(57)【要約】【課題】用紙のカール方向に依存せずにカール矯正可能なカール矯正装置であって後処理装置の特性を考慮し精度良く後処理できる用紙を後処理装置に搬送することが可能なカール矯正装置を得る。【解決手段】隣接するカール矯正部に対してカール矯正方向が異なり、かつ、搬送方向上流側にカール矯正力が最も高いカール矯正部を有し、該カール矯正部から搬送方向下流側に向かって徐々にカール矯正力が小さくなるようにカール矯正部を配置させている搬送路を有するカール矯正装置とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙に生じたカールを矯正するカール矯正装置であって、
画像形成した用紙を搬送する搬送路であって、用紙を湾曲変形させてカール矯正する複数のカール矯正部を有する搬送路を備え、
前記カール矯正部は隣接するカール矯正部に対してカール矯正方向が異なり、かつ、搬送方向上流側にカール矯正力が最も高いカール矯正部を有し、該カール矯正部から搬送方向下流側に向かって徐々にカール矯正力が小さくなるようにカール矯正部を配置させており、かつ、
画像形成した用紙束に後処理を行う後処理装置と接続可能であって、前記搬送方向最下流側のカール矯正部でのカール矯正方向が前記後処理装置の用紙束を一時的に載置させる処理トレイ上において凸カールとなる方向であることを特徴とするカール矯正装置。
【請求項２】
複数のローラに張られた第１の無端ベルトと、
複数のローラに張られた第２の無端ベルトと、
を有し、
前記搬送路は、前記第１の無端ベルトと第２の無端ベルトにより形成され
前記矯正部は、一方の無端ベルトを該無端ベルトに対向するローラに他方の無端ベルトとともに巻き付けることにより形成され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】
前記カール矯正部は、前記対向ローラの径及び前記無端ベルトの前記対向ローラへの巻き付け角度、の少なくとも一方を異ならせることによりカール矯正力が異なっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカール矯正装置。
【請求項４】
用紙に画像形成する画像形成装置と、
前記画像形成装置で画像形成した用紙に対しカール矯正をする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカール矯正装置と、
前記カール矯正装置でカール矯正した用紙に後処理を行う後処理装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙のカールを矯正するカール矯正装置及びこれを備えた画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式の画像形成装置がＰＯＤ（プリントオンデマンド）等の軽印刷の分野で使用されるようになり、画像品質及び高速化の要望に対応するとともに、各種の後処理を高精度で処理できることが要求されている。
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置により画像形成が行われた用紙は、その表面のトナー画像を定着装置により加圧加熱して定着する。用紙はその定着時の加熱及びその後の放熱時に生じる用紙表裏の伸縮、が異なるために用紙のカール（巻き癖ともいう）が発生する場合がある。
【０００４】
このようなカールが発生した用紙では、搬送時に用紙のカール癖部が搬送経路に引っかかることによる搬送不良問題や、その用紙の束を揃えて後処理を行う工程において、カールが生じていることにより用紙束が不揃いになり、高精度で後処理を行うことができない問題が生じることとなる。
【０００５】
そこで、用紙のカールを矯正するものとしてカール矯正装置がある。カール矯正装置とは一般的に用紙のカールが発生している方向とは逆方向に巻き癖（カール）を付けて、元のカール量を減らすものである。しかし、用紙のカールは、用紙の坪量、目方向、開封面等の用紙特性、用紙の転写されたトナー量や定着装置の画像形成条件等により、そのカール方向及びカール量が大きく異なる場合がある。このような場合に、単一のカール矯正装置により一方向に強制的に巻き癖を付ける方式においては、用紙のカール方向が狙いとは逆方向になった場合には、カール矯正装置によるカール矯正方向が、元のカール方向と同方向となるために、逆にカール量を増加させてしまうという弊害が生じてしまう。
【０００６】
特許文献１では、カール状態の予測を用紙の含水率検知手段の検知結果から行い、予測したカール状態からカール補正手段のカール補正量を調整するカール取り装置が開示されている。特許文献２では、搬送ローラにベルトを巻き付け、当該巻き付き角を可変することによりカール矯正力を可変とするカール矯正装置と、用紙の種類或いは画像濃度に応じてカール矯正力を変更するカール矯正装置が開示されている。
【特許文献１】特開平４−２５１０６７号公報
【特許文献２】特開平５−３４１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１又は特許文献２に開示されたカール矯正装置では、いずれもカール量を予測してカール矯正を行うものであり、予測精度が十分ではなく、予測が外れた場合にはカール矯正が見込み通りにいかないこととなる。また一方向のカール矯正機能しか有さないために他の方向のカールが生じた用紙に対しては対応ができないことになる。
【０００８】
また後処理装置の特性によっては、精度良く後処理可能なカール方向とそうではないカール方向がある場合がある。カール矯正装置でカール矯正した後のカール方向が当該後処理装置で精度良く後処理可能でないカール方向である場合には、カール矯正することにより後処理精度は悪化してしまうことになる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、用紙のカール方向に依存せずにカール矯正可能なカール矯正装置であって後処理装置の特性を考慮し精度良く後処理できる用紙を後処理装置に搬送することが可能なカール矯正装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１１】
（１）用紙に生じたカールを矯正するカール矯正装置であって、
画像形成した用紙を搬送する搬送路であって、用紙を湾曲変形させてカール矯正する複数のカール矯正部を有する搬送路を備え、
前記カール矯正部は隣接するカール矯正部に対してカール矯正方向が異なり、かつ、搬送方向上流側にカール矯正力が最も高いカール矯正部を有し、該カール矯正部から搬送方向下流側に向かって徐々にカール矯正力が小さくなるようにカール矯正部を配置させており、かつ、
画像形成した用紙束に後処理を行う後処理装置と接続可能であって、前記搬送方向最下流側のカール矯正部でのカール矯正方向が前記後処理装置の用紙束を一時的に載置させる処理トレイ上において凸カールとなる方向であることを特徴とするカール矯正装置。
【００１２】
（２）複数のローラに張られた第１の無端ベルトと、複数のローラに張られた第２の無端ベルトと、を有し、
前記搬送路は、前記第１の無端ベルトと第２の無端ベルトにより形成され
前記矯正部は、一方の無端ベルトを該無端ベルトに対向するローラに他方の無端ベルトとともに巻き付けることにより形成されることを特徴とする（１）に記載のカール矯正装置。
【００１３】
（３）前記カール矯正部は、前記対向ローラの径及び前記無端ベルトの前記対向ローラへの巻き付け角度、の少なくとも一方を異ならせることによりカール矯正力が異なっていることを特徴とする（１）又は（２）に記載のカール矯正装置。
【００１４】
（４）用紙に画像形成する画像形成装置と、前記画像形成装置で画像形成した用紙に対しカール矯正をする（１）乃至（３）のいずれかに記載のカール矯正装置と、
前記カール矯正装置でカール矯正した用紙に後処理を行う後処理装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成システム。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、用紙のカール方向に依存せずにカール矯正可能なカール矯正装置、及び後処理装置の特性を考慮し精度良く後処理できる用紙を後処理装置に搬送することが可能なカール矯正装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体図である。画像形成システムは画像形成装置Ａ、カール矯正装置Ｂ１、用紙後処理装置Ｂ２から構成される。
【００１８】
［画像形成装置Ａ］
画像形成装置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。
【００１９】
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する。加熱ローラ６ｂには、熱源６ａが内蔵され、図示しない温度センサにより熱源の発熱量を制御して加熱ローラ６ｂを一定の温度に制御する。定着装置６のニップに用紙Ｓを搬送しつつ加熱・加圧してトナーを溶融し、トナー画像を用紙Ｓに定着する。
【００２０】
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。
【００２１】
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及び画像形成された用紙を表紙反転しスイッチバックして再び、給紙路７に搬送する両面搬送経路９ｂが設けられる。
【００２２】
ｔｐは操作表示部であり、液晶パネルで構成される表示部にタッチスクリーンを重ねて配置したタッチパネルを備えている。画像形成装置Ａにおける各種のモード及び用紙後処理装置Ｂ２を用いた出力モードの設定を操作表示部ｔｐにおける操作で設定することができる。
【００２３】
画像形成装置Ａに配置された制御手段Ｃ１は、通信手段Ｃ４を介してカール矯正装置Ｂ１の制御手段Ｃ２、及び用紙後処理装置Ｂ２の制御手段Ｃ３に接続されている。
【００２４】
画像形成装置Ａから排出された用紙Ｓは、カール矯正装置Ｂ１を経て用紙後処理装置Ｂ２に搬送される。
【００２５】
［カール矯正装置Ｂ１］
カール矯正装置Ｂ１は、主要部１０、ゲートＧ１、バイパス搬送路１３０を有する。カール矯正を行う場合には、搬送路を切り替えるゲートＧ１により用紙は下方の主要部１０に搬送されカールの矯正が行われる。画像を形成していない用紙又は厚紙その他のカール矯正が不要な用紙はバイパス搬送路１３０を搬送して、後処理装置Ｂ２に搬送される。
【００２６】
主要部１０は、第１ベルトユニット１１と第２ベルトユニット１２を有し、両ベルトユニットにより搬送路１００が形成される。当該搬送路１００に用紙を搬送することにより用紙のカール矯正（カール除去）を行う。詳細については、後述する。
【００２７】
［後処理装置Ｂ２］
用紙後処理装置Ｂ２は、画像形成装置Ａから排出されてカール矯正装置Ｂ１を搬送された用紙Ｓに対して各種の後処理を行うもので、穿孔機、折り機、平綴じ機、中折り中綴じ機、糊付け製本機、断裁機等を総称する。
【００２８】
用紙後処理装置Ｂ２では、カール矯正装置Ｂ１でカール矯正した用紙に後処理を行う用紙後処理装置Ｂ２の一実施の形態としてステイプル装置を代表として説明する。
【００２９】
用紙の後処理装置Ｂ２には、図示の上段から、差込紙（表紙、裏表紙等に用いる）を収納した差込紙給紙手段４０、シフト手段２０、処理トレイ３０、ステイプル手段５０、がほぼ垂直方向に縦列配置されている。
【００３０】
処理トレイ３０では、画像形成装置Ａで画像形成された用紙Ｓを複数枚一時的に載置させて用紙束を作成する。処理トレイ３０で載置させた用紙に対して搬送方向の縦整合及び縦方向と直交する幅整合を行ってから用紙束に対したステイプル手段５０によりステイプル処理が行われる。
【００３１】
シフト手段２０は、画像形成装置Ａより排出された画像形成済みの用紙に対して、所定の枚数毎に、搬送幅方向に用紙の排紙位置を変えるシフト処理を行う。
【００３２】
用紙の後処理装置Ｂ２の図示右上方には入口搬送部７０が配置されている。また、用紙の後処理装置Ｂ２の図示左側面には、画像形成された用紙を排出して積載する可動の排紙皿８１が配置されている。この排紙皿８１には画像形成された用紙を最大約３０００枚（Ａ４判，Ｂ５判）まで収容することが可能である。
【００３３】
図２は、用紙のカール方向と処理トレイ３０での載置状態との関係を示す図である。処理トレイ３０上では、複数枚の用紙を順々に上方に重ねて、ストッパに用紙後端を当てることにより搬送方向の用紙揃え（整合ともいう）を、可動する幅整合板３０２により搬送方向と直交する幅方向の用紙揃えを行っている。同図では、カール状態の異なった複数枚の用紙を処理トレイ３０上に載置させた場合で用紙状態を示す説明図である。
【００３４】
図２（ａ）はカールのほとんどない状態の用紙を処理トレイ３０に載置させて用紙束を作成している状態を示す図であり。同図に示す様に用紙はカールがほとんどないために載置状態は良好である。このため用紙揃えを正確に行うことができる。
【００３５】
図２（ｂ）は処理トレイ３０上で凹カール（下向きカールともいう）の用紙を処理トレイ３０に載置させて用紙束を作成している状態を示す図である。同図に示す様に用紙の凹カールによって処理トレイ３０に重なった用紙は不揃いになっていることがわかる。凹カールによって用紙先端（上方）と用紙後端（下方）では用紙の浮きが生じている。この用紙浮きにより、用紙先端では次ぎに重ねる用紙の進入経路を妨げることになり、用紙後端では搬送方向の用紙の揃えを行うストッパに用紙が到達しないために、ストッパが機能せずに用紙揃えができないという問題が生じることになる。
【００３６】
図２（ｃ）は処理トレイ３０上で凸カール（上向きカールともいう）の用紙を処理トレイ３０に載置させて用紙束を作成している状態を示す図である。同図に示す様に凸カールの用紙であれば用紙先端と用紙後端では用紙の浮きが生じない。このため収納トレイ３０上で問題なく用紙重ねることができるので、用紙揃えに支障は生じない。
【００３７】
つまり用紙の整合に関しては、カールがない用紙とともにある程度のレベルの範囲内であれば凸カールの用紙であっても問題はない。一方凹カールの用紙の場合には用紙の整合に支障が生じるために僅かなカールであっても問題となる。
【００３８】
［カール矯正装置］
図３と図４によりカール矯正装置の主要部１０の構成について説明を行う。図３は、主要部１０の断面図であり、図４は主要部１０の斜視図である。主要部１０は第１ベルトユニット１１、第２ベルトユニット１２を有し、両ベルトユニットにより矯正部を有する搬送路１００が形成され、その搬送路１００に用紙を搬送させることにより用紙のカール矯正或いはカール除去を行う。図４に示すように用紙の幅方向に複数の同形状の無端ベルトを並べて配置させている。各々の無端ベルトの幅は数十ｍｍであり、最大通紙幅の用紙サイズに対応する長さ渡って、搬送する用紙の中央を中心として対称に配置させている。
【００３９】
第１ベルトユニット１１はローラ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５を有し、第２のベルトユニット１２にはローラ１２１、１２２、１２３、１２４を有し、これらの複数のローラにそれぞれ第１の無端ベルト１１Ｂ、第２の無端ベルト１２Ｂを張架させている。Ｎ１〜Ｎ７はカール矯正部であり、各カール矯正部は無端ベルト１１Ｂ、１２Ｂを当該無端ベルトに対向するローラ１２１、１２２、１２３、１２４、１１２，１１３、１１４に巻き付けることにより搬送路を湾曲させたカール矯正部が形成される。主要部１０において用紙は、上流側のカール矯正部Ｎ１（以下、導入矯正部ともいう）側から搬入し、下流側のカール矯正部Ｎ７から搬出する。
【００４０】
第１ベルトユニットのローラ１１５の一端は不図示の駆動ギアと接続しており、駆動ギアは駆動モータにより駆動力が伝達される。またローラ１１１は可動ローラであり、導入矯正部直前の第１の無端ベルト１１Ｂに対する張架方向、つまりローラ１１１とローラ１２１との間の内側共通接線（共通内接線）の方向に可動する。ローラ１１１には当該内側共通接線方向でかつベルトを張架する方向に所定の荷重を掛けて第１無端ベルトを張架している。ローラ１１１以外のローラは固定ローラである。
【００４１】
なお、ローラ１１５とともに、第２ベルトユニット１２のローラ１２４も駆動ギアにより駆動させるようにしてもよい。
【００４２】
また第１ベルトユニットの両端のローラ１１１、１１５及び第２ベルトユニットの両端のローラ１２１、１２４は、ローラ中央の外径に対して両端の径を細くした太鼓形状のローラとしている。太鼓形状のローラとすることにより当該ローラに張架した無端ベルト１１Ｂ、１２Ｂの蛇行（軸方向の変位）を防止することができる。
【００４３】
［カール矯正］
各カール矯正部Ｎのカール矯正力は該カール矯正部Ｎの湾曲形状により異なり、湾曲形状はカール矯正部Ｎを形成するローラの半径ｒ及びローラに対するベルトの巻き付け量（角度）により決定される。
【００４４】
導入矯正部Ｎ１を除いたカール矯正部Ｎ２〜Ｎ７でのカール矯正力は搬送方向上流側のカール矯正部Ｎ２が最も強く、当該カール矯正部Ｎ２から搬送方向下流側に向かって徐々にカール矯正力が弱くなるように各カール矯正部の矯正力を設定している。つまり各カール矯正部のカール矯正力はＮ２＞Ｎ４＞Ｎ６及びＮ３＞Ｎ５＞Ｎ７の関係となっている。また隣接するカール矯正部相互間ではそれぞれカール矯正方向が異なるようにカール矯正部を配置させている。
【００４５】
【表１】
2008265987.tif 000003
【００４６】
本実施形態においては、各カール矯正部におけるローラ半径ｒ、当該ローラに対するベルトの巻き付け角度、矯正方向は表１のように設定している。なお矯正方向の「上」とは処理トレイ３０上で上向きカール（図２（ｃ））となるような矯正方向のことであり、「下」は同下向きのカールとなるような矯正方向のことである。
【００４７】
また最下流側のカール矯正部は、最終的な用紙のカール方向を決定づけるものであることから本実施形態においては上向きのカールとなるようにカール矯正部Ｎ７のカール矯正方向を設定している。これは前述の図２（ｃ）で説明したように上向きカールにすることにより用紙束を整合する際の用紙カールの影響を抑えることができるからである。
【００４８】
本実施形態では、カール矯正装置Ｂ１に搬送される用紙のカールは、上流側の矯正力が最も高いカール矯正部Ｎ２、Ｎ３を搬送することによりその履歴は一旦リセット（破壊）される。これは用紙の繊維の一部が、カール矯正部Ｎ２、Ｎ３を搬送させることによる伸縮作用により破壊されるためと考えられる。用紙のカール方向をリセットした後にカール矯正方向を交互に異ならせ、かつ、徐々にカール矯正力が小さくなるカール矯正部Ｎを搬送させることにより、用紙のカール量も徐々に収束してくる。最後のカール矯正力が最も小さいカール矯正部Ｎ７を通過させることにより、用紙のカール量の大きさ及びカール方向を制御することができる。
【００４９】
なお、本実施形態においてはＮ１からＮ７の７箇所のカール矯正部を設けた例について説明したがこれに限られず、５箇所又は６箇所のカール矯正部あるいは７箇所よりも多くのカール矯正部を有するカール矯正装置であっても良い。
【００５０】
このように、隣接するカール矯正部に対してカール矯正方向が異なり、かつ、搬送方向上流側にカール矯正力が最も高いカール矯正部を有し、該カール矯正部から搬送方向下流側に向かって徐々にカール矯正力が小さくなるようにカール矯正部を配置させている搬送路を有するカール矯正装置とすることで、用紙のカール方向に依存せずにカール矯正可能なカール矯正装置、及び後処理装置の特性を考慮し精度良く後処理できる用紙を後処理装置に搬送することが可能なカール矯正装置を得ることができる。
【００５１】
［他の実施形態］
図５は、他の実施形態に係るカール矯正装置の主要部の図である。同図において１３１〜１３５はカール矯正ユニットであり、それぞれカール矯正の矯正力、方向が異なったものを搬送路に並べて配置させたものである。図６は一のカール矯正ユニットの拡大図である。カール矯正ユニット１３はローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３と、ローラＲ１、Ｒ２に張架した無端ベルトＢとからなる。用紙のカール矯正は、無端ベルトＢとそれに対向するローラＲ３とで形成されるニップ部がカール矯正部Ｎとなる。カール矯正部Ｎに用紙を搬送することによりカール矯正を行う。カール矯正力は無端ベルトに対向するローラＲ３の半径ｒと無端ベルトに対する食い込み量（位置）により変更することができる。
【００５２】
図５に示す実施形態においては、用紙の搬送方向上流側のカール矯正部Ｎ１が最も矯正力が高くなるようにカール矯正ユニットの設定を行っている。またカール矯正力は搬送方向下流側に向かって徐々に小さくなるようにカール矯正部Ｎ１の矯正力＞同Ｎ３の矯正力＞同Ｎ５の矯正力、カール矯正部Ｎ２の矯正力＞同Ｎ４の矯正力、となるように設定している。また図５に示すように隣接するカール矯正部のカール矯正方向が反対（異なる）に設定しており、最下流側のカール矯正部Ｎ５のカール矯正方向が処理トレイ３０上において凸カールとなる方向となるように設定している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体図である。
【図２】用紙のカール方向と処理トレイ３０での載置状態との関係を示す図である。（ａ）はカールのない用紙、（ｂ）は処理トレイ３０上で凹カール（下向きカールともいう）の用紙、（ｃ）は処理トレイ３０上で凸カール（上向きカールともいう）の用紙、をそれぞれ処理トレイ３０に載置させて用紙束を作成している状態を示す図である。
【図３】カール矯正装置Ｂ１の主要部１０の断面図である。
【図４】カール矯正装置Ｂ１の主要部１０の斜視図である。
【図５】他の実施形態に係るカール矯正装置の主要部の図である。
【図６】図５のカール矯正装置における一のカール矯正ユニットを示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  画像形成装置
Ｂ１  カール矯正装置
Ｂ２  後処理装置
１０  主要部
１１  第１ベルトユニット
１２  第２ベルトユニット
１３  カール矯正ユニット
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７  カール矯正部
１００  搬送路
１１Ｂ、１２Ｂ、Ｂ  無端ベルト
【図１】
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【図２】
2008265987.tif 000005
【図３】
2008265987.tif 000006
【図４】
2008265987.tif 000007
【図５】
2008265987.tif 000008
【図６】
2008265987.tif 000009