(57)【要約】【課題】シートのカール発生条件が変化してもカール量を一定以下に抑えることができるカール抑制装置を提供する。【解決手段】カール抑制装置３５は、定着装置２０により付与されたカールの向きと逆方向に湾曲し、各々搬送中の転写紙Ｐの曲率が異なる搬送経路３７、３９を有している。搬送経路３７、３９の分岐部４１には搬送経路を切替える分岐爪が設けられており、図示しない制御手段は、定着装置２０でカールが形成される条件（定着温度、転写紙Ｐの搬送速度、紙種、画像形成装置内の温度、湿度）に応じて搬送経路を切替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置内を搬送されるシートのカールを矯正するカール抑制装置において、
カールの向きと逆方向に湾曲し、各々搬送中のシートの曲率が異なる複数の搬送経路と、これらの搬送経路のいずれかにシートを案内する経路切替え手段と、シートにカールが形成される条件に応じて前記経路切替え手段を制御する制御手段と、を有していることを特徴とするカール抑制装置。
【請求項２】
請求項１記載のカール抑制装置において、
定着装置のシート搬送方向下流に配置され、前記制御手段は、前記定着装置の定着に係る温度と、シートの搬送速度、シートの種類、画像形成装置内の温度、画像形成装置内の湿度のうちの少なくとも１つとの関係に基づいて前記経路切替え手段を制御することを特徴とするカール抑制装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のカール抑制装置において、
前記複数の搬送経路のうちの１つに搬送ローラ対が設けられ、該搬送ローラ対の一方は熱源を有し、前記制御手段はシートにカールが形成される条件に応じて前記熱源の熱量を制御することを特徴とするカール抑制装置。
【請求項４】
請求項３記載のカール抑制装置において、
前記搬送ローラ対の前記熱源を有しない方のローラが、表面に弾性層を有する弾性体ローラであることを特徴とするカール抑制装置。
【請求項５】
画像形成装置内を搬送されるシートのカールを矯正するカール抑制装置において、
カールの向きと逆方向に湾曲した搬送経路と、該搬送経路に設けられ一方のローラが熱源を有する搬送ローラ対と、シートにカールが形成される条件に応じて前記熱源の熱量を制御する制御手段と、を有していることを特徴とするカール抑制装置。
【請求項６】
請求項５記載のカール抑制装置において、
定着装置のシート搬送方向下流に配置され、前記制御手段は、前記定着装置の定着に係る温度と、シートの搬送速度、シートの種類、画像形成装置内の温度、画像形成装置内の湿度のうちの少なくとも１つとの関係に基づいて前記熱源の熱量を制御することを特徴とするカール抑制装置。
【請求項７】
請求項６記載のカール抑制装置において、
前記搬送ローラ対の前記熱源を有しない方のローラが、表面に弾性層を有する弾性体ローラであることを特徴とするカール抑制装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のカール抑制装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートのカールを抑制するカール抑制装置（デカーラ）、該カール抑制装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に使用される定着装置によって熱せられた転写紙が加圧形成された定着装置内部のニップ、または定着装置内部ないしは、その出口近傍の搬送経路で転写紙が屈曲することによって、カールが発生することが知られている。この対策として、排紙装置内部に設けられたデカーラなどがある。
通常のデカーラにおいては、カールの向きと逆方向に湾曲した搬送経路を通すことによりカールを矯正しているが、通紙する条件によってはデカーラによるカールの抑制効果が小さく、またそれとは異なる条件によっては抑制力が過大になり、逆向きのカールを発生させる場合がある。
そのため、あらゆる通紙条件において、カール量を一定以下に抑えることは難しい。
【０００３】
特許文献１には、定着装置の下流においてシートを再送路と排出路との分岐点に案内するガイド部材を回動自在に設け、このガイド部材をソレノイドで動作する経路切替部材で揺動させ、ガイド部材の回動角度（カール抑制機能）をシートの厚さに応じて可変とする構成が開示されている。
特許文献２には、定着装置の下流に設けられた搬送ローラ対の一方をシートから熱を吸収する吸熱ローラとするとともに、他方を弾性ローラとし、定着ローラ対と反対のカール付けをする構成が開示されている。
特許文献３には、２つのローラ間に張設された無端ベルトに矯正ローラを押圧し、そのニップに定着後シートを通してカールを抑制するカール抑制装置が開示されている。矯正ローラを移動可能としてカール抑制機能を調整できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４７４４３号公報
【特許文献２】特開２００７−１２１４１５号公報
【特許文献３】特開２００７−１４７７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のカール抑制装置では、可動（移動）部材や揺動部材によりカール抑制機能を調整する構成であるため、部品の磨耗や動作低下等により経時的にカール抑制度が変化する懸念を否めない。
特許文献２の構成においても弾性ローラの経時的磨耗によりニップ形状が変化することを避けられない。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、シートの搬送条件（カール発生条件）が変化してもカール量を一定以下に抑えることができるるとともに、簡単な構造で一定のカール抑制機能を長期に亘って維持することができ、カール抑制機能のロバスト性（頑固さ）を向上させることができるカール抑制装置、該カール抑制装置を有する画像形成装置の提供を、その主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、カールを矯正する搬送経路を複数設けて固定した構造とし、その矯正機能の経時的変化を防止することとした。これにより、機構的複雑さによる故障率の高さをも回避できる。
具体的には、請求項１記載の発明では、画像形成装置内を搬送されるシートのカールを矯正するカール抑制装置において、カールの向きと逆方向に湾曲し、各々搬送中のシートの曲率が異なる複数の搬送経路と、これらの搬送経路のいずれかにシートを案内する経路切替え手段と、シートにカールが形成される条件に応じて前記経路切替え手段を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のカール抑制装置において、定着装置のシート搬送方向下流に配置され、前記制御手段は、前記定着装置の定着に係る温度と、シートの搬送速度、シートの種類、画像形成装置内の温度、画像形成装置内の湿度のうちの少なくとも１つとの関係に基づいて前記経路切替え手段を制御することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載のカール抑制装置において、前記複数の搬送経路のうちの１つに搬送ローラ対が設けられ、該搬送ローラ対の一方は熱源を有し、前記制御手段はシートにカールが形成される条件に応じて前記熱源の熱量を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明では、請求項３記載のカール抑制装置において、前記搬送ローラ対の前記熱源を有しない方のローラが、表面に弾性層を有する弾性体ローラであることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、画像形成装置内を搬送されるシートのカールを矯正するカール抑制装置において、カールの向きと逆方向に湾曲した搬送経路と、該搬送経路に設けられ一方のローラが熱源を有する搬送ローラ対と、シートにカールが形成される条件に応じて前記熱源の熱量を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載の発明では、請求項５記載のカール抑制装置において、定着装置のシート搬送方向下流に配置され、前記制御手段は、前記定着装置の定着に係る温度と、シートの搬送速度、シートの種類、画像形成装置内の温度、画像形成装置内の湿度のうちの少なくとも１つとの関係に基づいて前記熱源の熱量を制御することを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項６記載のカール抑制装置において、前記搬送ローラ対の前記熱源を有しない方のローラが、表面に弾性層を有する弾性体ローラであることを特徴とする。
請求項８記載の発明では、画像形成装置において、請求項１〜７のいずれか１つに記載のカール抑制装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成で高いカール抑制機能を得ることができるとともに、長期に亘って一定したカール抑制効果を得ることができる。
また、画像形成装置の使用環境条件が変化しても一定のカール抑制機能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１乃至図６に基づいて第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。
中間転写ユニット１０における未定着像担持体としての中間転写ベルト８の下面に対向して、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋが並設されている。これらの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外は同一構造である。
各作像部６は、潜像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された図示しない帯電手段、現像装置５、図示しないクリーニング手段等で構成されている。
【００１３】
感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成される。
感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図中、時計回り方向に回転駆動され、帯電手段の位置で表面が一様に帯電される（帯電工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、不図示の露光部から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５との対向位置に達し、この位置で静電潜像が現像されて、所望のトナー像が形成される（現像工程）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。
その後、感光体１の表面は、クリーニング手段との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。クリーニング後感光体ドラム１の表面は図示しない除電ローラにより電位を初期化される。こうして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１４】
上述した作像プロセスは、図１に示すように、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された不図示の露光部（光書き込み装置）から、画像情報に基づいたレーザ光が、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００１５】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋにはトナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００１６】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写手段としての２次転写ローラ１９との対向位置に達する。中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、２次転写ニップの位置に搬送されたシート（記録媒体）としての転写紙Ｐ上に転写される。
こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
装置本体１００の下部に配設された給紙トレイ２６には転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、給紙コロ２７により１枚ずつ分離されて給紙される。給紙された転写紙Ｐはレジストローラ対２８で一旦停止され、斜めずれを修正された後レジストローラ対２８により所定のタイミングで２次転写ニップに向けて搬送される。そして、上記のように、２次転写ニップにおいて転写紙Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００１７】
２次転写ニップの位置でカラー画像を転写された転写紙Ｐは、定着装置２０へ搬送され、ここで、定着ローラ２０ａ及び圧力ローラ２０ｂによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像を定着される。
定着を終えた転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９により、装置本体上面に形成された排紙部３０へ出力画像として排出され、スタックされる。こうして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。図１において、符号３２は読み取り部を示している。
図１では省略しているが、定着装置２０の下流側における領域Ｎには、後述するカール抑制装置３５が配置されている。
【００１８】
カール抑制装置３５は、図２に示すように、定着装置２０により付与されたカールの向きと逆方向に湾曲し、各々搬送中の転写紙Ｐの曲率が異なる搬送経路（単に「搬送路」ともいう）３７、３９を有している。明示しないが、搬送経路３７、３９は各々一対のガイド板で上下を挟む構成を有している。図２において、符号４１は搬送経路３７、３９の分岐部を、４５、４７は搬送ローラ対を示している。
図３に示すように、搬送経路３７、３９の分岐部４１には、経路切替え手段としての分岐爪４３が配置されており、分岐爪４３は制御手段５０により制御される分岐爪駆動電磁モータ５２に接続されている。分岐爪駆動電磁モータ５２はソレノイドでもよい。
制御手段５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を含むマイクロコンピュータであり、定着装置２０側で転写紙Ｐにカールが形成される条件に応じて分岐爪４３を制御する。
【００１９】
上記カール抑制装置３５を用いた場合のカール量を図４に示す。転写紙Ｐの線速（搬送速度）を１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃ、定着装置２０における定着温度を１５０〜１９０℃まで変化させ、転写紙Ｐに与える熱量を変化させ、その条件下で発生したカール量の最悪値を縦軸に示した。
搬送経路３７を用いた場合（実線）と、搬送経路を熱量によって３７から３９に切替えた場合（破線）を示す。搬送される転写紙Ｐの曲率が小さい搬送経路３７のみを用いた場合には、転写紙Ｐに与える熱量の増加に伴い、カール量が増加し、ある熱量以上の熱量が転写紙Ｐに与えられた場合、実際上許容できない規格外のカールが発生することが分かる。
それに対して、ある一定以上の熱量を定着において与えた場合にはデカール効果のより大きな、すなわち搬送される転写紙Ｐの曲率の大きい搬送経路３９を用いることで、カール量を軽減（矯正）でき、今回の評価条件の範囲では、規格外のカールの発生率を０に抑えることができた。
従来の一定の搬送経路を用いる場合に比べ、カールの最悪値を約１／４に抑制することができた。
【００２０】
定着装置２０で付与された転写紙Ｐのカールを実質的に矯正する搬送経路３７、３９は、非可動の固定部材であるため、一定したカール抑制機能が長期に亘って維持される。
可動部材は分岐爪４３だけであるため、簡易な構造にできるとともに、故障率を低減することができる。
【００２１】
以上、カール抑制装置３５の基本的な抑制機能を説明したが、以下に搬送経路を切替える条件を説明する。
定着装置構成・定着を含む搬送経路が一定の場合には、カール特性は転写紙Ｐの線速（搬送速度）、定着に係る温度、紙種（転写紙Ｐの種類）に大きく依存するが、それだけでなく紙の含水分などの調湿状態によっても変化する。
そのため、本実施形態では、定着に係る温度、線速、紙種、画像形成装置内の温度、湿度に対するカール特性を予め実験等により求め、図５に示すような搬送路の切替えの制御テーブルを作成し、制御手段５０のメモリ（例えばＲＯＭ）に格納して参照するようにしている。
これにより、通紙条件に対応した正確な切替え制御を容易に行うことができる。
ここで、「定着に係る温度」とは、定着設定温度（定着温度）と、定着装置２０内の雰囲気温度の双方を含む意味であり、いずれかを基準にしてもよい。本実施形態では予め設定される温度である定着温度を基準にしている。
画像形成装置内の温度は、温度検知手段としての温度センサ（サーミスタ）５４（図３参照）により検知され、湿度は湿度検知手段としての湿度センサ５６（図３参照）により検知される。
【００２２】
本実施形態における搬送経路切替えの制御フローを図６に示す。ユーザによるコピーボタンの押下により印刷要求信号が発せられると、制御手段５０は、事前に取得している温度センサ５４による温度データと湿度センサ５６による湿度データを元に、制御テーブルによって搬送経路を決める。
搬送経路を標準状態Ａ（搬送経路３７）からＢ（搬送経路３９）に切替える場合には、分岐爪４３の駆動モータ信号ｓを出力し、そうでない場合には何も出力しない。
それによって、次のジョブが入るまで、定着装置２０を抜けた転写紙Ｐは制御テーブルによって決められた排紙経路を通る。
【００２３】
図７乃至図９に基づいて第２の実施形態を説明する。なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する（以下の他の実施形態において同じ）。
図７に示すように、本実施形態におけるカール抑制装置６０は、形状の異なる３つの搬送経路６１、６２、６３を有しており、搬送経路６１は定着装置２０側から進入した転写紙Ｐに対して矯正のための曲率を与えない形状を有している。
すなわち、定着装置２０側でカールが発生しない状況（条件）の場合には矯正することなくそのまま排紙できるようになっている。
これらの搬送経路の分岐部６４には、図８に示すように、搬送経路６１と搬送経路６２との間で選択的に切替える分岐爪６５と、搬送経路６２と搬送経路６３との間で選択的に切替える分岐爪６６が設けられている。分岐爪６５、６６はそれぞれ図示しない分岐爪駆動電磁モータで駆動され、これらの分岐爪駆動電磁モータは制御手段５０により制御される。切替えは第１の実施形態と同様に制御テーブルを用いて行われる。
【００２４】
カール抑制装置６０を用いた場合のカール量を図８に示す。線速を１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃ、定着温度を１５０〜１９０℃まで変化させ、転写紙Ｐに与える熱量を変化させ、その条件下で発生したカール量の最悪値を縦軸に示した。
図９には、参考として排紙経路がデフォルト形状で一定の搬送経路を用いた場合のカール量も併せて示した。固定形状では、転写紙に与える熱量が増加するのに従いカール量も増加し、ある熱量以上では規格外のカールが発生している。
それに対して、与える熱量に従って、搬送経路の曲率を変化させることによって、デカール機能を増加させた場合には、カールが常に一定以下に抑制され、規格外のカールの発生率を０にすることができる。
【００２５】
図１０及び図１１に基づいて第３の実施形態を説明する。
図１０に示すように、本実施形態におけるカール抑制装置７０は、定着装置２０で付与されたカールの向きと逆方向に湾曲した１つの搬送経路７１と、該搬送経路７１に設けられた搬送ローラ対７２、７３を有している。上側の搬送ローラ７２は内部に熱源（加熱源）としての赤外線ヒータ７６を有しており、赤外線ヒータ７６は制御手段５０により制御される電源７５に接続されている。
赤外線ヒータ７６は常に温度制御されており、制御手段５０は、転写紙Ｐにカールが形成される条件に応じて赤外線ヒータ７６の熱量を制御する。
上記各実施形態では搬送経路を切替えて転写紙Ｐの曲率を変化させる構成としたが、本実施形態では１つの搬送経路において、カール形成条件に応じて転写紙Ｐに与える熱量を変化させることにより搬送経路を複数設ける場合と同等の効果を得ることを特徴とする。
【００２６】
線速を１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃ、定着温度を１５０〜１９０℃まで変化させ、転写紙に与える熱量を変化させ、その条件下で発生したカール量の最悪値を図１１の縦軸に示した。
ヒータを用いない通常の搬送経路では、ある一定の熱量が加えられた場合には規格外のカールが発生していることが分かる（実線）。
これに対して、同じ搬送経路を用いた場合でも、定着で与えられた熱量を線速、定着設定温度、紙の調湿状態などから作成した制御テーブルに従って赤外線ヒータ７６の温度を変化させることで、デカール効果を最適にし、カールの発生率を減らすことができる。
本実施形態では、定着に係る温度、線速、紙種、画像形成装置内の温度、湿度と、赤外線ヒータ７６の温度との関係が予め実験等により求められて制御テーブルとして記憶されている。
【００２７】
図示しないが、搬送経路を複数設ける実施形態において、上記熱源を有する搬送ローラ対を設ける構成としてもよい（第４の実施形態）。
このようにすれば、搬送経路を最低数（２つ）にしながらも、３つ以上の搬送経路を有する場合と同様のカール抑制機能を得ることができる。
上記各実施形態では定着装置２０の下流側でのカール抑制を例示したが、本発明はこれに限定される趣旨ではなく、他の部位でカールが発生した場合にも同様に配置して同様のカール抑制機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。
【図２】カール抑制装置の搬送経路を示す図である。
【図３】搬送経路の切替え構成を示す図である。
【図４】カール抑制機能を示すグラフである。
【図５】制御テーブルを示す斜視図である。
【図６】カール抑制制御の動作を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係るカール抑制装置の搬送経路を示す図である。
【図８】搬送経路の切替え構成を示す図である。
【図９】カール抑制機能を示すグラフである。
【図１０】第３の実施形態に係るカール抑制装置の搬送経路を示す図である。
【図１１】カール抑制機能を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
Ｐ  シートとしての転写紙
３５、６０、７０  カール抑制装置
３７、３９、６１、６２、６３、７１  搬送経路
４３、６５、６６  経路切替え手段としての分岐爪
５０  制御手段
７２、７３  搬送ローラ対
７６  熱源としての赤外線ヒータ
７３  弾性体ローラ
【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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【図１１】
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