(57)【要約】【課題】画像乱れや後続する用紙へのインクやトナーの再転写といった画像品位の劣化を回避しながら、画像形成された用紙に生じ得るカールを補正する。【解決手段】インク若しくはトナーを用いて画像形成する画像記録部の記録媒体搬送下流側に配置されるべきカール矯正装置であって、挟持搬送される記録媒体の表面側に位置する第１回転体と、記録媒体の裏面側に位置し、上記第１回転体の異なる周方向箇所に接触する複数の第２回転体とを備え、上記第１回転体が記録媒体両端の非画像領域の範囲でのみ記録媒体と接触する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク若しくはトナーを用いて画像形成する画像記録部の記録媒体搬送下流側に配置されるべきカール矯正装置であって、挟持搬送される記録媒体の表面側に位置する第１回転体と、記録媒体の裏面側に位置し、上記第１回転体の異なる周方向箇所に接触する複数の第２回転体とを備え、上記第１回転体が記録媒体両端の非画像領域の範囲でのみ記録媒体と接触することを特徴とするカール矯正装置。
【請求項２】
上記第１回転体が、記録媒体に対してその両端側へ引っ張る力を作用させるように、軸方向に傾斜をつけられてい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】
上記第１回転体の記録媒体と接触する部分を軸方向に移動させる機構を備え、記録媒体の大きさに応じて上記接触する部分を移動させ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】
上記第１回転体が、記録媒体両端の非画像領域に接触する大径部とこれら大径部をつなく小径部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカール矯正装置。
【請求項５】
上記第１回転体が、記録媒体の非画像領域に接触するコロ部分と、このコロ部分を片持ち支持する支承部とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカール矯正装置。
【請求項６】
記録媒体画像領域に接触し得る拍車を上記第１回転体と同軸に設け、上記拍車が上記第１回転体の非画像領域と接触する部分の径よりも小さく設定されてい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７】
上記第１回転体の記録媒体と接触する部分の表面に複数の微小突起を備えた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８】
記録媒体両端の非画像領域に挟まれた画像領域に対する紙浮きを押さえるための非接触型加圧手段を備え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９】
記録媒体にインクを吐出して画像形成する作像部と、この作像部の記録媒体搬送下流側に配置された請求項１〜８のいずれか一項に記載のカール矯正装置とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に画像形成した後に生じるカールを矯正するカール矯正装置に関し、またそのようなカール矯正装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。記録媒体搬送中に記録媒体に反りが生じるような他の搬送機器にも応用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば水性インクを用いたインクジェット式記録装置において、記録媒体である用紙にインクが塗布されるとインクの水分を吸収した用紙の表面が膨張し、紙端が裏面方向へ向くようにカールする。特にライン状にプリントヘッドを並べたラインエンジンを作像部とする場合では、高速に記録紙上にインクが吐出することになり用紙が吸収する単位時間当たり水分が多くなる。そのためにカールは一層急速に大きくなる。またインク付着量が多くなるにしたがってカール量も増える。記録後に用紙がカールすることで、その後の用紙搬送に悪影響を与える。つまり、紙端が裏面方向に反ることで用紙が画像記録面である表面の側に凸となって平坦さが損なわれ、用紙ジャムを発生したり、その後にフィニッシャで行うソート、ステイプル、パンチ等の後処理工程も正常に処理できなくなることがある。
【０００３】
そのため、カールを防止するために次のような対策が考えられる：
（１）インクに含まれる水分を減らす；
（２）用紙搬送速度、インク吐出タイミングをゆっくりすることによって単位時間当たりの用紙の水分吸収量を減らす；
（３）乾燥機を用いてインク水分を強制的に蒸発させる；
（４）デカーラ（カール矯正装置）を用いてカールを矯正する。
【０００４】
しかしながら、インク中の含水量を減らすと粘性等の問題からプリントヘッドの吐出信頼性を低下させる等の影響がある。用紙搬送速度、インク吐出タイミングを遅くして画像形成を緩慢にすることは、装置の生産性を低下させることであり、装置の性能を落とすことになってしまう。また乾燥機を用いると、使用するエネルギーが大きくなって、装置の消費電力が増えてしまう欠点がある。そのため一般的には、画像形成部の用紙搬送方向下流側にカール矯正装置を配置して、カール矯正することが行われている。
【０００５】
カール矯正装置は、トナーを用いて画像形成し加熱定着する画像形成装置において主に知られており、例えば特許文献１では硬質ローラと軟質ローラのニップ形状、若しくは２本のローラに張った無端ベルト中央部にローラを押圧し、そのニップ形状で用紙のカールを矯正する構成が開示されている。異なる硬度のローラでカール矯正ニップを形成する構成は特許文献２でも知られている。また特許文献３では、用紙搬送方向（排紙方向）の下流側端部と上流側端部が反る前後カールと、排紙方向に直交する側端部が反る左右カールの二方向カールを適切に矯正するために両方向に夫々カール矯正部を設ける構成が開示されている。
【０００６】
インクジェット式画像形成装置でも、用紙の表裏夫々の側に位置する２本のローラで成るローラ対を設けて、用紙に記録される画像形成用インク吐出データに応じてカールの矯正方向及びその矯正の強さを決定してデカール処理を施す構成が特許文献４に開示されている。インクジェット式記録では、インク吐出による画像形成後からインクが乾燥するまでに或る程度時間がかかる。そのため特許文献４では、乾燥ファンをインク吐出手段とデカール部の間に設けている。
【０００７】
トナー式画像形成装置に関連して知られたカール矯正装置では、カール矯正を施すローラ対がニップを形成するので、そのようなカール矯正装置をインクジェット式画像形成装置に適用すると、画像形成面にデカールのためのローラを接触させることになるので、たとえ乾燥ファンのような乾燥機を用いても画像形成面が乱れてしまう虞がある。また画像形成面からローラに乗り移ったインクが他の画像部を汚してしまったり、後からカール矯正装置に来る用紙に再転写される等の問題がある。外部環境で湿度が高い場合はなおさらである。トナー式画像形成装置でも、カール矯正装置においてカール矯正ローラが画像形成面に強く押圧されると高温のトナーがローラに移ってしまうこともある。
【０００８】
特許文献４では、用紙搬送方向に直交し紙面に鉛直な方向にローラ対を移動させてカール矯正を行う構成であるため、それに伴う圧力が用紙の画像形成面に擦り傷等の傷をつけないようにすべく、ローラ対の表面をゴム等の弾性体で構成したり、ローラ対を構成する２本のローラの間隔を用紙の厚み（画像を含めた厚み）よりも大きくすることが述べられている。
【０００９】
しかしながら、ローラ対の表面を弾性体で構成するだけでは画像形成面にローラを接触させることに変わりなく、また２本のローラの間隙を調整するやり方では、インク水分を吸収する用紙表面が膨張し、紙端が裏面方向へ向くようにカールする場合のカール矯正においては、やはり用紙表面（画像形成面）にローラが接触することになる。画像形成面に擦り傷が付く可能性については、トナー式記録においても同じである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、画像乱れや後続する用紙へのインクやトナーの再転写といった画像品位の劣化を回避しながら、画像形成された用紙に生じ得るカールを補正することができるカール矯正装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、上記課題は、インク若しくはトナーを用いて画像形成する画像記録部の記録媒体搬送下流側に配置されるべきカール矯正装置であって、挟持搬送される記録媒体の表面側に位置する第１回転体と、記録媒体の裏面側に位置し、上記第１回転体の異なる周方向箇所に接触する複数の第２回転体とを備え、上記第１回転体が記録媒体両端の非画像領域の範囲でのみ記録媒体と接触することによって、解決される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、挟持搬送される記録媒体の表面側に位置する第１回転体が記録媒体両端の非画像領域の範囲でのみ記録媒体と接触するので、デカールにより画像に生じ得る画像の乱れや、回転体から次の記録媒体へのインク／トナーの再転写をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るインクジェット式画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明に係るカール矯正装置の第１実施形態の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は排紙側から見た側面図である。
【図３】カール矯正装置の変形例である。
【図４】カール矯正装置の更なる変形例である。
【図５】カール矯正装置の更なる変形例である。
【図６】用紙の各種サイズに対応可能なように軸方向にローラを移動可能とする構成を備えたカール矯正装置である。
【図７】更に別のカール矯正装置を備えたインクジェット式画像形成装置の概略図である。
【図８】図７に示したカール矯正装置の実施形態の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は排紙側から見た側面図である。
【図９】カール矯正装置の更なる変形例である。
【図１０】図９のカール矯正装置に対して用紙の各種サイズに対応可能なように軸方向にローラを移動可能とする構成を加えた構成の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェット式記録装置の全体構成を正面から見た概念図である。この装置は、記録媒体である用紙１００を搬送する搬送ベルトユニット１０１、用紙１００に液滴を吐出して画像を形成する記録ヘッドユニット１０２、用紙１００を収容する給紙トレイユニット１０３を備えている。
【００１５】
給紙トレイユニット１０３から用紙１００を、揺動可能なピックアップローラ１１５（実線で搬送を解除する位置を示し、点線で搬送を行う位置を示し、これらの位置間で揺動する）を用いて、一枚ずつ分離して用紙搬送方向下流側に搬送する給紙ローラ１１６ａと分離ローラ１１６ｂで構成される給送部１２０に搬送する。更に給送部１２０から用紙１００を、搬送経路１２１経由で中間搬送ローラ対（位置決めローラ）１２４に送り、中間搬送ローラ対１２４により更なる搬送経路１２２から搬送経路１２３を経由して、そのまま搬送ベルトユニット１０１まで搬送する。この搬送ベルトユニット１０１は、少なくとも搬送ローラ１１７とテンションローラ１１８により張架され、所定のタイミングにて駆動される搬送ベルト１１９を有している。搬送ベルト１０９は、無端状ベルトであり、ベルト上の用紙１００の保持は、例えば静電吸着、空気吸引による吸着等を行ったり、その他の公知の搬送手段を用いることで実現する。次いで搬送ユニット１０１上の用紙１００に対して、記録ヘッドユニット１０２にてインクが吐出され、表面に画像が形成され、排紙部へ搬送される。
【００１６】
記録ヘッドユニット１０２は、液滴を吐出する複数のノズルを用紙幅相当分の長さにわたって配列したノズル列を有するライン型液体吐出ヘッドを備えて構成され、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色インク滴を吐出する記録ヘッド１０２ｙ、１０２ｍ、１０２ｃ、１０２ｋを有している。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成とすることもできる。
【００１７】
記録ヘッドユニット１０２、搬送ベルトユニット１０１の用紙搬送方向下流側にはデカール機構が置かれている。このデカール機構において、用紙１００の表面（画像形成面）に接触する側に第１ローラ１３０、逆側に２個の対向ローラ１３１，１３２が配置されている。対向ローラ１３１，１３２は駆動モータ１３４からの動力を、モータ出力軸と各対向ローラに掛け回されたベルト１３３によって伝えられ駆動されるようになっている。
【００１８】
記録ヘッドユニット１０２にて画像が形成された用紙１００はインクに含まれる水分等によって、表面側が膨張し、裏面側が凹む方向に反るようにカールし始める。しかしデカール機構に入り、ローラの間を通過する間に用紙１００は反りが抑えられ、あるいはカール方向と逆向きにクセ付けされることで相殺され、カールが抑制される。デカール機構通過後、変形を抑制された用紙１００は搬送ジャム等の問題も無く、搬送経路上を送られ排紙もしくはフィニッシャ等の後処理機（図示せず）に送られる。
【００１９】
図２に、第１実施形態のデカール機構（カール矯正装置）の上面図（図１の矢示Ａ方向から見た図）と側面図（排紙側から見た図）を示す。画像形成面に接触する側に位置する第１ローラ１３０は、用紙搬送方向に直交する向きの両端部のみ径が大きく形成され、対向ローラ１３１，１３２と接触して、搬送コロ対として機能する。第１ローラ１３０の両端部間の中間部分は径が小さくなっていて、対向ローラ１３１，１３２と接触しないとともに、この中間小径部分に用紙１００の画像部が接触しないように寸法決めされている（中間小径部分は単にシャフトであってもよい）。用紙１００の各種サイズに対応するために、第１ローラ１３０の両端大径部は中間小径部分上を軸方向に移動可能に構成され、用紙の大きさによって変動する非画像領域の位置に合わせて移動することができる（その構成の一例については後述する）。その結果、インクの乾燥状態が不完全で用紙１００がデカール機構に送られてきたとしても、画像形成面に第１ローラ１３０が接触しないため、画像形成面を乱したり、ローラに付着したインクが次の用紙に再転写する等の不具合が生じない。
【００２０】
用紙が厚かったり、その剛性が高く、第１ローラ１３０が用紙両端を押さえただけでは用紙中央付近まで均せない場合を想定して、第１ローラ１３０の中間小径部分に拍車１３６を備えた均し部材１３５を取り付けるようにしてもよい。この拍車１３６の径は第１ローラ１３０の両端部分の径よりも小さい。拍車１３６は画像領域に接触し得ることになるが、小径なので、拍車による画像乱れを極力低減することができるし、カール発生に伴う他の部材や部位による画像領域の摺擦を避けることが可能となる。
【００２１】
上記拍車に代え、あるいは上記拍車に加えて、用紙に向かってエアを吹き付けることで用紙全体の均し効果が期待できる。図３はデカール機構の変形例の側面図である。この例では、第１ローラ１３０の上方に、好ましくは中間小径部分と重ならない領域にファン１３８（図では軸流ファンを示すが、ライン状のブローファンでもよい）が配され、このファン１３８は本体筐体フレーム１３７に取り付けられている。ファンからの気流で用紙１００が上方への反り返りを抑制される。このファン１３８は、用紙に対する非接触加圧手段であり、画像領域への接触を避けながらデカール効果を高めることができる。
【００２２】
図４は、第１ローラが用紙非画像領域に接触する搬送コロ１３９，１４０に分割された変形例を示している。コスト的に有利な本例の場合、画像形成面全幅にわたる中間小径部分が存在しないので、ファン１３８を用紙１００に一段と近づけて配置することも可能である。搬送コロ１３９，１４０はシャフト１４１，１４２に沿って移動可能に構成され、用紙１００の各種サイズに対応させることもできる。
【００２３】
また、第１ローラの用紙非画像領域に対応するローラ表面に微小突起を付けて軸方向への用紙滑りを抑制することも、安定してクセ付けを行うことに寄与する。図５の例は、図４の変形例に対して、更に搬送コロ１４３，１４４の表面に微小突起を備えたものであり、これら突起付き搬送コロ１４３，１４４が用紙非画像領域と接触して用紙搬送する。
【００２４】
図６は、図２に係る実施形態に関する説明において言及した、用紙１００の各種サイズに対応すべく両端大径部を軸方向に移動可能とするための具体的な構成を示すものである。第１ローラ１３０のうち、小径部分を通しシャフト１４５、大径部分を搬送コロ１４６，１４７とする。搬送コロ１４６，１４７は、リニアアクチュエータ（ＤＣソレノイド）１４８，１４９に取り付けられた移動用レバー１５０，１５１によって、その位置を調節できるようになっている。つまり、搬送コロ１４６，１４７は、用紙１００の大きさや搬送する際の縦横の向きに応じて変わる非画像領域の位置に合わせるように、移動用レバー１５０，１５１を用いて位置移動させられる。
【００２５】
図７はカール抑制効果を更に高めた実施形態の全体装置構成の正面図を、図８はこの実施形態のデカール機構の上面図（図７の矢示Ｃ方向から見た図）と側面図（排紙側から見た図）を示す。デカール機構を除く全体構成は図１の実施形態と同じなので、同じ部材に同じ符号を付すことで説明を割愛する。
【００２６】
この実施形態におけるデカール機構は、図４に示された構成と共通の部材から構成されているが、用紙１００の裏面側でベルト１３３を掛け回され駆動モータ１３４によって回転させられる対向ローラ１５５，１５６は複数のコロを軸方向に均等に分布配置され、両方の対向ローラの各コロは互い違いになるように位置している。また用紙１００の表面（画像形成面）側に配置された第１ローラとしての搬送コロ１５３，１５４は、外方径が内方径よりも大きくテーパーに形成され、用紙全体にわたって用紙搬送方向に直交する方向に引っ張る力を作用させてクセ付けを行うことができるようになっていて、デカール効果を高める。このテーパーによってローラと接触していない用紙部分もクセ付け（デカール）される。また搬送コロ１５３，１５４の間には用紙１００に向けて空気の吹き付けを行うファン１３８（図では軸流ファンを示すが、ライン状のブローファンでもよい）が配置されており、用紙中央のクセ付けをサポートする。搬送コロ１５３，１５４を用紙の各種サイズに対応させるために、軸方向に移動可能に構成することも当然可能であり、各搬送コロのシャフトを長手方向に延ばしたり、図６と同様、両方の搬送コロを１本のシャフトで支持して、軸方向移動機構を備えるようにしてもよい（その構成の一例については後述する）。図２の拍車１３６を備えたり、搬送コロ表面に微小突起を付けるようにしてもよい。
【００２７】
図９に示す実施形態のデカール機構においては、画像形成面に接触する側の搬送コロ１５８，１６１の傾斜面に合わせて裏面側のローラ１５９にも傾斜面が付けられている。加えて搬送コロ１５８，１６１の表面に微小突起が付けられており、これらによって、用紙搬送方向のカールを除去するためのクセ付けが行い易くなり、同時に用紙搬送方向と直角する向きでのカール（裏面方向に反るカール）を除去することもできる。
【００２８】
図１０に示す実施形態は図７，８の実施形態の説明において言及した「搬送コロを１本のシャフトで支持して、軸方向移動機構を備える」構成に関する例である。用紙の画像形成面に接触する側の搬送コロ１６３，１６９を通しシャフト１６２に挿入して、軸方向移動機構によって搬送コロ１６３，１６９を軸方向に可動とし、用紙裏面側についても、通しシャフト１６５に搬送コロ１６６，１６７を挿入して、同じ軸方向移動機構によって搬送コロ１６６，１６７が可動となっている。この時、軸方向移動機構は、図６の実施形態と同じく、本体筐体に取り付けられたリニアアクチュエータ（ＤＣソレノイド）１６４，１７１と、このリニアアクチュエータに夫々取り付けられた移動用レバー１６８，１７０とを備えて構成されている。移動用レバー１６８，１７０が搬送コロ１６３，１６９を軸方向の内外方に移動させるとともに、それらレバーの外端が用紙裏面側の搬送コロ１６６，１６７に引っかかり、これら搬送コロ１６６，１６７を軸方向内方（中心方向）に移動させる。搬送コロ１６６，１６７の軸方向外方への移動については、用紙の画像形成面側の搬送コロ１６３，１６９との表面傾斜同士の摩擦力で移動する形となる。これらコロの位置は、用紙１００の幅、即ち非画像領域に合わせた位置に移動するよう制御される。
【符号の説明】
【００２９】
１００  用紙
１０２  記録ヘッドユニット
１３０  第１ローラ
１３１，１３２  対向ローラ
１３３  ベルト
１３４  駆動モータ
１３６  拍車
１３８  ファン
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２００６−８２９０９号公報
【特許文献２】特開２０１０−３７０７７号公報
【特許文献３】特開２０１０−８９９１５号公報
【特許文献４】特開２０１０−７０３４２号公報
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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