(57)【要約】【課題】カール修正能力の切り替えの瞬間に必要な最大トルクを低速回転域に移動させる事が出来、トルクマージンが大きくなるので、搬送ローラを回転させるモータにはより低トルクのものを選定する事が出来、モータの小型化、コストダウンを実現する事が可能である。【解決手段】記録媒体のカール修正能力切り替えの直前に、搬送ローラを回転させるモータの回転数を通常カール修正時の回転数よりも低い回転数に落とし、カール修正能力の切り替えを行った後に、元の通常回転数に戻して次の記録媒体のカール修正を行う、という制御を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
該記録媒体のカールを修正するカール修正手段と、
該カール修正手段内に含まれ、カール修正する度合いを切り替える、カール修正能力切り替え手段と、
該カール修正手段内に含まれ、該記録媒体を搬送する、搬送ローラと、
該搬送ローラを駆動するモータと、
該モータの回転数を第一の回転数に設定する第一回転数設定手段と、
該モータの回転数を第二の回転数に設定する第二回転数設定手段と、
該記録媒体をカール修正している時は該モータの回転数を該第一の回転数に設定し、次に搬送される該記録媒体との間で該カール修正能力を切り替える時のみ、該モータの回転数を該第二の回転数に設定する、シーケンス生成手段と、
を有する事を特徴とする、画像形成装置のカール修正装置。
【請求項２】
請求項１において、
該第二の回転数は該第一の回転数よりも小さい
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項３】
請求項１において、
該モータは該搬送ローラのみを駆動し、該搬送ローラ以外のローラの駆動は該モータ以外のモータで行う
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項４】
請求項１において、
該カール修正手段におけるカール修正は、金属ローラと弾性ローラとの組み合わせで行われる
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項５】
請求項１において、
該搬送ローラは、金属ローラである
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項６】
請求項１において、
該搬送ローラは、弾性ローラである
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項７】
請求項１において、
該カール修正能力切り替え手段は、弾性ローラに対する金属ローラの侵入量を変える事によってカール修正能力を切り替える
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項８】
請求項１において、
該カール修正手段は、硬さの異なる一対のローラを有し、硬質のローラが圧接することによって軟質のローラが変形している状態で、該記録媒体を挟持搬送し、該硬質ローラによる該軟質ローラの変形量を変化させることによってカール修正能力を変化させる
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項９】
請求項１において、
該カール修正手段は、硬さの異なる一対のローラを有し、硬質のローラが圧接することによって軟質のローラが変形している状態で、該記録媒体を挟持搬送し、
該記録媒体を硬質ローラの周面に沿って湾曲させることによって該記録媒体をカール方向と逆方向に湾曲させてカールを矯正する
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【請求項１０】
請求項８、請求項９において、
該硬質ローラと該軟質ローラの回転軸間距離を無段階、または多段階に変化させることによってカール修正能力を変化させる
事を特徴とする画像形成装置のカール修正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置における記録媒体のカール修正装置に関する。特に熱ローラ定着装置を有する記録媒体のカール修正装置に関するものであり、更にはカール修正搬送用ローラのモータ駆動及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いる画像形成装置においては、一般に、感光ドラムによってトナー像を記録媒体に転写した後、加熱ローラ方式の定着装置においてトナーを溶融することにより画像を定着し、排出させる手段が用いられている。また、該画像形成装置に対して、ソーター等の後処理装置を配置することにより、記録媒体のソート、ステイプル、パンチ穴あけ、製本等の後処理を容易に行い得るように構成することも、従来よりよく知られている。更に、加熱定着後の記録媒体は、トナーの収縮即ちトナー収縮率と記録媒体収縮率との差、記録媒体の吸湿による膨張、等により、カールが生じ易いため、画像形成装置と後処理装置との間に、記録媒体のカール修正装置を設けている場合がある。
【０００３】
このときの記録媒体のカール量は、画像情報（トナー量）、記録媒体の種類、記録媒体の厚み、周囲の温度湿度環境等の諸条件により変化する。よって、常に適切な記録媒体のカール修正を行う為に、カール修正装置では、画像形成装置内で検知される上記の諸条件に応じて、カール修正量を多段階に切り替える事が可能な構成をとっている場合が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例において、記録媒体が非連続で搬送されて来る場合は、搬送ローラを一旦止めて、カール修正能力を切り替えれば良い。
【０００５】
しかし記録媒体が連続で搬送されて来る場合は、搬送ローラを止める事は出来ないので、その紙間でカール修正能力を切り替える時、搬送ローラは回転したままの状態である。
【０００６】
例えば、弾性ローラに対する金属ローラの侵入量を変える事によってカール修正能力を切り替える方式では、この侵入量が切り替わる瞬間、特に侵入量が小から大へ切り替わる瞬間に通常の回転時よりも大きなトルクが必要となる。
【０００７】
この為、搬送ローラを回転させるモータを選定する際に、この瞬間の最大トルクを満足するモータを選定しなければならない。通常時は低いトルクで回転しているが、この侵入量切り替えの瞬間の為だけに、高トルクのモータを使用しなければならず、その結果モータの大型化、コストアップを招いていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する為、本発明に係る画像形成装置のカール修正装置は、以下の様に構成した。
【０００９】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、該記録媒体のカールを修正するカール修正手段と、該カール修正手段内に含まれ、カール修正する度合いを切り替える、カール修正能力切り替え手段と、該カール修正手段内に含まれ、該記録媒体を搬送する、搬送ローラと、該搬送ローラを駆動するモータと、該モータの回転数を第一の回転数に設定する第一回転数設定手段と、該モータの回転数を第二の回転数に設定する第二回転数設定手段と、該記録媒体をカール修正している時は該モータの回転数を該第一の回転数に設定し、次に搬送される該記録媒体との間で該カール修正能力を切り替える時のみ、該モータの回転数を該第二の回転数に設定する、シーケンス生成手段と、を有する事を特徴とする。
【００１０】
即ち、本発明では、記録媒体のカール修正能力切り替えの直前に、搬送ローラを回転させるモータの回転数を通常カール修正時の回転数よりも低い回転数に落とし、カール修正能力の切り替えを行った後に、元の通常回転数に戻して次の記録媒体のカール修正を行う、という制御を行う。
【００１１】
この結果、カール修正能力の切り替えの瞬間に必要な最大トルクを低速回転域に移動させる事が出来、トルクマージンが大きくなるので、搬送ローラを回転させるモータにはより低トルクのものを選定する事が出来、モータの小型化、コストダウンを実現する事が可能である。
【００１２】
又、カール修正手段内の搬送ローラのみを駆動するモータと、それ以外の搬送ローラを駆動するモータとを分ければ、画像形成手段とカール修正手段の全体の生産性を落とす事無く、上記改善が可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１に、本発明のカール修正装置とそれに付随する装置の主要部を示す。
【００１５】
図１において、カール修正装置は１：上カール修正ブロックと４：下カール修正ブロックとから成る。
【００１６】
二つのブロックは、シリコンスポンジ等の弾性体から成り軟質の大径状ローラである２：弾性ローラ及び６：弾性ローラと、大径状ローラより硬く金属製の小径状ローラである３：金属ローラ及び５：金属ローラと、から構成されている。
【００１７】
３：金属ローラ又は５：金属ローラを２：弾性ローラ又は６：弾性ローラに押し付けることにより弾性ローラを変形させ、金属ローラの外径に沿った、上に凸形状又は下に凸形状のニップを形成し、ニップを通過する記録媒体のカール修正を行う。
【００１８】
カール修正能力は、弾性ローラの変形量、すなわち金属ローラの弾性ローラに対する侵入量Ｌを変えることにより調節可能である。
【００１９】
更に具体的には、加圧アーム（不図示）を支軸（不図示）を中心に、偏心カム（不図示）の回転によって揺動させて、弾性ローラと金属ローラの回転軸間距離を変化させることにより行う構成となっている。
【００２０】
この様子を図５に示した。ここでは上カール修正ブロックの例を示した。
【００２１】
（ａ）は侵入量Ｌ＝Ｌａ、（ｂ）は侵入量Ｌ＝Ｌｂ、（ｃ）は侵入量Ｌ＝Ｌｃであり、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃである。従って、金属ローラの外径に沿った上に凸形状のニップも同様に、（ａ）＜（ｂ）＜（ｃ）である。
【００２２】
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各場合に対応し、カール修正すべき記録媒体の状態を、５１、５２、５３に示した。５１＜５２＜５３の順に、カール修正前のカールの度合い（下に凸形状）が大きい。
【００２３】
図１の３１：駆動系２は７：ステッピングモータとは別の２７：ステッピングモータで駆動される系で、ここでは記録媒体を反転させる機能を示した。
【００２４】
２０、２１、２２、２３は搬送ローラ対、２６は記録媒体を反転させないストレートパス、２５は記録媒体を反転させる反転パスである。
【００２５】
図７に、前述したカール修正装置７０１を画像形成装置７１０及び後処理装置７１１に装着した場合の構成図を示す。
【００２６】
画像形成装置７１０における画像形成プロセスを以下に説明する。
【００２７】
画像形成スタート信号ＯＮと同時に第１給紙ローラソレノイド（不図示）がＯＮし、記録媒体Ｐは、カセット７１２から給紙装置内のピックアップローラ７１３により１枚ずつ送り出され、搬送ローラ７１４、７１５を経て、レジストローラ７１６でタイミングを合わされた後、ベルト搬送部７１７に載置されて矢印Ａ方向に搬送されつつ、公知の画像転写プロセスで、１列に並置された第１〜第４画像形成ステーション７５１〜７５４によって、順次異なった色のトナーによる画像が転写され、多色画像が形成される。
【００２８】
一方、画像形成スタート信号ＯＮと同時に原稿画像読み取り装置７１８（以後リーダと称する）に載置された原稿の画像が、ＣＣＤ等の光学読み取りセンサ７１９によって、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色成分に分解され、画素データとして画像メモリ内に読み込まれ、一時的に蓄えられる。
【００２９】
メモリ内に蓄えられた原稿の画像情報は、転写材Ｐが、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック各ステーションを通過する各々のタイミングにて、転写材上に重ね転写されるように、画像書き込み装置として、またはレーザ光発信手段として画素データにもとづいてレーザ光を各色感光ドラムに発射するレーザ光学系Ｌによって各色感光ドラム７５１ａ〜７５４ａ上に書き込まれる。
【００３０】
このような動作によって、画像が重転写された記録媒体Ｐは、ベルト搬送部から、定着器７２０に送り込まれ、定着器７２０によって熱定着される。そして、片面記録時には、記録媒体Ｐは定着後、排紙ローラ７２１により画像形成装置７１０より排出される。また両面記録時には、フラッパ７２２を不図示のアクチュエータにより切り替えることにより、搬送ローラ７２３、７２４を通過し、分岐部に突入する。分岐部には、くし歯状の樹脂シート７２５が設けられ、記録媒体Ｐ突入時には変形して記録媒体Ｐはシート７２５を通過し、反転ローラ７２６へ送られる。
【００３１】
記録媒体Ｐの後端がシート７２５を通過すると反転ローラ７２６は逆転し、反転した記録媒体Ｐはシート７２５により搬送ローラ７２７の方へ導かれオイル清掃部７２８、搬送ローラ７２９を通過し、そして、中間トレイ７３０へ画像面を上にして積載される。
【００３２】
中間トレイ７３０上に積載された記録媒体Ｐは、ピックアップローラ７３１により給紙され、片面記録と同様なプロセスによって画像が転写・定着され、画像形成装置７１０より排出される。
【００３３】
さて、以上説明したような画像形成装置７１０において、片面記録がなされた記録媒体Ｐは記録面側が収縮した正カール状態で排出されることが多い。
【００３４】
記録媒体の正カールは、後処理装置７１１における搬送不良や、積載不揃い、ステイプル、パンチ穴のずれ等の不整合、そしてカールによる積載枚数の減少といった不具合の原因となる。
【００３５】
よって、画像形成装置７１０と後処理装置７１１との間には、前述のカール修正装置７０１が設けられている。
【００３６】
ところで、記録媒体の正カールは、主に熱定着ローラ７２０において加熱、溶融されたトナーが排出後の空冷により収縮することに帰因していることがわかっている。そしてまた、そのカール量は、画像濃度（トナー量）、記録媒体の種類（材質、剛性、厚み、サイズ、すき目方向等）及び、周囲の温湿度環境により変化し、各変化要因とカール量との間には相関性があることもわかっている。
【００３７】
例えば、画像濃度が高く、記録媒体に転写するトナー量が多くなる程、排出後のトナー収縮が記録媒体に与える影響は大きく、カール量は増加する。一方、剛性の高い記録媒体ほど、トナーの収縮力の影響を受けにくく、カール量は減少する。また、同一の記録媒体であっても高湿度環境下であるほど、定着ローラ７２０で一旦水分が放出された後の記録媒体の再吸湿による伸びは著しく、特に、トナー定着により水分が浸透しにくい記録面側に対し、非記録面側の吸湿による伸びは大きくなり正カールを増長する。
【００３８】
よって本発明では、これらの変化要因をカール情報として事前に検出することにより、記録媒体のカール量を予測し、前述したカール修正能力の切りかえ構成を用いて、常に後処理装置１１に対して、支障のないレベルまでカール修正が行えるような構成をとっている。
【００３９】
次に、記録媒体をカール修正している時、及びカール修正能力を切り替える時のモータの動作及びシーケンスに関して図３、図４を用いて説明する。
【００４０】
図４に、記録媒体がｍ枚目、ｍ＋１枚目、ｍ＋２枚目と連続して搬送され、その紙間でカール修正能力を切り替える際のタイミングを示した。
【００４１】
先ず、ｍ枚目の記録媒体のカール修正を、侵入量Ｌ＝Ｌａで行う。この時のモータの回転数はＮ１である。次にｍ＋１枚目の記録媒体のカール修正を侵入量Ｌ＝Ｌｂで行う場合には、その紙間で侵入量をＬａ→Ｌｂに切り替える必要がある。
【００４２】
モータの回転数は、ｍ枚目の記録媒体のカール修正が終了した直後に、Ｎ１→Ｎ２に落とす。回転数Ｎ２で安定した後に、侵入量Ｌａ→Ｌｂの切り替えを行う。
【００４３】
本発明では、切り替えの瞬間に回転数がＮ２に落ちているので、その瞬間に必要な最大トルクを低速回転域に移動させる事が出来る。
【００４４】
これを図３にて説明すると、本発明では、（Ｎ１、Ｔ１−４）⇔（Ｎ２、Ｔ１−２）の動作となる。図中の双方向矢印（本発明）上を動作する。
【００４５】
回転数Ｎ２では、Ｔ１−２はＴ２−２に対して十分マージンがあるので、モータＢを使用しても問題無い。
【００４６】
低トルクのモータＢを使用する事で、モータの小型化、コストダウンを実現する事が可能である。
【００４７】
これに対して従来例では、（Ｎ１、Ｔ１−４）⇔（Ｎ１、Ｔ１−２）の動作となる。図中の双方向矢印（従来例）上を動作する。図８参照。
【００４８】
Ｔ１−２はＴ１−３をオーバーしてしまうので、モータＢは使用出来ず、モータＡを使用せざるを得ない。このときのマージンは、Ｔ１−２対Ｔ１−１となる。
【００４９】
ｍ＋２枚目の記録媒体が搬送されて来る際に、Ｌｂ→Ｌｃに切り替える場合の動作も同様であるので、説明は省略する。
【００５０】
次にモータの回転数を切り替える手段に関して述べる。
【００５１】
図６は、モータドライブ回路のブロック図である。
【００５２】
同図において、６０１は全体を制御するＣＰＵ、６０３はステッピングモータ７の励磁方法を変える励磁モード設定手段、６０４は進相カウンタ、６０６はステッピングモータ７のチョッピング手段、６０５はステッピングモータ７に入力する相励磁信号を生成する相励磁信号生成手段、６０９，６１５はコンパレータ（比較器）、６０２は上記相励磁信号生成手段６０５へ入力するクロック周波数を切り替えるクロック周波数切替手段である。又図６中、Ｒ６０７〜Ｒ６１８は抵抗、Ｃ６１７，Ｃ６１８はコンデンサ、Ｔｒ６１０〜Ｔｒ６２０はトランジスタである。説明の詳細は省略する。
【００５３】
上記構成にて、６０２：クロック周波数切替手段にて、クロック周波数の値を変える事で、回転数Ｎ１、Ｎ２を切り替える。
【００５４】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２について図２を用いて説明する。
【００５５】
実施例１と重複する説明は省略し、差部分のみ説明する。
【００５６】
実施例２の特長は、３０：駆動系１で駆動するものはカール修正装置内のローラのみにする事である。即ち、他の駆動系２は、カール修正能力を切り替えるタイミングでも回転数を落とさず、記録媒体を通常と同じ速度で搬送する。
【００５７】
上記構成では、画像形成手段とカール修正手段の全体の生産性を落とす事無く、本発明の効果の改善が可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、記録媒体のカール修正能力切り替えの直前に、搬送ローラを回転させるモータの回転数を通常カール修正時の回転数よりも低い回転数に落とし、カール修正能力の切り替えを行った後に、元の通常回転数に戻して次の記録媒体のカール修正を行う、という制御を行う。
【００５９】
この結果、カール修正能力の切り替えの瞬間に必要な最大トルクを低速回転域に移動させる事が出来、トルクマージンが大きくなるので、搬送ローラを回転させるモータにはより低トルクのものを選定する事が出来、モータの小型化、コストダウンを実現する事が可能である。
【００６０】
又、カール修正手段内の搬送ローラのみを駆動するモータと、それ以外の搬送ローラを駆動するモータとを分ければ、画像形成手段とカール修正手段の全体の生産性を落とす事無く、上記改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例
【図２】本発明の第二実施例
【図３】本発明、従来例の説明図
【図４】本発明の説明図
【図５】本発明の説明図
【図６】本発明の説明図
【図７】本発明の説明図
【図８】従来例の説明図
【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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