(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、
用紙を搬送する第１搬送手段と、
前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、
前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、
前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、
前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、
前記駆動力制限手段は、搬送方向によりトルクの異なる手段であることことを特徴とする用紙カール矯正装置。
【請求項２】
前記第１搬送手段に設けられた駆動力制限手段は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより低いことを特徴とする請求項１に記載の用紙カール矯正装置。
【請求項３】
前記第２搬送手段に設けられている駆動力制限手段は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより高いことを特徴とする請求項１に記載の用紙カール矯正装置。
【請求項４】
前記第２搬送手段が用紙を搬送する速度が、前記第１搬送手段が用紙を搬送する速度より遅く設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の用紙カール矯正装置。
【請求項５】
前記第１搬送手段は画像形成装置の定着手段の下流側に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の用紙カール矯正装置。
【請求項６】
前記第１搬送手段は画像形成装置の定着手段であることを特徴とする請求項５に記載の用紙カール矯正装置。
【請求項７】
定着手段は一対のヒートロール手段であって、用紙の撓みを受け入れる空間は、用紙搬送路に対して温度が低く設定されたローラ側へ張り出していることを特徴とする請求項６に記載の用紙カール矯正装置。
【請求項８】
用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、
用紙を搬送する第１搬送手段と、
前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、
前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、
前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、
前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、
前記第１搬送手段は画像形成装置に連結された用紙処理装置内に位置することを特徴とする用紙カール矯正装置。
【請求項９】
用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、
用紙を搬送する第１搬送手段と、
前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、
前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、
前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、
前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、
前記第１搬送手段は画像形成装置側に、前記第２搬送手段は画像形成装置に連結された用紙処理装置側に位置することを特徴とする用紙カール矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置において、トナー像が熱定着されることによって生ずる用紙のカールを矯正するカール矯正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のカール矯正装置としては、例えば、特開平５−７０００８号公報に示されるように、矯正を行う矯正搬送路と矯正を行わない非矯正搬送路とからなる搬送路を有し、固定の搬送路切換手段により、カールしている用紙は先端のカール量により自動的に矯正搬送路に案内し、カールしていないものは非矯正搬送路に案内するものが知られている。
【０００３】
その他の技術として、用紙のカール量・方向をセンサなどで検出し、搬送路を選択するものや、矯正量可変可能な矯正機構を備え、矯正量を変化させるものも提案されている。
【０００４】
また、カールの矯正方法としては、特許第２６３７６１９号公報に示されるように、ローラ間の速度差を利用して用紙にカールと逆方向のループを形成して矯正する技術が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平５−７０００８号公報に示されるような方式では、搬送路の選択を用紙先端のカール量に頼っているために、カールしていない用紙であっても搬送時の状況によっては誤って矯正経路を選択してしまうことがあり、そのような場合には、矯正が必要でない用紙に不要なカールを与えてしまう。
【０００６】
これに対し、特許第２６３７６１９号公報に示される技術では、カール量を検出することにより、適正な矯正効果を得るよう工夫されているが、複数の透過センサで用紙先端のカール量を検知しているので、通紙中の用紙の挙動により誤検出する可能性が非常に高く、現実性が低い。また、矯正手段は主要紙である薄手の紙のカールを適正に矯正するよう設定されているが、厚紙などを通紙すると逆方向に大きなカールができてしまうという副作用があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消するものであり、簡単な構成で厚手の紙等のカール発生が少ない用紙については矯正作用を自動的にキャンセルし、カールの大きい高湿の薄手の紙などは確実に矯正することができる用紙カール矯正装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、用紙を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、前記駆動力制限手段は、搬送方向によりトルクの異なる手段であるものである。
【０００９】
上記構成においては、用紙にループを形成する第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段（トルクリミッタやワンウェイクラッチなど）を設けているので、カールの発生しにくい厚手紙や低湿紙などの剛性度の高い用紙は自身の剛性によって駆動経路で滑りが発生し、そのため、ループ形成は自動的にキャンセルされるので不要なカールは発生しない。また、カールの発生しやすい高湿の薄手紙は自身の剛性が低いため、駆動経路での滑りは発生せず、カールと逆方向のループが形成され、確実にカール矯正が行える。なお、用紙にループを形成するには、例えば、下流側の第２搬送手段での搬送を一定時間停止させるなど任意の方法が採用可能である。そして、搬送駆動力の差を確実に出すことができ、用紙自身の剛性に応じて適当な大きさのループが自動的に形成される。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の用紙カール矯正装置において、第１搬送手段に設けられた駆動力制限手段は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより低いものである。この構成においては、上記の作用に加えて、カール矯正をそれ程必要としない厚手紙のような剛性が高い用紙の場合、第１搬送手段の駆動力制限手段が空転して駆動が伝達されずに、用紙が滑って搬送できないのと同等の作用となり、不必要にループ形成が行われないものとなる。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の用紙カール矯正装置において、第２搬送手段に設けられている駆動力制限手段は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより高いものである。この構成においては、ループ形成状態にある用紙の腰が強い場合、第２搬送手段の駆動力で用紙が搬送される時に、用紙が駆動速度よりも速く移動するような動作でもってループが解消される。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の用紙カール矯正装置において、第２搬送手段が用紙を搬送する速度が、第１搬送手段が用紙を搬送する速度より遅く設定されているものである。この構成においては、搬送される用紙に形成されたループ位置が移動するものとなり、用紙全体について矯正効果が得られる。また、上記の搬送速度差が維持されると、ループは漸次大きくなり、用紙後端側の矯正効果が高まる。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の用紙カール矯正装置において、第１搬送手段は画像形成装置の定着手段の下流側に位置するものである。この構成においては、定着されてカールが発生した直後の用紙に対して、カール矯正を効果的に行うことができる。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載の用紙カール矯正装置において、第１搬送手段は画像形成装置の定着手段であるものである。この構成においては、特別な搬送手段を付加する必要がなく、カール矯正装置の構成要素の一つを定着手段で兼用することができる。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の用紙カール矯正装置において、定着手段は一対のヒートロール手段であって、用紙の撓みを受け入れる空間は、用紙搬送路に対して温度が低く設定されたローラ側へ張り出しているものである。この構成においては、通常、熱定着で用紙に発生するカール方向は熱定着手段の温度が高く設定された側になっているが、これとは逆方向にループが形成されるので、カール矯正を適正に行うことができる。
【００１７】
また、請求項８の発明は、用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、用紙を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、前記第１搬送手段は画像形成装置に連結された用紙処理装置内に位置するものである。この構成においては、カール矯正機能を有した用紙処理装置が得られる。
【００１８】
また、請求項９の発明は、用紙の搬送路に設けられ、搬送される用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、用紙を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の下流に位置する第２搬送手段と、前記第１及び第２搬送手段を駆動する駆動手段と、前記第１搬送手段と第２搬送手段の間に位置する用紙の撓みを受け入れる空間とを備え、前記第１搬送手段及び第２搬送手段を駆動する駆動手段の少なくとも一方に搬送力を低く設定するための駆動力制限手段を設け、前記第１搬送手段は画像形成装置側に、前記第２搬送手段は画像形成装置に連結された用紙処理装置側に位置するものである。この構成においては、カール矯正装置の構成要素の一部を画像形成装置に持たせ、両装置の接続部を利用してコンパクトなカール矯正効果を有した装置が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る用紙カール矯正装置は、レーザプリンタやコピー機等の電子写真装置（画像形成装置）に装備される。図１は本実施形態による画像形成装置を示す。画像形成装置１は、感光体２上に形成したトナー画像を搬送される用紙上に転写し、転写された画像を熱定着器３（定着手段）により熱定着し、画像が形成された用紙を排紙部４に排出する。感光体２の周辺には、露光手段２０、現像手段２１、転写手段２２等の電子写真プロセス手段が配置されている。給紙装置５（給紙手段）は複数の給紙カセット５１，５２，５３と手差し給紙部５４を有する。用紙はいずれかの給紙装置５から給紙ローラ５５により１枚ずつ給紙され、搬送ローラ５６が配置された用紙搬送路１２を通って供給される。熱定着器３は一対のヒートローラ３ａと加圧ローラ３ｂとから成る。
【００２０】
用紙搬送路１２は、熱定着器３の下流側において排紙部４へ向かう経路中には、用紙を検出する用紙センサ１０と、一対の第１搬送ローラ１８（第１搬送手段）と、その下流側に位置する一対の第２搬送ローラ１１（第２搬送手段；ここでは排紙ローラでもある）と、第１搬送ローラ１８及び第２搬送ローラ１１の間に設けられ用紙の撓み（ループ）を受け入れる空間１９が設けられている。第１搬送ローラ１８及び第２搬送ローラ１１の搬送動作を制御することにより、用紙にループを発生させることができるようにしている。これら各要素でもって、熱定着により用紙に発生したカールを矯正するための用紙カール矯正装置を構成している。
【００２１】
図２はカール矯正装置の基本形態による構成を示す。用紙Ｐは熱定着器３でトナー像を熱定着され、その下流に位置する用紙検出センサ１０を通過し、第１搬送ローラ１８に搬送される。第２搬送ローラ１１は図示しないモータ、クラッチなどにより回転、停止可能に構成されており、用紙検出センサ１０が用紙先端を検出した信号に基づき、第２搬送ローラ１１の回転を停止し用紙にループを形成させる。この第２搬送ローラ１１は、所定時間後、搬送を開始する。第２搬送ローラ１１の搬送速度は、第１搬送ローラ１８のそれより若干遅い速度に設定されている。第２搬送ローラ１１の停止時間を変更することにより、用紙先端側でのループ量を調節することが可能となる。
【００２２】
用紙Ｐに形成されるループは空間１９に受け入れられる。定着でカールを発生する用紙は主として高湿紙であり、通常、画像面と反対側（温度の低いローラ側）にカールするため、用紙搬走路１２のガイド板はカール方向と反対側にループを形成するように空間１９を構成している。但し、カラー画像形成装置や片側ヒータの定着方式でない場合は、空間を逆方向に形成する場合もあり得る。
【００２３】
上記のようにループを形成した状態で用紙Ｐは搬送され、用紙上のループ位置は移動する。第２搬送ローラ１１による搬送速度は、第１搬送ローラ１８より若干遅く、この速度差のため、用紙Ｐを搬送するにしたがって、順次ループ量が増大する。このような動作により、定着されてカールが発生した直後の用紙に対して、また、用紙全体についてカール矯正を行うことができると同時に、用紙後端側ほど矯正効果を高めることが可能になる。なお、第１搬送ローラ１８、第２搬送ローラ１１は、その内の少なくとも一方の搬送速度を他方に対して変更設定可能とされていればよく、両搬送ローラの速度差の設定を行うことにより、矯正効果の調節が可能となる。設定は操作パネルなどの入力手段により行えるようにすればよい。
【００２４】
図３はカール矯正装置の一実施形態による構成を示す。上述の図２に示した構成において、さらに、第１搬送ローラ１８を駆動する駆動手段（図示なし）に搬送力を低くするトルクリミッタ６１（駆動力制限手段）を設けたものである。ここでいう駆動力制限手段は、回転方向により伝達トルクが異なる手段であって、第１搬送ローラ１８側に設ける場合は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより低くなるものを用いる。
【００２５】
上記構成とすることにより、用紙自身の腰の強さに応じて適当な大きさのループが用紙に自動的に形成される。すなわち、カールが発生しにくくカール矯正をそれほど必要としない厚手紙や低湿紙などの剛性度の高い（腰が強い）用紙の場合は、紙自身の剛性によって、第１搬送ローラ１８のトルクリミッタ６１が空転して駆動が伝達されずに、駆動経路で滑りが発生し、そのため、ループは自動的にキャンセルされることになり、不要なカールは発生しない。他方、カールの発生しやすい高湿の薄手紙の場合は、紙自身の剛性が低いため、駆動経路での滑りは発生せず、カールと逆方向のループが形成され、確実にカール矯正が行える。
【００２６】
図４はカール矯正装置の他の実施形態による構成を示す。ここでは、第２搬送ローラ１１を駆動する駆動手段（図示なし）にワンウェイクラッチ６２（駆動力制限手段）を設けている。駆動力制限手段を第２搬送ローラ１１側に設ける場合は、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより高いものを用いる。ワンウェイクラッチに限られず、同等機能のトルクリミッタでもよい。
【００２７】
上記の構成により、第２搬送ローラ１１の駆動力で用紙が搬送される時に、剛性の高い用紙の場合、ワンウェイクラッチ６２による滑りにより、用紙が駆動速度よりも速く移動するような作用となり、剛性の高い用紙のループを確実にキャンセルすることができる。
【００２８】
次に、上記のようなカール矯正装置におけるループ量制御動作について、図５のタイムチャートを参照して説明する。用紙検出センサ１０が用紙先端を検出してその信号がオンになったタイミングで、第２搬送ローラ１１の回転を停止し、所定時間ｔ１後に、再度回転を開始する。ここに、第１搬送ローラ１８の搬送速度の方が第２搬送ローラ１１のそれよりも速いので、両ローラ間で用紙に形成されるループ位置は移動してゆき、また、ループ量は漸次大きくなる。さらに、用紙検出センサ１０が用紙後端を検出してその信号がオフになった後、用紙後端が第１搬送ローラ１８から離れると、次第にループは解消される。
【００２９】
次に、上記のような駆動力制限手段を用いた本方式による用紙搬送時のループ形成作用について説明する。上述した図４の第２搬送ローラ１１の駆動手段にワンウェイクラッチ６２を設けた構成において、用紙に応じて形成されるカール形状を図６に示す。また、用紙厚さ（坪量）と含水率、ループ形状（両ローラ間隔が３０〜４０ｍｍ）の関係を図７に示す。図６のカール形状に付した番号と図７の枠内の番号とが対応する。両ローラ間隔及びワンウェイクラッチの滑りトルクを調整することで、ループは容易に所望の形状を得ることができる。これにより、カール矯正効果の調整が可能になる。
【００３０】
通常、用紙は薄いほど、含水率（湿度）の影響を受け易い性質を有する。このため、用紙が薄く含水率が高いほど、カールは大きく発生する。本方式によれば、カールが発生し易い条件ほどループ形状は大きくなり、カール矯正効果が向上する。しかも、複雑な制御機構を用いることなく、ワンウェイクラッチ等の簡単な構成を用いて効果的にカール矯正が可能になる。
【００３１】
本発明は、上記実施形態の構成に限られず種々の変形、応用が可能である。例えば、画像形成装置から画像出力された用紙を受け取るソータ等の排紙装置（用紙処理装置）に、本方式を同様に採用することができる。この場合、画像形成装置の排紙ローラ（第１搬送手段）により排出される用紙を受け入れる搬入ローラ（第２の搬送手段）を排紙装置に備え、この下流側の搬入ローラが排紙ローラの搬送速度よりも遅い速度で駆動されるよう制御することで、用紙先端側の搬送を遅らせ、画像形成装置と排紙装置との間に形成した空間に用紙のループを作る。駆動力制限手段は、上記と同等に設ければよい。また、画像形成装置の排紙ローラを第１搬送ローラとして用いたものでなく、第１搬送ローラを排紙装置内に持つ構成も可能である。
【００３２】
また、第１搬送ローラ１８は画像形成装置の定着手段であってもよい。これにより、カール矯正装置の構成要素の一つを定着手段で兼用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第１搬送手段又は第２搬送手段の搬送力を低く設定しているので、剛性が高くカールしにくい用紙のループ形成は、搬送手段の滑りにより自動的にキャンセルすることが可能となり、適正なカール矯正効果が得られる。また、第１、第２搬送手段を駆動する手段のうち少なくとも一方に駆動力制限手段を設けているので、搬送力の差が確実に出せ、剛性が高い用紙のループ形成を容易にキャンセルすることができる。また、駆動力制限手段としてトルクリミッタ、ワンウェイクラッチなどの移動方向でトルクの異なる手段を用いることにより、搬送力の差を確実に出すことができる。
【００３４】
また、第１搬送手段を駆動する駆動力制限手段として、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより低いものを用いることにより、第１搬送手段と駆動手段の滑りによって剛性が高い用紙のループ形成を確実にキャンセルすることができる。また、第２搬送手段を駆動する駆動力制限手段として、用紙搬送方向のトルクが反搬送方向のトルクより高いものを用いることにより、第２搬送手段と駆動手段の滑りによって剛性が高い用紙のループ形成を確実にキャンセルすることができる。
【００３５】
また、第１搬送手段が画像形成装置の定着手段の下流側に位置することにより、カール矯正が効果的に行える。また、第１搬送手段が画像形成装置の定着手段であれば、特別な搬送手段を付加することなく、効果的に所望の用紙を矯正することができる。また、定着手段は一対のヒートロール手段であって、用紙の撓みを受け入れる空間は、搬送路に対して温度が低く設定された定着ローラ側へ張り出していることにより、薄手高湿紙のカール方向とは逆側にループが形成でき、確実な矯正効果が得られる。
【００３６】
また、第１搬送手段は用紙処理装置内に位置するものとすれば、用紙処理装置のカール受け入れ能力に応じてカール矯正を行うことができる。また、第１搬送手段が画像形成装置側に、第２搬送手段が用紙処理装置側に位置するものとすれば、両者の接続部を利用してコンパクトで確実なカール矯正効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態によるカール矯正装置を備えた画像形成装置の構成図。
【図２】  カール矯正装置の基本形態を示す構成図。
【図３】  カール矯正装置の一実施形態による構成図。
【図４】  カール矯正装置の他の実施形態による構成図。
【図５】  カール矯正装置におけるループ量制御動作のタイムチャート図。
【図６】  カール矯正装置の動作を示す図。
【図７】  用紙厚さと含水率、ループ形状の関係を示す図。
【符号の説明】
１  画像形成装置
３  熱定着器（定着手段）
１２  用紙搬送路
１１  第２搬送ローラ（第２搬送手段）
１８  第１搬送ローラ（第１搬送手段）
６１  トルクリミッタ（駆動力制限手段）
６２  ワンウェイクラッチ（駆動力制限手段）
【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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