JP2005041614A

JP2005041614A - 用紙カール矯正装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2005041614A
Application number: JP2003201052A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Aida; 光弘合田; Hideki Takeda; 英樹武田
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】簡単かつコンパクトな構成でありながら、用紙のカールを効果的に矯正する。
【解決手段】複数個のローラ６１，６２，６３により構成されるローラユニットにおけるローラ間のニップ部６７，６８に用紙を通過させることによって用紙のカールを矯正する。ローラユニットは、少なくとも周面部が所定の基準硬さを有する材質（例えばＣＲゴム）により構成された基準硬度ローラ６１と、この基準硬度ローラ６１の周面に圧接され少なくとも周面部が基準硬度ローラ６１よりも軟らかい材質（例えば発泡ウレタン）により構成された軟ローラ６２と、基準硬度ローラ６１の周面に圧接され少なくとも周面部が基準硬度ローラ６１よりも硬い材質（例えばポリアセタール）により構成された硬ローラ６３とを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙を搬送通過させることにより用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置、及びこれを備えた電子複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子複写機では、搬送路に沿って用紙を搬送し、順次所定のユニットを通過させることによって上記用紙上に画像を形成するのが一般的である。搬送路に沿って搬送される用紙は、画像形成過程で、熱や圧力等が加えられることに起因して或いは搬送路の形状等に起因して、搬送面と交差する方向に撓む（カールする）ことがある。
【０００３】
例えば用紙上のトナー像を定着させるため加熱ローラと加圧ローラとからなる定着ローラ対により用紙が加熱、加圧されるが、この際に用紙がいずれか一方の搬送面側にカールすることがある。
【０００４】
カールした状態で用紙が搬送、排出されると、紙詰まりや適正な排出ができない虞があり、このため従来、用紙のカールを矯正するカール矯正装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に開示のカール矯正装置は、用紙の搬送路に沿って直列的に配設されたカール矯正ユニットを備える。各カール矯正ユニットは、搬送路の一面側に配設された駆動ローラと、搬送路の他面側に配設され駆動ローラに圧接されて従動回転する従動ローラとを有して構成されている。そして、上記駆動ローラはその周面部が弾性層として比較的軟らかい材質により構成されている一方、従動ローラはその周面部が剛体として比較的硬い材質により構成されている。
【０００６】
駆動ローラは従動ローラよりも軟らかいものとすることで、各ローラのニップ部が従動ローラの円弧に略沿った形状とし、該ニップ部を通過する用紙に対して従動ローラの円弧形状に癖付けするようにしている。従って、従動ローラの円弧形状と反対側にカールした用紙を該ニップ部に通すことによりカールが矯正される。
【０００７】
そして、用紙の搬送路に対する駆動ローラの位置関係が各カール矯正ユニットで逆の位置に配置され、用紙が何れの方向にカールしている場合にでもそのカールを効果的に矯正し得るものとなされている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１５−１２２１５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のカール矯正装置では、用紙のカールを効果的に矯正し得る点では有効であるものの、複数のカール矯正ユニットを用紙の搬送方向に沿って設置しなければならず、占有スペースが大きくなるという問題があった。
【００１０】
しかも、各カール矯正ユニットについて駆動ローラをそれぞれ回転駆動させるため、部品点数が多くなり、構造が複雑となるばかりか、コスト高になるという問題もあった。
【００１１】
この発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、簡単かつコンパクトな構成でありながら、用紙のカールを効果的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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明に係る用紙カール矯正装置は、複数個のローラにより構成されるローラユニットにおけるローラ間のニップ部に用紙を通過させることによって用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、上記ローラユニットは、少なくとも周面部が所定の硬さを有する材質により構成された第１ローラと、この第１ローラの周面に圧接され少なくとも周面部が上記第１ローラよりも軟らかい材質により構成された第２ローラと、上記第１ローラの周面に圧接され少なくとも周面部が上記第１ローラよりも硬い材質により構成された第３ローラとを備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１ローラには少なくとも周面部が上記第１ローラよりも軟らかい材質により構成された第２ローラが圧接されているので、第１ローラが第２ローラに食い込んで第２ローラ側に凸の円弧状のニップ部が形成される。そして、この第１ローラと第２ローラとのニップ部に用紙を通過させることにより、第１ローラ側と反対側にカール（第１ローラ側に凸状のカール）した用紙を矯正することができる。また、上記第１ローラには少なくとも周面部が上記第１ローラよりも硬い材質により構成された第３ローラが圧接されているので、第３ローラが第１ローラに食い込んで第１ローラ側に凸の円弧状のニップ部が形成される。そして、この第１ローラと第３ローラとのニップ部に用紙を通過させることにより、第１ローラ側にカール（第１ローラ側と反対側に凸状のカール）した用紙を矯正することができる。
【００１４】
すなわち、この装置によれば、用紙が何れの方向にカールしている場合でもそのカールを効果的に矯正することができる。
【００１５】
しかも、第２ローラと第３ローラの何れのローラも単一の第１ローラに圧接されているので、例えば単一の駆動手段によりローラユニットを駆動させることができる等、部品点数を抑制し、簡単かつコンパクトに構成することができる。
【００１６】
この発明において、第１ローラと、上記第２ローラ及び第３ローラとの間の軸間距離を一定に保持するものであってもよいが、上記第１ローラと、上記第２ローラ及び第３ローラとの間の軸間距離を変更する軸間距離調整手段を備え、各ローラの軸間距離を可変に構成するのが好ましい（請求項２）。このように構成すれば、用紙のカール方向を予め想定して、或いは所定枚数毎に確認して、第１ローラと硬軟両ローラとの軸間距離を変更することができ、これにより各ローラ間のニップ部長さ（ニップ量）を変更して用紙のカールに対応した矯正が可能となる。
【００１７】
この場合に、例えば給紙部にセットされた用紙の種類等に基づいて用紙のカール方向を予め想定して軸間距離を手動等で変更するものであってもよいが、例えば上記ローラユニットの搬送方向上流側に設けられ用紙のカール方向を検出するカール検出部を備え、上記軸間距離調整手段は、該カール検出部の検出結果に基づいて軸間距離を変更するのが好ましい（請求項３）。このようにカール検出部の検出結果に基づいて軸間距離を変更するように構成すれば、搬送される用紙のカール方向を個別に検出し、該カール方向を矯正するローラ間のニップ部の長さを変更することができ、これにより一層効果的に用紙のカールを矯正することができる。
【００１８】
また、上記各ローラの径の大きさは特に限定するものではないが、上記第１ローラは、第２及び第３ローラに比して大径に形成されているのが好ましい（請求項４）。すなわち、第１ローラは第２ローラだけでなく第３ローラにも圧接されるので、第１ローラを大径に形成することにより第２及び第３ローラの配置が容易になるだけでなく、用紙をスムーズに搬送することができる。
【００１９】
また、この発明において、ローラユニットを構成するローラのうち、何れのローラを回転駆動させるかは特に限定するものではなく、例えば第１ローラを回転駆動させることもできるし（請求項５）、第２ローラと第３ローラのいずれか一方を回転駆動させることもできる（請求項６）。ただし、各ローラに適正にトルクを伝達し安定した回転を確保することができる観点から、第１ローラを回転駆動させるのが好ましい。
【００２０】
一方、この発明に係る画像形成装置は、用紙上に形成されたトナー像を加熱により定着させる定着部を備え、この定着部の下流側に請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の用紙カール矯正装置を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、上記用紙カール矯正装置を備えているので、用紙のカールを効果的に矯正することができ、例えば紙詰まり等、用紙がカールすることに起因する不都合を効果的に抑制することができる。しかも、用紙カール矯正装置をコンパクトに形成することができるので、ひいては画像形成装置もコンパクトに構成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る用紙カール矯正装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略構成図である。なお、本実施形態では、この用紙カール矯正装置を画像形成装置の一例であるプリンタ装置に適用した場合について説明するが、例えば複写装置、ファクシミリ装置、スキャナ装置、これらの機能を兼ね備えた複合機等に対しても適用可能である。
【００２３】
この画像形成装置１は、この本体の下部に配設された給紙部１０と、この給紙部１０の側方及び上方に配設された用紙搬送部２０，２１と、給紙部１０の上方に横並びに配設された複数個の作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃと、この作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの下方に配設された転写ユニット４０と、これら作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ及び転写ユニット４０の側方に配設された定着部５０と、この定着部５０の側方に配設された用紙カール矯正装置６０と、用紙搬送部２１の下流側で作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの上方に配設された排紙部７０とが備えられている。
【００２４】
給紙部１０は、給紙カセットに積層載置された用紙の束を、給紙ローラ１１の回転動作によって最上位の用紙から１枚ずつ用紙搬送部２０に給紙するものである。用紙搬送部２０は給紙部１０から給紙された用紙を各種ローラ対２２によって作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃに搬送するものであり、用紙搬送部２１は作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ及び定着部５０において画像形成がなされた用紙を搬送ローラ対２３によって排紙部７０に排出するものである。
【００２５】
作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは、給紙部１０から搬送されてきた用紙に転写すべきトナー像を形成するものであり、黒トナーを有する第１作像部３０Ｂ、イエロートナーを有する第２作像部３０Ｙ、マゼンタトナーを有する第３作像部３０Ｍ、シアントナーを有する第４作像部３０Ｃとから構成されている。第１ないし第４作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃは、それぞれ矢印方向に回転可能に軸支された光導電性を有する感光体ドラム３１と、この感光体ドラム３１の周囲にその回転方向に沿って、帯電部３２、露光部３３、現像部３４、及びクリーニング部３５を備えている。
【００２６】
転写ユニット４０は、作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃで形成されたトナー像を用紙に転写しつつ、該用紙を下流側に搬送するものであり、フッ素系樹脂材料の無端状転写ベルト４１と、この転写ベルト４１を駆動する駆動ローラ４２及びテンションローラ４３と、各感光体ドラム３１と対向する位置にそれぞれ配置された転写ローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄとを有している。転写ベルト４１は転写ローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄと各感光体ドラム３１とで挟持された状態とされている。転写ベルト４１内周側の適所にはガイドローラ４５が適宜配設されている。なお、転写ユニット４０は、白黒画像のみを形成する場合、黒の転写ローラ４４ａのみ使用して、他のマゼンタ、シアン、イエローの各転写ローラ４４ｂ，４４ｃ，４４ｄは感光体ドラム３１から離間される。
【００２７】
定着部５０は、作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ及び転写ユニット４０によりトナー像が転写された用紙を、加熱ローラ５１と加圧ローラ５２とからなる一対の定着ローラによって挟んで加熱し、用紙上にトナー像を定着させるものである。
【００２８】
この定着部５０の下流側の用紙搬送部２１には、本発明の特徴部分である用紙カール矯正装置６０が設けられている。すなわち、定着部５０では、用紙を加熱、加圧するため、熱や圧力の影響で用紙にカールが発生することがある。用紙搬送部２１を通してこのカールした用紙をそのまま搬送させると、紙詰まりが発生することがあり、しかも排紙部７０に用紙が排出される際にこの用紙が既に排出されている用紙の下に潜り込む等、適正な排紙が確保できない場合がある。従って、この用紙カール矯正装置６０では、用紙に発生するカールを矯正するように構成されている。なお、この用紙カール矯正装置６０については、後に詳しく説明する。
【００２９】
この画像形成装置１の基本的な作動状態を簡単に説明すると、帯電部３２により図１で時計方向に回転する感光体ドラム３１が一様に帯電され、外部から送信された画像情報等に基づいて露光部３３（レーザー操作ユニット等）からのレーザービームにより感光体ドラム３１上に静電潜像が形成され、現像部３４により静電潜像に現像剤（トナー）が付着されてトナー像が形成される。
【００３０】
上記のようにトナー像が形成された感光体ドラム３１に向けて、給紙部１０から用紙搬送部２０を通って用紙が作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ及び転写ユニット４０に搬送され、これらの作像部３０Ｂ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ及び転写ユニット４０により感光体ドラム３１の表面における各色のトナー像が順次用紙に転写される。そして、全色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）のトナー像が転写された用紙は転写ベルト４１により定着部５０に搬送されてトナー像が定着される。定着部５０を通過した用紙は、用紙カール矯正装置６０によりカールが矯正、緩和された後、搬送ローラを経て排紙部７０に排出される。
【００３１】
そして、転写ユニット４０による転写後に各色の感光体ドラム３１はクリーニング部３５及び図示しない除電部で残留トナー、残留電荷を除去して、必要に応じて再び帯電部３２で帯電される。
【００３２】
ここで、本発明の特徴部分である用紙カール矯正装置６０について説明する。図２は用紙カール矯正装置を示す側面図であり、図３は用紙カール矯正装置の各ローラを示す斜視図である。
【００３３】
この用紙カール矯正装置６０は、定着部５０の下流側における用紙搬送路８３の下方から該用紙搬送路８３内に突出して設けられた基準硬度ローラ６１（第１ローラ）と、上記用紙搬送路８３の上方から該基準硬度ローラ６１に圧接され用紙搬送方向に沿って配設された硬ローラ６３（第３ローラ）及び軟ローラ６２（第２ローラ）と、これら基準硬度ローラ６１及び硬軟両ローラ６３，６２を含むローラユニットの上流側の用紙搬送路８３に設けられたカールセンサ８４，８５（カール検出部）及び用紙センサ８６と、上記カールセンサ８４，８５の検出結果に応じて硬軟両ローラ６３，６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を変更する軸間距離調整機構６４，６５と、上記各種センサ８４〜８６の検出結果に応じて軸間距離調整機構６４，６５を制御する制御部９０とを備える。なお、ローラユニットは、上記基準硬度ローラ６１及び硬軟両ローラ６３，６２を含む概念である。
【００３４】
基準硬度ローラ６１は、上記駆動手段としての図略の駆動モータからギヤ列を介して回転駆動される駆動軸６１ａにより回転駆動される所定径の回転ローラであり、駆動軸６１ａの両端部が軸の平行移動が拘束された状態で図略の装置ハウジングに軸支されている。なお、この基準硬度ローラ６１は、本実施形態では、用紙搬送方向に直交する幅方向に沿って細長い円柱状に形成されているが、駆動軸６１ａに沿って短柱状ローラが複数個取り付けられているものであってもよい。
【００３５】
この基準硬度ローラ６１は、少なくともその周面部が所定硬度の材質により構成されている。本実施形態では、この基準硬度ローラ６１が、所定の硬さを有するクロロプレンゴム（ＣＲゴム）製の円柱状体に駆動軸６１ａが固定されて構成されている。
【００３６】
一方、硬ローラ６３は、上記基準硬度ローラ６１よりも小径の円柱状ローラから構成され、該基準硬度ローラ６１に圧接されて従動回転するものとなされている。この硬ローラ６３は、その回転軸６３ａの軸方向に沿って１個以上（本実施態では４個）設けられている。回転軸６３ａは、後述するように揺動可能な軸受けアーム９２に軸支され、この軸受けアーム９２が揺動することにより、この硬ローラ６３が基準硬度ローラ６１に対して接離方向に移動可能になっている。
【００３７】
また、この硬ローラ６３は、少なくともその周面部が上記基準硬度ローラ６１の周面部よりも硬い材質により構成され、上記基準硬度ローラ６１に圧接された状態ではその周面部が上記基準硬度ローラ６１の周面部に食い込んだ状態となっている。具体的には、硬ローラ６３は、比較的硬質な合成樹脂であるポリアセタール（ＰＯＭ樹脂）製の円柱状体に回転軸６３ａが固定されて構成されている。従って、硬ローラ６３と基準硬度ローラ６１との接触面である第１ニップ部６７は、搬送方向に対して上向きにカールする円弧状に形成され、この第１ニップ部６７を通過する用紙には正方向の曲げモーメントが作用するものとなされている。
【００３８】
また、軟ローラ６２は、上記硬ローラ６３と同径の円柱状ローラから構成され、上記基準硬度ローラ６１に圧接されて従動回転するものとなされている。この軟ローラ６２は、その回転軸６２ａの軸方向に沿って１個以上（本実施形態では４個）設けられている。回転軸６２ａは、後述するように揺動可能な軸受けアーム９２に軸支され、この軸受けアーム９２が揺動することにより、この軟ローラ６２が基準硬度ローラ６１に対して接離方向に移動可能になっている。
【００３９】
また、軟ローラ６２は、少なくともその周面部が上記基準硬度ローラ６１の周面部よりも軟らかい材質により構成され、上記基準硬度ローラ６１に圧接された状態ではその周面部が上記基準硬度ローラ６１の周面部に食い込まれた状態となっている。具体的にはこの軟ローラ６２は、発泡合成樹脂である発泡ポリウレタン製の円柱状体に回転軸６２ａが固定されて構成されている。従って、軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との接触面である第２ニップ部６８は、搬送方向に対して下向きにカールする円弧状に形成され、この第２ニップ部６８を通過する用紙には負方向の曲げモーメントが作用するものとなされている。
【００４０】
なお、本実施形態では、上記硬軟両ローラ６３，６２が用紙搬送路８３を挟んで基準硬度ローラ６１の上方に配置されているが、硬軟両ローラ６３，６２が用紙搬送路８３の下方に配設される一方、基準硬度ローラ６１が用紙搬送路８３の上方に配設されるものであってもよい。
【００４１】
カールセンサ８４，８５は、上向きにカールする用紙の先端部を検出することにより用紙が上向きにカールしていることを検出する上カールセンサ８４と、下向きにカールする用紙の先端部を検出することにより用紙が下向きにカールしていることを検出する下カールセンサ８５とを備える。これらのカールセンサ８４，８５は、定着部５０から搬送される、上向き或いは下向きにカールする用紙の先端部が略接触し得る位置に設定され、用紙搬送路８３中の上面部或いは下面部であって、定着部５０とローラ６１との間に設けられる。本実施形態では、これらのカールセンサ８４，８５が定着部５０と上記基準硬度ローラ６１との略中間部に設けられている。このカールセンサ８４，８５としては、フォトセンサ等の非接触型センサやリミットスイッチ等の接触型センサが採用されるが、ここではリミットスイッチからなる接触型センサが採用されている。
【００４２】
用紙センサ８６は、用紙搬送路８３中の上記カールセンサ８４，８５の近傍に設けられ、これらのカールセンサ８４，８５と協働して用紙のカール方向の判定を可能にするものである。すなわち、カールセンサ８４，８５だけでは、例えば下向きにカールする用紙が該カールセンサ８４，８５が設けられた部位を通過する際に用紙の先端部が下カールセンサ８５に接触するとともに、用紙の搬送方向中間部や後端部が上カールセンサ８４にも接触する場合等があるため、用紙のカール方向を正確に検出することができない虞がある。従って、用紙センサ８６により用紙の先端部が検出された時点を基準にして所定時間前或いは後に検出されたカールセンサ８４，８５による検出結果で用紙のカール方向を正確に特定している。そして、後述する制御部９０は、センサ８４〜８６の検出結果に基づく上記したカール方向の特定を行う。
【００４３】
具体的には、この用紙センサ８６は、フォトセンサ等の非接触型センサにより構成され、カールセンサ８４，８５の下流側に配設されている。従って、後述する制御部９０は、この用紙センサ８６による先端検出信号の入力があった場合、この入力直前のカールセンサ８４，８５の検出信号に基づいて用紙のカール方向を判断する。
【００４４】
軸間距離調整機構６４，６５は、軟ローラ６２及び硬ローラ６３の回転軸６２ａ，６３ａの駆動軸６１ａに対する軸間距離を複数段階（本実施形態では２段階）に切換調整するものである。これらの軸間距離調整機構６４，６５は、硬軟両ローラ６３，６２で同様に形成されているため、ここでは硬ローラ６３の軸間距離調整機構６５について説明する。
【００４５】
すなわち、軸間距離調整機構６５は、図４に示すように、硬ローラ６３の回転軸６３ａを回転自在に保持するとともに一点を中心に揺動する一対の軸受けアーム９２と、これらの軸受けアーム９２を揺動させるソレノイド９１とを有する。
【００４６】
軸受けアーム９２は、ローラユニット上方に水平に延び、その一端部に設けられたピン９３により駆動軸６１ａ側に揺動自在に装置本体のハウジング等に軸支されている。この軸受けアーム９２の中間部におけるピン９３寄りに軸受けが設けられ、硬ローラ６３の回転軸６３ａを回転自在に保持するものとなされている。また、軸受けアーム９２の他端部には、回転軸６３ａと平行に延びるピン９４が設けられ、該ピン９４につる巻きバネ等の弾性部材９６が係止され、硬ローラ６３を基準硬度ローラ６１側に付勢するものとなされている。
【００４７】
上記弾性部材９６はその下端縁がソレノイド９１の出力軸に突設されたピン９５に係止されている。そして、出力軸が進退することにより基準硬度ローラ６１と硬ローラ６３の軸間距離が遠近２段階に切り換えられ、これにより基準硬度ローラ６１に対する硬ローラ６３の押圧力が２段階に切り換えられるものとなされている。
【００４８】
すなわち、ソレノイド９１の出力軸が退入状態にあるときは、図５（ｂ）に示すように、硬ローラ６３と基準硬度ローラ６１との軸間距離Ｓ_Ｋ１が接近位置（後述する軸間距離Ｓ_Ｋ０よりも短い位置）にあり、このとき基準硬度ローラ６１と硬ローラ６３とのニップ部である第１ニップ部６７が比較的長寸法となるカール矯正位置に設定され、用紙に搬送力を付与しつつ、用紙の下カールを矯正するものとなされている。
【００４９】
一方、ソレノイド９１の出力軸が進出状態にあるときは、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、硬ローラ６３と基準硬度ローラ６１との軸間距離Ｓ_Ｋ０が上記接近位置に比べて遠隔位置にあり、このとき基準硬度ローラ６１と硬ローラ６３との第１ニップ部６７は、図５（ｂ）に比して短寸法となる用紙搬送位置に設定され、用紙に搬送力を付与するものとなされている。なお、この用紙搬送位置においても、用紙に正方向の曲げモーメントが作用して用紙のカールが若干矯正されるが、第１ニップ部６７が短寸法であるためその矯正力は上記カール矯正位置よりも弱い。
【００５０】
ここで、軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との関係では、ソレノイド９１の出力軸が退入状態にあるときは、図５（ａ）に示すように、軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離Ｓ_Ｎ１が接近位置（後述する軸間距離Ｓ_Ｎ０よりも短い状態）にあり、このとき軟ローラ６２はそのニップ部である第２ニップ部６８が比較的長寸法となるカール矯正位置に設定され、用紙に搬送力を付与しつつ、用紙の上カールを矯正するものとなされている。
【００５１】
一方、ソレノイド９１の出力軸が進出状態にあるときは、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離Ｓ_Ｎ０が上記接近位置に比べて遠隔位置にあり、このとき軟ローラ６２はその第２ニップ部６８は、短寸法となる用紙搬送位置に設定され、用紙に搬送力を付与するものとなされている。なお、この用紙搬送位置においても、用紙に負方向の曲げモーメントが作用して用紙のカールが若干矯正されるが、第２ニップ部６８が短いためその矯正力は上記カール矯正位置よりも弱い。
【００５２】
このように、この軸間距離調整機構６４，６５は、初期設定では、図５（ｃ）に示すように、硬軟両ローラ６３，６２とも用紙搬送位置に設定され、後述する制御部９０からの出力に応じて、図５（ａ），（ｂ）に示すように、硬ローラ６３及び軟ローラ６２を個別にカール矯正位置に移動させ、用紙のカールを矯正するものとなされている。
【００５３】
一方、制御部９０は、上記各種センサ８４〜８６の検出結果に基づいて、上記軸間距離調整機構６５、特にソレノイド９１を駆動させて、硬軟両ローラ６３，６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を調整制御するものである。この制御部９０での処理について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】
まず、制御部９０の処理が開始されると、用紙センサ８６からの入力があるまで待機され（ステップＳ１０でＮＯ）、用紙センサ８６からの入力があった場合に（ステップＳ１０でＹＥＳ）、この入力直前（入力前所定時間内）に上カールセンサ８４からの入力があったか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００５５】
上カールセンサ８４からの入力がなかった場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、用紙センサ８６からの入力直前（入力前所定時間内）に下カールセンサ８５からの入力があったか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５６】
上記各カールセンサ８４，８５からの入力がなかった場合には、用紙は実質的に上カールも下カールもしていないことになり、用紙のカールを矯正する必要もないことから、硬軟両ローラ６３，６２はともに初期設定のまま、すなわち図５（ｃ）に示す用紙搬送位置で維持され、リターンされる。
【００５７】
一方、上記ステップＳ１２に戻って、用紙センサ８６からの入力直前に上カールセンサ８４からの検出があった場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）、軸間距離調整機構６４に作動信号を出力し、軟ローラ６２を基準硬度ローラ６１に近接する方向、すなわちカール矯正位置に移動させた後（ステップＳ１６）、リターンする。
【００５８】
また、ステップＳ１４に戻って、用紙センサ８６からの入力直前に下カールセンサ８５からの検出があった場合に（ステップＳ１４でＹＥＳ）、軸間距離調整機構６５に作動信号を出力し、硬ローラ６３を基準硬度ローラ６１に近接する方向、すなわちカール矯正位置に移動させた後（ステップＳ１８）、リターンする。
【００５９】
次に、この用紙カール矯正装置６０の動作について説明する。図７は、各種センサの検出態様を示す説明図である。
【００６０】
定着ローラ対５１，５２から搬送されてきた用紙Ｐが上カール（下向きに凸の円弧状にカール）していると、図７（ａ）に示すように、用紙Ｐの先端部が上カールセンサ８４に接触してこの上カールセンサ８４により制御部９０に上カール検出信号が送られ、続いて用紙Ｐの先端部が用紙センサ８６を通過すると該用紙センサにより制御部９０に先端検出信号が送られる。
【００６１】
そして、制御部９０では、上記先端検出信号及び上カール検出信号に基づいて、用紙が上カールしていると判断し、該制御部９０により軸間距離調整機構６４を作動させて、図５（ａ）に示すように、軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を近接する方向に該軟ローラ６２を移動させる（軟ローラ６２をカール矯正位置に設定する）。このように軟ローラ６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を縮めることにより第２ニップ部６８の長さが長くなり、しかも軟ローラ６２の周面部が基準硬度ローラ６１の周面部よりも軟らかい材質により構成されているので、該第２ニップ部６８は上向きに凸の円弧状に形成される。従って、上向きにカールする用紙を第２ニップ部６８を通過させることにより該用紙の上向きカールを確実かつ効果的に矯正することができる。
【００６２】
一方、定着ローラ対５０，５１から搬送されてきた用紙Ｐが下カール（上向きに凸の円弧状にカール）していると、図７（ｂ）に示すように、用紙Ｐの先端部が下カールセンサ８５に接触してこの下カールセンサ８５により制御部９０に下カール検出信号が送られ、続いて用紙Ｐの先端部が用紙センサ８６を通過すると該用紙センサにより制御部９０に先端検出信号が送られる。
【００６３】
そして、制御部９０では、上記先端検出信号及び下カール検出信号に基づいて、用紙が下カールしていると判断し、該制御部９０により軸間距離調整機構６４を作動させて、図５（ｂ）に示すように、硬ローラ６３と基準硬度ローラ６１との軸間距離を近接する方向に該硬ローラ６３を移動させる（硬ローラ６３をカール矯正位置に設定する）。このように硬ローラ６３と基準硬度ローラ６１との軸間距離を縮めることにより第１ニップ部６７の長さが長くなり、しかも硬ローラ６３の周面部が基準硬度ローラ６１の周面部よりも硬い材質により構成されているので、該第１ニップ部６７は下向きに凸の円弧状に形成される。従って、下向きにカールする用紙を第１ニップ部６７を通過させることにより該用紙の下向きカールを確実かつ効果的に矯正することができる。
【００６４】
また、定着ローラ対５０，５１から搬送されてきた用紙Ｐがほとんど上下カールしておらず、直線状である場合には、図７（ｃ）に示すように、用紙Ｐの先端部が上下カールセンサ８４，８５の何れにも接触せず、続いて用紙Ｐの先端部が用紙センサ８６を通過すると該用紙センサにより制御部９０に先端検出信号が送られる。
【００６５】
そして、制御部９０では、上記先端検出信号前の所定時間内に上下カール検出信号が入力されなかったことが確認される。この場合には、何れの軸間距離調整機構６４，６５をも作動させることなく、図５（ｃ）に示すように、硬軟両ローラ６３，６２は初期設定位置に維持される。従って、第１及び第２ニップ部６７，６８は、硬軟両ローラ６３，６２がカール矯正位置に位置する場合に比べて短くなる。この第１及び第２ニップ部６７，６８に用紙が通されると、若干用紙がカールしている場合でも用紙がしごかれてそのカールが一層緩和矯正される。
【００６６】
このようにこの用紙カール矯正装置６０によれば、用紙が何れの方向にカールしている場合でもそのカールを効果的に矯正することができる。しかも、硬軟両ローラ６３，６２の何れのローラも単一の基準硬度ローラ６１に圧接されているので、単一の駆動手段により各ローラ６１〜６３を含むローラユニットを駆動させることができ、部品点数を可及的に少なくして簡単に構成することができるとともに、これらの画像形成装置１における占有容積を効果的に縮小することができる。
【００６７】
また、この画像形成装置１によれば、上記用紙カール矯正装置６０が設けられているので、コンパクトに構成することができ、しかもこの用紙カール矯正装置６０が定着部５０の下流側に設けられているので、定着部５０で加熱した用紙を冷却しつつ、用紙のカールを効果的に矯正することができる。
【００６８】
なお、以上に本実施形態に係る用紙カール矯正装置について説明したが、この発明に係る用紙カール矯正装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、以下のような変更が可能である。
【００６９】
（１）基準硬度ローラ６１、軟ローラ６２、硬ローラ６３の材質は、硬ローラ６３、基準硬度ローラ６１、軟ローラ６２の順で軟らかい材質を採用するものであれば、上記実施形態のものに限定されない。例えば、これらのローラについて全て硬度の異なるＣＲゴム（クロロプレンゴム）を採用するものであってもよい。特に、硬ローラについて、鉄鋼等の金属製のローラを採用することもできる。
【００７０】
（２）上記実施形態では、各ローラ６１〜６３について円柱状体を採用したが、これらのローラの具体的構成は特に限定するものではなく、例えばホイール状部材とこのホイール状部材の周面に固定状態に外嵌された円筒状体とにより構成されるものであってもよい。
【００７１】
（３）上記実施形態では、基準硬度ローラに圧接されている硬軟両ローラの配置態様について、用紙搬送方向の上流側に硬ローラ６３が配設され、この下流側に軟ローラ６２が配設されているが、これに限定するものではなく、用紙搬送方向の上流側に軟ローラが配設され、この軟ローラの下流側に硬ローラが配設されるものであってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、用紙搬送路８３の下方に基準硬度ローラが配設され、この基準硬度ローラ６１の上方に硬軟両ローラ６３，６２が配設されているが、用紙搬送路８３の上方に基準硬度ローラ６１が配設され、この基準硬度ローラ６１の下方に硬軟両ローラ６３，６２が配設されているものであってもよい。
【００７３】
ただし、これらの硬軟両ローラは、硬軟両ローラと基準硬度ローラとの両ニップ部に適正に用紙を搬送させる観点から適宜配置する必要がある。
【００７４】
（４）基準硬度ローラ６１及び硬軟両ローラ６３，６２の径は上記実施形態のものに限定されない。これらのローラの径により各ローラ間のニップ部形状の曲率が変化することから、これらのニップ部形状を考慮して適宜設定される。
【００７５】
（５）上記実施形態では、軸間距離調整機構６４，６５が設けられ、この軸間距離調整機構６５，６４により硬軟両ローラ６３，６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を調整するものとなされているが、この軸間距離調整機構は適宜省略することができる。この場合には、硬軟両ローラ６３，６２をともにカール矯正位置に配置する。このようにしても、上下いずれか一方側にカールしている用紙は、用紙カール矯正装置６０において、第１ニップ部６７を通過する際に下カールが矯正され、第２ニップ部６８を通過する際に上カールが矯正され、用紙のカールを緩和して矯正することができる。ここで、例えば上カールしている用紙が第１ニップ部６７を通過する場合には第１ニップ部６７により用紙の上カールが助長されるが、第２ニップ部６８を通過する場合に用紙の上カールが矯正され、しかもこの各ニップ部で用紙が冷まされつつ、しごかれるので、上カールを効果的に矯正することができる。
【００７６】
（６）上記実施形態では、各種センサ８４〜８６の検出結果に基づいて制御部９０により軸間距離調整機構６４，６５を駆動させて自動的に硬軟両ローラ６３，６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を変更するものとなされているが、この軸間距離の変更は自動的に実行するものに限らず、例えば硬軟両ローラを用紙搬送位置とカール矯正位置とに手動により切り換えるものであってもよい。
【００７７】
（７）また、軸間距離調整機構６４，６５は、上記実施形態における場合に限らずその他の構成を採用するものであってもよい。図８は、他の軸間距離調整機構を示す側面図である。
【００７８】
この軸間距離調整機構は、基準硬度ローラ６１の駆動軸と同心の軸を中心に揺動し、硬軟両ローラ６３，６２と基準硬度ローラ６１との軸間距離を規制する左右一対の扇状の揺動板１００と、この揺動板１００の円弧部に形成されたラック部１０３と噛合するピニオン１１０とを備える。
【００７９】
揺動板１００は、上記したように基準硬度ローラ６１の駆動軸と同心軸上に軸支された扇状の板状体であり、その周方向に沿って並設された状態で軸間調整孔１０１，１０２が板厚方向に貫通して形成されている。この軸間調整孔１０１，１０２は、その外縁部が駆動軸を中心とする円弧状に形成され、周方向内側に向かうに連れ段階的（本実施形態では３段階）に拡径するものとなされている。この軸間調整孔１０１，１０２の外縁部を径が小さい順に近接規制部１０１ａ，１０２ａ、中間規制部１０１ｂ，１０２ｂ、遠隔規制部１０１ｃ，１０２ｃと呼ぶと、上記ピニオン１１０の回転に伴って揺動板１００が回動し、これらの規制部１０１ａ〜ｃ，１０２ａ〜ｃの間で切り換えられるものとなされている。なお、各規制部間はテーパー部で連結され、その切換の円滑化が図られている。また、軸間調整孔１０１，１０２は、その外縁部が周方向に順次段階的に拡径するものでなくてもよく、例えば最大径となる外縁部を周方向中間部に位置させるものであってもよい。
【００８０】
すなわち、軸間調整孔１０１，１０２は、軟ローラ６２，硬ローラ６３の回転軸６２ａ，６３ａが基準硬度ローラ６１の駆動軸から離反する方向に移動するのを規制するものであり、その規制位置を３段階に亘って切換可能に構成されている。
【００８１】
具体的には、図８に示す硬軟両ローラ６３，６２の回転軸６３ａ，６２ａは、軸間調整孔１０２，１０１の中間規制部１０２ｂ，１０１ｂで支持されている。この状態を中間規制状態と呼ぶと、この中間規制状態から上記ピニオン１１０を反時計方向に回転させると、このピニオン１１０が揺動板１００のラック１０３と噛み合いして揺動板１００が時計方向に回動し、硬ローラ６３の回転軸６３ａが中間規制部１０２ｂから離反規制部１０２ｃに段を下降させて駆動軸と回転軸６３ａの軸間距離が長くなるように切り換えられるとともに、軟ローラ６２の回転軸６２ａが中間規制部１０１ｂから近接規制部１０１ａに段を上昇させて駆動軸と回転軸６２ａの軸間距離が短くなるように切り換えられる。すなわち、この状態は、用紙の上カールを矯正するのに好適な状態であり、例えば上記実施形態における各種センサ８４〜８６の検出結果に基づいて制御部９０により適宜切り換えられる。
【００８２】
また、上記中間規制状態から上記ピニオン１１０を時計方向に回転すると、このピニオン１１０の揺動板１００のラック１０３と噛み合いして揺動板１００が反時計方向に回動し、硬ローラ６３の回転軸６３ａが中間規制部１０２ｂから近接規制部１０２ａに段を上昇させて駆動軸と回転軸６３ａの軸間距離が短くなるように切り換えられるとともに、軟ローラ６２の回転軸６２ａが中間規制部１０１ｂから近接規制部１０１ｃに段を下降させて駆動軸と回転軸６２ａの軸間距離が短くなるように切り換えられる。すなわち、この状態は、用紙の下カールを矯正するのに好適な状態であり、例えば上記実施形態における各種センサ８４〜８６の検出結果に基づいて制御部９０により適宜切り換えられる。
【００８３】
（８）上記実施形態では、基準硬度ローラを駆動ローラとして採用しているが、駆動ローラは軟ローラまたは硬ローラであってもよい。ただし、駆動ローラとして基準硬度ローラを採用すると、各ローラに的確にトルクを伝達することができる点で好ましい。
【００８４】
（９）上記軸間距離調整手段は、硬軟両ローラ６３，６２を移動させるように構成されているが、基準硬度ローラ６１を例えば硬軟両ローラ６３，６２の回転軸を結ぶ線に対して平行移動させるものであってもよい。
【００８５】
（１０）上記各種センサ８４〜８６に換えて上カールセンサ８４または下カールセンサ８５のいずれか一方のみを備えるように構成してもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる用紙カール矯正装置によれば、基準硬度ローラに少なくとも周面部が上記基準硬度ローラよりも軟らかい材質により構成された軟ローラと、硬い材質により構成された硬ローラとが圧接されているので、ローラ間の食い込みを利用してニップ形状を上下いずれかの方向に凸の円弧状に形成することができる。そして、これらのニップ部に用紙を通過させることにより、上下いずれの方向にカールした用紙も効果的に矯正することができる。
【００８７】
しかも、基準硬度ローラに硬軟両ローラが圧接されているので、部品点数を抑制し、簡単かつコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明に係る用紙カール矯正装置の一実施形態を示す側面図である。
【図３】同用紙カール矯正装置におけるローラユニットを示す斜視図である。
【図４】同用紙カール矯正装置における軸間調整機構を示す側面図である。
【図５】基準硬度ローラと硬軟両ローラの配置態様を示す説明図である。
【図６】同用紙カール矯正装置における制御部の処理を示すフローチャートである。
【図７】同用紙カール矯正装置における各種センサの検出状態を示す説明図である。
【図８】同用紙カール矯正装置における軸間距離調整機構の他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１画像形成装置
５０定着部
６０用紙カール矯正装置
６１基準硬度ローラ
６１ａ駆動軸
６２軟ローラ
６２ａ回転軸
６３硬ローラ
６３ａ回転軸
６４，６５軸間距離調整機構
６７，６８ニップ部
８４，８５カールセンサ
８６用紙センサ
９０制御部

Claims

複数個のローラにより構成されるローラユニットにおけるローラ間のニップ部に用紙を通過させることによって用紙のカールを矯正する用紙カール矯正装置において、
上記ローラユニットは、少なくとも周面部が所定の基準硬さを有する材質により構成された第１ローラと、この第１ローラの周面に圧接され少なくとも周面部が上記第１ローラよりも軟らかい材質により構成された第２ローラと、上記第１ローラの周面に圧接され少なくとも周面部が上記第１ローラよりも硬い材質により構成された第３ローラとを備えることを特徴とする用紙カール矯正装置。
上記第１ローラと、上記第２ローラ及び第３ローラとの間の軸間距離を変更する軸間距離調整手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の用紙カール矯正装置。
上記ローラユニットの搬送方向上流側に設けられ用紙のカール方向を検出するカール検出部を備え、上記軸間距離調整手段は、該カール検出部の検出結果に基づいて軸間距離を変更することを特徴とする請求項２記載の用紙カール矯正装置。
上記第１ローラは、第２及び第３ローラに比して大径に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の用紙カール矯正装置。
上記第１ローラを回転駆動させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の用紙カール矯正装置。
上記第２ローラと第３ローラのいずれか一方を回転駆動させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の用紙カール矯正装置。
用紙上に形成されたトナー像を加熱により定着させる定着部を備え、この定着部の下流側に請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の用紙カール矯正装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。