の範囲内に画像が転写されるよう、搬送ローラ１２でタイミングをあわせて送出される。
転写ローラ２３には２次転写電源２５から電荷が供給され、その静電力により中間転写ベルト２上のトナー像を記録紙上に一括して転写する。トナー像が形成された記録紙は、定着装置３０の加熱された加熱ローラ３２と加圧ローラ３７との間のニップ部に供給され、加熱加圧されてトナー像が定着される。
【００１４】
定着装置３０は、加熱ローラ３２と加圧ローラ３７とのニップ部３５で記録紙を搬送しながら、転写された多色トナー像を熱及び圧力で記録紙上に定着させる。温度センサ３６は加熱ローラ３２の表面温度を計測し、その計測信号に従って適宜温度制御を行い、ヒータ３４の通電／遮断または電流値等の制御を行うことにより、加熱ローラ３２の表面温度を一定に保っている。加熱ローラ３２の温度範囲は、１００℃〜１８０℃程度に設定され、一般的には１６０℃前後に設定される。また、加圧ローラ３７側にも温度センサ３９を備え、加圧ローラ３７表面温度を測定可能に構成されている。
なお、本実施形態の定着装置３０では、加熱ローラ３２及び加圧ローラ３７といったローラ状の定着部材を用いているが、ベルト状の定着部材を用いて構成することもできる。
【００１５】
定着装置３０の記録紙を排出する排出口の直後（下流側）には、波打ち矯正装置４０が配置されている。定着装置３０内で画像の定着を受けて排出された直後の記録紙は、波打ち矯正装置４０へ搬送されて波打ち矯正を受けた後で、所定の搬送経路に沿って搬送され、排出ローラである排紙ローラにより排出トレイである排紙トレイ６０上へ排出される。
波打ち矯正装置４０による矯正に適した記録紙の温度は、紙質、紙厚などにもよるが、４０℃以上であり、好ましくは約５０〜６０℃以上１１０℃以下である。なお、４０℃を下回ると矯正効果が低下する。
【００１６】
このように、この波打ち矯正装置４０を、定着装置の下流側に配置するのは、波打ち矯正装置４０が行う矯正プロセスが温度に依存するためである。
従って、波打ち矯正装置４０は、定着装置で記録媒体が熱を帯びているので、定着装置の直後に配置されるのが好ましい。しかしながら、記録媒体の温度を維持する又は適切な温度に設定する機能があれば、波打ち強制装置４０は、定着装置の下流側のいずれの位置に設けても良い。
両面印刷の場合は、切り替えフラップ６４を点線のように切り替えて記録紙を両面搬送路６５に導き、再び二次転写部と定着装置を経由させて裏面にも画像形成を行う。
【００１７】
以下、図２及び図３を参照して、波打ち矯正装置４０の詳細について説明する。
図２は、一実施形態に係る波打ち矯正装置の主要部分の概略構成を示す説明図である。
本発明の波打ち矯正装置４０は、記録紙上に担持されたトナー像を加熱しながら加圧することにより定着させる定着装置３０の搬送方向下流側に配置されて、定着時に記録紙に形成される波打ち状の変形を矯正する手段である。
即ち、波打ち矯正装置４０は、ベルトローラ群４５によって無端状に張設されてＢ方向へ走行する外側ベルト（第１の搬送ベルト）４１と、搬送面の一部が外側ベルトの搬送面の一部と接触して同一方向Ｂに走行するようにベルトローラ群４６によって無端状に張設された内側ベルト（第２の搬送ベルト）４２と、少なくとも何れか一方の搬送ベルトを駆動する駆動源と、を備える。内側ベルト４２の記録媒体との接触面（搬送面）は反対面（非接触面）と同等の柔軟性を有するか、或いは該反対面よりも柔軟性の高い弾性体から構成されている。更に、内側ベルト４２と記録媒体との接触面の摩擦係数が、外側ベルト４１の記録媒体との接触面の摩擦係数よりも高く設定されている。ここで、摩擦係数は静止摩擦係数のことを言う。更に、外側ベルト４１と内側ベルト４２が記録媒体を挟持搬送する並行走行領域Ｓは、搬送方向上流側から下流側に向かって曲率半径Ｒｘが漸減するように湾曲形成されている構成が特徴的である。
【００１８】
更に具体的には、波打ち矯正装置４０は、複数のベルトローラ４５ａ、４５ｂ、４５ｃによりエンドレスに張設されて一方向Ｂに走行する外側ベルト４１と、複数のベルトローラ４６ａ、４６ｂ、４６ｃによりエンドレスに張設され、且つ一部走行面を外側ベルト４１と対向させ、且つ接触（近接）させつつ一方向Ｂに並行して走行する内側ベルト４２と、両ベルト４１、４２の並行走行領域Ｓに沿って配置されてこれらをガイドするベルトガイド４３とで構成される。ベルトガイド４３は、金属、樹脂等々、ベルトとの間の摩擦係数の低い材料により構成する。
外側ベルト４１、及び内側ベルト４２は、夫々ベルトローラ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、及びベルトローラ４６ａ、４６ｂ、４６ｃに張架され、ベルトガイド４３が内側ベルトの内側を摺動的（滑らせながら）に支持することにより一定の湾曲した搬送路形状を保つ。本例では、図示説明の都合上、ベルトガイド４３と内側ベルト４２との間に隙間があるが、実際には接触しながら内側ベルト４２を支持している。
【００１９】
ベルトローラ４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、図示されていないモータ等の駆動手段により回転駆動されることにより外側ベルト４１をＢ方向へ駆動し、内側ベルト４２は外側ベルトに連れ周りする。従って、両ベルト共に矢印Ｂ方向に走行し、記録紙を図中の矢印Ａ方向に搬送する。
ベルトローラ４６ａ、４６ｂ、４６ｃを駆動させて、両ベルト４１、４２を夫々駆動するようにしてもよい。
並行走行領域Ｓ内では、外側ベルト４１と内側ベルト４２は、同方向に速度Ｂにて走行する。並行走行領域Ｓの上流側に配置された各ベルトローラ４５ａ、４６ａは、定着装置３０から排出されてきた記録紙の導入部（入口）を形成する。並行走行領域Ｓの下流側に配置された各ベルトローラ４５ｄ、４６ｄは、並行走行領域Ｓ内において波打ちの矯正を受けた記録紙の排出部を形成する。
【００２０】
ベルトガイド４３は並行走行領域Ｓ内での搬送方向上流側から下流側に向かって曲率半径Ｒｘが次第に小さくなるよう湾曲した形状に構成される。即ち、ベルトガイド４３は、並行走行領域Ｓの最上流側の曲率半径Ｒ１が最大となり、並行走行領域Ｓの最下流側の曲率半径Ｒ２が最小となるように、曲率半径が漸減（次第に小さくなるように湾曲した形状）するように構成されている。ベルトガイド４３から離脱した並行走行領域Ｓの最下流側では各ベルトは排出側ベルトローラ４６ｃの外周に巻掛けられているため、排出側ベルトローラ４６ｃの半径Ｒ２は、並行走行領域Ｓの最下流側の曲率半径Ｒ２を最も小さくするよう選定する。
【００２１】
次に、図３は本発明の波打ち矯正装置において記録紙を伸長方向へ引張る力を発生させる原理を示す図であり、波打ち矯正装置からの記録紙の排出側近傍の拡大図である。
ここでは、排出側ベルトローラ４６ｃに巻き掛けられている内側ベルト４２を、厚さ方向に一様な弾性率（例えば、ゴム硬度の規格ショアＡで、１０°〜５０°）を有した材料であるとする。内側ベルト４２の曲げの中立軸Ｎを一点鎖線で表すと、弾性材の内側ベルトは中立軸Ｎの内側部分では矢印Ｄのように圧縮力が作用し、中立軸の外側部分では矢印Ｃの様に伸長方向への引張力が作用する。材料力学でよく知られているように、中立軸とは、材料に曲げモーメントを掛けた場合、材料が全く負荷を受けない場所のことを言う。ここで、内側ベルト４２の全厚さをｔｐとし、内側ベルトの中立軸Ｎでの搬送速度をＶｉとし、内側ベルト表面の速度をＶｓとすると、それぞれの関係は式１で示される。
2014098809.tif 000003
・・・式（１）
【００２２】
すなわち、内側ベルト４２の平均速度に相当するＶｉに対し、排出側ベルトローラ４６ｃに巻き掛けられた内側ベルト部分の表面では搬送速度が速くなる。たとえば、曲率半径Ｒ２を２０ｍｍ、全厚さｔｐを１ｍｍとすると、Ｖｓ＝２１／２０．５×Ｖｉとなり、Ｖｓ＝１．０２４×Ｖｓとなって内側ベルト表面の速度Ｖｓは、中立軸Ｎでの搬送速度Ｖｉの２．４％増しの速度になる。波打ちを発生させるひずみは、記録媒体の面方向端部と中央部との差で０．１％程度であるから、内側ベルト表面は、排出側ベルトローラ４６ｃにより波打ちを矯正するのに必要十分な引張り量を記録媒体に与えることができる。
【００２３】
上流側で曲率半径がＲ１（Ｒ１＞Ｒ２）の場合であっても、ベルト表面の搬送速度は式１と同様に求められる。曲率半径が大きいほど、表面速度の増分は小さくなる。ベルトガイド４３で形成する曲率半径Ｒｘを、上流側から下流側へ徐々に小さくすると、内側ベルトが記録媒体に与える表面速度の増分も徐々に大きくなる。この表面速度の増分は、記録媒体に与える引張りのひずみに相当するため、記録紙が受ける引張りひずみも上流側から下流側へ徐々に大きくなる。このように、記録紙に与えるひずみを、一箇所（上流側）で一挙に増大させるのではなく、下流に向かうほどに徐々に大きくする（漸増させる）。このように構成することで、記録媒体に対して大きな引張り力を一気に加える際に発生する力のばらつきによる記録媒体の面内ひずみの不均一さを解消することができる。その結果として、矯正後の残留ひずみの不均一化による新たな凹凸（波打ち）の発生を防止することができる。
なお、記録媒体に与えるひずみを徐々に増大させるとは、例えば並行走行領域Ｓをその入口から１００ｍｍ搬送する間のひずみが、０から５％になるようにすることであり、単位搬送長さ当たりでは、たとえば０．０１〜０．０５％／ｍｍで増加するようにすることとなる。
【００２４】
また、記録媒体に対して大きな引張り力を一気に加えるとは、例えば定着装置から排出された記録媒体を直ぐに小さな曲率半径Ｒ２の湾曲経路で搬送させるような場合を意味する。例えば、排出側ベルトローラ４６ｃの半径が２０ｍｍであるとすれば、この外周を記録紙が通過する際には２．４％のひずみが与えられる。このような大きな歪みが定着装置を通過した直後の記録紙に与えられることがないように、ベルトガイド４３によって排出側ベルトローラ４６ａに至るまでの並行走行領域Ｓ内の曲率半径が漸減するようにしている。
また、波打ち矯正装置４０は定着装置３０の下流側、好ましくは直後に配置することで、記録紙の温度が高い（１００℃程度）ままの状態で、波打ち矯正装置４０内に搬送されて矯正を受けることができる。記録紙は温度が高い方が変形し易いため、波打ちの矯正効果を高め確実に平坦化することができる。さらに、内側ベルトからの引張りによって記録紙にひずみを与える際に、記録紙を内側ベルト４２と外側ベルト４１との間で挟みこむため、外側ベルトからの抑えによって常に記録紙を平坦化させる方向への成形作用が働き、記録紙に凹凸が発生することがなくなる。
【００２５】
更に、定着直後の画像形成面（トナー像担持面）が外側ベルト４１の低摩擦面と接するようにすることで、内側ベルト４２によって記録紙に引張り力を付与して波打ちを矯正する過程中、ベルトと画像面との間に滑りを発生させることができる。このため、トナー画像が乱されることを防止できる。外側ベルトの低摩擦面は、例えば内側ベルトの記録紙との接触面よりも摩擦係数が低いことは当然であり、望ましくは摩擦係数が０．２以下であり、０.０５以上であることが望ましい。
具体的には、例えば外側ベルトの記録紙との接触面には摩擦係数の低いフッ素系樹脂をコーティングすることにより低摩擦化することができる。
【００２６】
次に、図４は第二の実施形態に係る波打ち矯正装置の原理を示す要部説明図である。
第一の実施形態と異なる点は、内側ベルト４２の中立軸Ｎがベルトの厚み方向中心部よりも排出側のベルトローラ４６ｃ側（内側）に偏っていることである。このときの内側ベルト４２の表面速度Ｖｓは式２で表せる。内側ベルト内周から中立軸Ｎまでの距離ｔ１が小さいほど、表面速度Ｖｓが大きくなる。よって、排出側ベルトローラ４６ｃの外周面において内側ベルトの表面が記録紙に与える引張りひずみが大きくなり、内側ベルト４２と記録紙との間に多少のすべりが発生したとしても、より確実に波打ちの補正を行うことが可能になる。
2014098809.tif 000004
・・・式（２）
【００２７】
次に、図５は図４に示した第二の実施形態の内側ベルト４２の具体的構成を示す断面図である。上方が記録紙と接する側で、下方がベルトローラ４６a、ｂ、ｃと接触する側である。
内側ベルト４２は、記録紙と接する弾性層４７と、弾性層４７の内側面に一体化して積層された基材層４８と、基材層４８の内側面に一体化して積層された摩擦層４９と、から構成される。弾性層４７はゴム等の弾性材で構成され、基材層４８はポリエステル等の樹脂の繊維を布状に形成したものであり、摩擦層４９もゴム等の弾性材である。弾性層４７は、記録紙との摩擦係数が高い材質（外側ベルトの搬送面よりも高い摩擦係数、具体的には摩擦係数が０．８以上）とすることにより、記録紙との間の滑りを減少させつつ十分な引張り力を与える手段として効果的である。基材層４８は弾性変形しにくい樹脂材料であり、弾性層４７を構成する弾性材に比べれば弾性係数が１０倍以上高い（剛性が高い）ため、基材層４８は図４における中立軸Ｎとして機能する。そのため、図４のように基材層４８を搬送路で曲がりの内側になるようにすることで、記録紙に与える引張りひずみを大きくとることができる。
【００２８】
摩擦層４９は、排出側ベルトローラ４６ｃの周面との間で滑りが発生しない程度に摩擦係数の高い材質とする。
なお、基材層４８は必須ではなく、弾性層４７と摩擦層４９との間が固着されて滑ることがなければ、基材層は不要である。前述のように内側ベルト４２の記録紙との接触面の柔軟性を反対面より高めればよい。すなわち、弾性層４７と摩擦層４９との間を固着して滑らないように構成し、摩擦層４９に対して弾性層４７の柔軟性を高めればよい。一例としては、弾性層４７のゴム硬度の規格ショアＡで１０°〜５０°とし、摩擦層４９のゴム硬度を規格ショアＡで６０°〜７０°とすればよい。なお、図５は図４の作用効果を実現するための内側ベルトの構成例であり、この構成例以外であっても、ベルトの厚み方向のヤング率が図５の上方から下方に向かって増加するように構成することにより図４と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、前述のように内側ベルト４２の記録紙との接触面の弾性層４７の柔軟性を摩擦層４９より高めれば図４と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、弾性層４７と摩擦層４９との間を固着して滑らないように構成し、摩擦層４９に対して弾性層４７の柔軟性を高めればよい。一例としては、弾性層４７のゴム硬度の規格ショアＡで１０°〜５０°とし、摩擦層４９のゴム硬度を規格ショアＡで６０°〜７０°とすればよい。これにより、弾性層４７のゴム硬度が摩擦層４９のゴム硬度に比べて、低くなれば、内側ベルトの表面が記録媒体に与える引張りひずみが大きくなり、内側ベルト４２と記録媒体との間に多少のすべりが発生したとしても、より確実に波打ちの補正を行うことができる。
【００２９】
次に、図６は本発明の第二の実施形態に係る波打ち矯正装置の原理を示す図である。第一の実施形態と異なる点は、並行走行領域Ｓの上流側にあって定着装置３０から排出されてきた直後の記録紙の導入部を構成するベルトローラ４５ａ、４６ａ内に夫々ベルトローラヒータ５０を配置した点にある。本実施の形態では、ベルトローラ４５ａ、４６ａの両方に設けたが、いずれか片方であっても良い。
このように少なくとも一方の搬送ベルトの温度低下を防ぐ加熱手段としてベルトローラヒータを設けたものである。
上述したように、矯正対象となる記録紙の温度が低下すると矯正効果が減少するため、ベルトローラヒータ５０により外側ベルト４１及び内側ベルト４２の温度を常に適度、例えば６０℃以上に保ち、矯正効果を維持できるようにしている。
本構成によれば、波打ち矯正装置４０を定着装置３０の下流側に離れて配置することが可能になり、画像形成装置の各機構の配置設計の自由度が増す。
【００３０】
以上述べた本実施形態の波打ち矯正装置によれば、矯正のために与える引張りひずみにより、記録紙の凹凸の発生を防ぎ、波打ちのない一様な平坦面状の記録紙の出力を実現できる。
即ち、本実施形態では、定着のために加熱、加圧を行う際に発生する記録媒体の中央部と端部（外周縁部）との間の収縮差と、それに起因して発生する波打ちを矯正するために、記録媒体の全体を引き伸ばして相対的に縮んでいる中央部を伸長、伸展させることとした。
また、引き延ばしにより記録媒体に凹凸が発生することを防止するために、２つの搬送ベルト等により挟持しつつ搬送することにより引き延ばし作業を行うこととした。
【００３１】
一方、縮んだ状態にある記録媒体の中央部を伸長方向へ変形し易くするには記録媒体の温度が高い状態にある方がよいため、波打ち矯正装置を定着装置の下流側の直後に配置するか、或いは波打ち矯正装置内に搬送ベルトを加熱する手段を設けることとした。
本実施形態では、波打ち矯正装置４０を定着装置３０の搬送方向下流側直後に配置することで、記録媒体が定着装置内で加熱された直後であるために温度が高く、変形（伸長、展開）し易い状態を維持できるため、記録媒体の全体の引き伸ばしが可能になる。
【００３２】
次に、内側ベルト４２を弾性材で形成すると、曲げられた曲率半径に応じて、内側ベルトの表面（湾曲外側面）の速度が内側面に比して増加する。そのため、並行走行領域Ｓの上流側から下流側に徐々に曲率半径を小さくすることで、内側ベルト表面の搬送速度が徐々に高まり、並行走行領域（ベルト挟持部）内で記録媒体に効果的に引張り力を与えることができる。
本実施形態では、記録媒体に対して一箇所で一度に大きなひずみを与えるのではなく、ひずみを徐々に大きくすることで、ひずみのばらつきによる記録紙面内ひずみの不均一化を解消し、矯正後の残留ひずみの不均一化による新たな凹凸の発生を防止することができる。
【００３３】
また、記録媒体と接触する内側ベルト面の摩擦係数を高めることで、十分な引張り力を記録媒体に与えることができ、波打ちを効率よく低減できる。このとき、引張りによるひずみが搬送方向上流側から下流側に徐々に増すため、急激な引張り力の付与による記録紙の面内の変形量差による凹凸の発生を防ぐことができる。
内側ベルトにより記録媒体を引っ張る過程中、外側ベルトで記録媒体を挟持することで、記録紙の凹凸の発生を防止できる。
【００３４】
また、外側ベルトの記録紙との接触面は、記録媒体との摩擦係数を低くするか、或いは内側ベルトに比べて搬送方向への伸縮剛性（伸縮方向への剛性）が低くなるよう構成する。即ち、並行走行領域Ｓ内における外側ベルトの記録媒体の搬送面では、外側ベルト表面の速度は外側ベルトの厚さ方向各部の平均速度より遅くなり、速度の遅い記録媒体の搬送面部分と接する記録媒体面には圧縮方向への力が作用する。この圧縮方向への作用は波打ちの矯正には効果がなく、むしろ内側ベルト表面側からの引張力を打ち消す方向になる。このため、この打ち消し作用を抑えるために、記録媒体と外側ベルトとの接触面が滑りやすくなるように外側ベルトの記録紙との接触面の摩擦係数を低く構成する。或いは、外側ベルトが記録紙の伸びに追従して十分に伸びるように構成し、内側ベルトの作用による記録媒体の引張りが十分作用するようにする。
更に、定着直後の記録媒体の画像形成面を外側ベルトの摩擦係数の低い面に接するようにすることで、内側ベルトにより記録媒体を伸長させて波打ちを矯正する際に、ベルトと画像面との間で発生する滑りが有効に作用する。このため、画像が乱されることを効果的に防止できる。
なお、上述した実施形態では、画像形成装置の画像形成部の一例としてタンデム型のプリンタを用いて説明してきたが、これは一例に過ぎない。従って、トナー像を熱によって溶融し記録紙上に定着させる定着装置を備える如何なる画像形成装置にも本実施形態の波打ち矯正装置は適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…画像形成装置、２…中間転写ベルト、３…感光体ドラム、４…帯電ローラ、５…ポリゴンミラー、６…光照射装置、７…現像装置、９…転写ローラ、１２…搬送ローラ、１４、２１、２２…ローラ、２３…転写ローラ、２５…２次転写用電源、３０…定着装置、３１…１次転写用電源、３２…加熱ローラ、３４…ヒータ、３５…ニップ部、３６…温度センサ、３７…加圧ローラ、３９…温度センサ、４０…波打ち矯正装置、４１…外側ベルト、４２…内側ベルト、４３…ベルトガイド、４５、４６…ベルトローラ、４６ｃ…排出側ベルトローラ、４７…弾性層、４８…基材層、４９…摩擦層、６０…排紙トレイ、６１…給紙カセット、６２…給紙カセット、６４…切り替えフラップ、６５…両面搬送路、Ｐ…記録紙
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００７−０５７９２３公報
【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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