JP2006016157A

JP2006016157A - カール補正装置

Info

Publication number: JP2006016157A
Application number: JP2004196562A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fukawa; 和生府川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-01-19

Abstract

【課題】複数枚の記録紙に連続して画像を形成したときに、記録紙から確実なカール除去を可能とする。
【解決手段】記録紙１２からカールを除去するデカール装置が設けられた排紙機構５０には、排紙口５４の近傍に排紙トレイ５６が設けられ、記録紙がこの排紙トレイ上に載置される。この排紙トレイには、ブラケット１０２を介してＣＣＤカメラ１００が取付けられており、デカール装置では、デカール処理して排出した記録紙の状態をＣＣＤカメラによって撮像し、残存カールの有無を判定し、残存カールがあるときには、そのカール量に基づいて、デカール量を補正する。このように、デカール処理の処理結果をフィードバックすることにより、記録紙から適正にカール除去が可能となるようにしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録紙などのシート状の記録材料に文字や画像等を形成するプリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に係り、詳細には、画像形成装置によって画像を形成する記録紙からカールを除去するカール補正装置に関する。

例えば、記録紙などのシート状の記録材料（以下、記録紙とする）に文字や画像を形成する画像形成装置には、電子写真プロセスを用いたものがある。このような画像形成装置では、感光体ドラムを走査露光することにより形成した潜像に対してトナー現像を施すことによりトナー像を形成し、このトナー像を記録紙に転写する。また、トナー像を転写した記録紙に対して、定着ローラを用いて加圧しながら加熱することにより、トナー像を溶融させて定着することにより記録紙に画像を形成する。

画像形成装置では、画像を形成した記録紙を排紙トレイなどへ順に排出して集積する。また、画像を形成した記録紙には、パンチ処理、ステープル処理、スタック処理などの各種の後処理が行われることがある。

ところで、画像を形成する記録紙には、少なからず湾曲（カール）が生じることがあり、カールが生じた記録紙は、集積されたときに不揃いとなるなどの集積不良を引き起こしてしまうことがある。ここから、記録紙に対して引張力を付与しながら、しごき処理を行うことにより、記録紙からカール除去を行うなどのカール除去方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、定着処理後の記録紙のカール量が、紙厚のみならず画像濃度によっても異なると共に、その方向（アッパーカール／ダウンカール）も異なる。ここから、適正なカール補正を可能とするために、トナー像の濃度に基づいてカール補正を行うときの強さを設定する提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。

また、トナー量、紙種類、紙厚サイズのみならず、温湿度をカール情報として用い、このカール情報に基づいてカール修正量を算出してカール補正を行う提案もなされている（例えば、特許文献３参照。）。

すなわち、紙質と共に、環境温度、環境湿度などの環境条件、定着時の各種パラメータなどを用いて、カール方向や強さを推測してカール補正を行うことにより、記録紙をきれいに揃えて排紙可能となるようにしている。
特開平３−２８４５７３号公報特開平６−２５８９０６号公報特開平８−２１７３１３号公報

しかしながら、紙質（紙種）やサイズ、紙厚などが同じでも、製造ロッドが異なると、実際のカール量も異なることがある。このために、紙質や環境条件、画像形成時の各種のパラメータに基づいてカール補正を行っても、カールが残ったり、補正が強すぎてしまうなどして、必ずしも確実にカール除去ができないことがある。

これにより、例えば、多数枚の記録紙に連続して画像を形成しながら集積したときに、排紙トレイ上で記録紙が揃わなくなってしまうのみならず、排紙トレイから取出した記録紙１２の束を揃えようとしたときに、記録紙の間に隙間が生じてかさばってしまうなどの問題が生じる。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、複数枚の記録紙などのシート状の記録材料に連続して画像を形成するときに、確実にカールを除去することができるカール補正装置を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、画像形成装置によって画像が形成されて送りこまれるシート状の記録材料を搬送しながら、該記録材料に生じた湾曲を除去可能とするカール補正装置であって、前記記録材料のカールを矯正する矯正手段と、前記画像形成装置から入力される前記記録材料の材質情報及び記録材料に形成する画像情報に基づいて前記記録材料のカール方向及びカール量を推定し、推定したカール方向及びカール量に基づいて前記矯正手段による矯正量を設定する設定手段と、前記設定手段の設定に基づいて前記矯正手段の作動を制御する矯正制御手段と、前記矯正手段によって矯正されて送り出される前記記録材料の状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記記録材料の残存カールを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づいて前記設定手段によって設定する矯正量を補正する補正手段と、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、画像形成装置で画像が形成された記録材料からカールを除去するときに、記録材料の紙質などの材質情報と、画素数や画像密度などの記録材料に形成する画像情報などに基づいて、記録材料に生じるカール方向及びカール量を推定し、この推定結果に基づいて矯正量を設定する。

なお、推定手段によってカール量を推定するときには、環境温度ないし環境湿度を含むことが好ましく、記録紙を複数の領域に分割し、それぞれの領域ごとの画素数や画像密度を用いることがより好ましく、これにより、より適正なカール量の推定が可能となる。

また、画像形成装置に複数の給紙トレイが設けられていたり、増設トレイ装置が連結されているときには、カール量を推定するときに、何れの給紙トレイから取出した記録材料であるかを加味することが好ましい。すなわち、複数の給紙トレイを備えているときには、記録材料を同じ向きで装填しても、記録紙の片面に画像を形成するときに、給紙トレイによって記録材料の上面にそのまま画像が形成される場合と、搬送途中で反転されて画像が形成される場合があり、このためにカール量が変わり、そのために記録材料のカール特性が変わることがある。ここから、記録材料を取出す給紙トレイに応じてカール量の推定を行うことがより好ましい。

設定手段は、推定手段によって推定したカール量に基づいて、矯正量を設定し、設定した矯正量に基づいて矯正手段を作動させることにより、記録材料からカール除去（デカール）を図る。

一方、検出手段は、矯正手段によってカールが矯正されたはずの記録材料の状態を検出し、判定手段は、検出手段によって検出した記録材料の状態から、記録材料に残存カールのカール方向及びカール量を検出する。すなわち、検出手段は、判定手段によって残存カールの有無及び、残存カールがあるときのカール量を判定できるように記録材料の状態を検出する。

また、補正手段は、判定手段の判定結果に基づいて、矯正量の補正が必要であると判定されることにより、残存カールを除去するように矯正量を補正し、補正した矯正量に基づいて矯正手段を作動させる。すなわち、矯正手段による記録材料の矯正結果をフィードバックして強制量を設定する。

これにより、画像形成装置で複数枚の記録材料に連続して画像を形成して送り出すときには、画像が形成された記録材料から適正にカールを除去することができる。

このような本発明においては、前記検出手段が、前記記録材料を撮像する撮像手段を含み、前記判定手段が、前記撮像手段の撮影画像から前記記録材料の残存カール方向及び残存カール量を判定することができる。

この発明によれば、検出手段としてＣＣＤカメラなどの撮像手段を用いる。これにより、矯正手段によってカールが強制された記録材料の状態を、簡単にかつ適正に検出することが可能となる。

このような、本発明においては、排紙トレイ上に排出されて載置された記録材料の状態を検出手段によって検出するものであっても良く、また、記録材料を後処理工程へ搬送する搬送途中で、記録材料の状態を検出するものであっても良い。

以上説明したように本発明によれば、矯正手段によってカールが矯正された後の記録材料の状態を検出して、残存カールの有無及び、残存カールがあるときのカール量を判定し、この判定結果をフィードバックして、新たな記録材料に対するカールの矯正を行うので、記録材料から的確にカールを除去することができると言う優れた効果が得られる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用した画像形成装置１０の概略構成を示している。この画像形成装置１０は、電子写真プロセス方式によってシート状の記録材料（以下、「記録紙１２」とする）に画像を形成する。

画像形成装置１０には、ケーシング１４内に、給紙部１６及び画像形成部１８が設けられており、この給紙部１６と画像形成部（印刷部）１８によって印刷出力装置が形成されている。

給紙部１６には、それぞれに多数枚の記録紙１２を集積して収容する複数の給紙トレイ２０が設けられている。一つの給紙トレイ２０には、サイズないし紙種の同じ記録紙１２が収容される。また、給紙トレイ２０の間では、サイズ及び紙種の同じ記録紙１２を収容することもできるし、それぞれにサイズないし紙種の異なる記録紙１２を収容することもできる。

給紙部１６では、画像を形成する記録紙１２を収容している給紙トレイ２０を選択し、選択した給紙トレイ２０の記録紙１２を最上層から順に取出して、画像形成部１８へ搬送する（給紙）。

このような給紙部１６には、手差しトレイ（ＭＳＩ）２０Ａが設けられており、この手差しトレイ２０Ａに載置したＯＨＰ用紙などの記録紙１２を、画像形成部１８へ搬送可能となっている（手差し給紙）。また、画像形成装置１０には、千枚以上の記録紙１２を収容する大容量トレイ（ＨＣＦ）を設けることができ、この大容量トレイを設けることにより、記録紙１２の補給を行わずに、連続して多量の記録紙１２の給紙（画像形成）が可能となる。

画像形成部１８には、中間転写体として無端の中間転写ベルト２２が設けられており、この中間転写ベルト２２が、複数のローラに巻き掛けられ、図示しないモータの駆動力によって矢印方向に回転駆動されるようになっている。

また、画像形成部１８には、中間転写ベルト２２に対向する感光体ドラム２４を備えた現像モジュール２６が設けられている。画像形成装置１０では、記録紙１２にフルカラーの画像（カラー画像）を形成できるようになっており、ここから、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の各色の現像モジュール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられ、現像モジュール２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが、中間転写ベルト２２の回転方向に沿って順に配置されている。

図２に示すように、画像形成装置１０の作動を制御する制御部４０には、データ入力部４２、画像処理部（ＩＰＳ）４４が設けられ、また、画像処理部４４に画像書込み部４６が接続している。データ入力部４２は、例えば、パーソナルコンピュータやワークステーションなどのクライアントＰＣがネットワーク接続されているときに、クライアントＰＣから送信される印刷ジョブ（画像データ）を受信する。

また、画像形成装置１０がファクシミリ機能を備えているときには、データ入力部４２が電話回線等に接続され、電話回線などを介して入力される画像データを受信する。さらに、画像形成装置１０が複写機機能を備えているときには、データ入力部４２に画像読取装置（ＩＩＴ）が設けられ、この画像読取装置によって原稿に記録された画像を読み込んで画像データを生成する。

画像処理部４４は、データ入力部４２から入力される画像データに対して所定の画像処理を施す。このとき、画像処理部４４では、画像データを、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色成分に分解したラスタデータを生成するＲＩＰ処理を行う。

画像書込み部４６には、現像モジュール２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）の感光体ドラム２４に対向する画像書込み装置（ＲＯＳ）４６（ＲＯＳ４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋ）が設けられており、均一に帯電された感光体ドラム２４を、画像処理部４４から入力されるラスタデータに基づいて走査露光し、感光体ドラム２４に、画像データに応じた静電潜像を形成する。なお、画像処理部４４では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のラスタデータを生成することにより、個のラスタデータから各色の画素数のカウントが可能となっている。

現像モジュール２６では、静電潜像が形成された感光体ドラム２４に各色のトナーを供給することにより、感光体ドラム２４にトナー像を形成する（トナー現像）。

画像形成部１８では、感光体ドラム２４に形成したトナー像を重畳しながら中間転写ベルト２２に転写して、中間転写ベルト２２上にカラーのトナー像を形成する。

図１に示すように、画像形成部１８には、現像モジュール２６よりも中間転写ベルト２２の回転方向の下流側に転写器２８が設けられている。転写器２８は、一対の転写ローラ３０を備えており、その一方に中間転写ベルト２２が巻き掛けられている。

画像形成装置１０では、給紙部１６から転写ローラの間に記録紙１２を送り込むようになっている。このとき、画像形成装置１０では、中間転写ベルト２２のトナー像に記録紙１２を重ねる。転写器２８では、記録紙１２と中間転写ベルト２２を転写ローラ３０によって挟持して、中間転写ベルト２２のトナー像を記録紙１２に転写する。なお、画像形成装置１０としては、これに限らず、記録紙１２にトナー像を転写する任意の構成を適用することができる。

画像形成部１８には、転写器２８よりも記録紙１２の搬送方向下流側に定着モジュール３２が設けられている。この定着モジュール３２は、例えば、一対の定着ローラ３４を備えており、トナー像が転写された記録紙１２が送り込まれることにより、この記録紙１２を定着ローラ３４によって挟持する。

これにより、定着モジュール３２では、記録紙１２と共にトナー像を加圧しながら加熱して、トナー像を溶融させて記録紙１２に固着させる。これにより、画像データに応じた画像が形成された記録紙１２（印刷物）が得られる。

画像形成装置１０には、定着モジュール３２よりも記録紙１２の搬送方向下流側に切換え部３６が設けられ、この切換え部３６の下方側に反転部３８が設けられている。また、画像形成装置１０には、反転部３８から転写器２８への記録紙１２の給紙側へ記録紙１２を搬送する反転搬送路が形成されている。

画像形成装置１０では、記録紙１２の両面に画像を形成する両面印刷が可能となっており、両面印刷を行うときには、１面目の画像を形成した記録紙１２を切換え部３６から反転部３８へ送り込み、反転部３８で記録紙１２の搬送方向を反転させて、転写器２８の給紙側（給紙部１６側）へ搬送し、記録紙１２に２面目の画像を形成するようにしている。

また、画像形成装置１０には、排紙機構５０が連結されている。また、図３に示すように、排紙機構５０には、ケーシング５２に排紙口５４が形成され、この排紙口５４の近傍から排紙トレイ５６が突設されている。

画像が形成された記録紙１２は、排紙機構５０を通過して排紙口５４から排紙トレイ５６上に送り出され、排紙トレイ５６上に積層されながら集積される。

このように構成されている画像形成装置１０では、例えば、図示しないネットワークを介して印刷ジョブが入力されると、印刷ジョブの設定等から記録紙１２のサイズを判定し、該当するサイズの記録紙１２を収容している給紙トレイ２０を選択し、選択した給紙トレイ２０からの記録紙１２の給紙を開始する。

これと共に、画像処理部４４では、１ページ分ずつの画像データを読み込み、この画像データに対して画像処理及びＲＩＰ処理を実行する。また、画像書込み部４６では、画像処理部４４で生成されたラスタデータに基づいて、現像モジュール２８の感光体ドラム２６を走査露光する。

画像形成部１８では、感光体ドラム２６に形成された潜像に応じてトナー現像を行うことにより、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像を形成し、形成したトナー像を中間転写ベルト２２に重畳しながら転写することにより、フルカラーのトナー画像を形成する。

また、画像形成部１８では、給紙部１６から給紙される記録紙１２を、中間転写ベルト２２に形成したトナー画像に重ねて転写ローラ３０によって挟持することにより、記録紙１２にトナー画像を転写する。

この後、画像形成部１８では、トナー画像が転写された記録紙１２を定着モジュール３２へ送り込んで定着ローラ３４によって挟持することにより、記録紙１２と共にトナー画像を加圧しながら加熱し、トナー画像を記録紙１２定着する。

このようにして画像が形成された記録紙１２は、排出機構５０を通過して、排紙トレイ５６上に排出されて集積される。

ところで、図１に示すように、排紙機構５０には、記録紙１２に生じた湾曲（カール）を除去するカール補正装置としてデカール装置６０が設けられており、画像が形成された記録紙１２は、排出機構５０へ送り込まれることにより、このデカール装置６０を通過する。

図４に示すように、デカール装置６０には、カール矯正部６２が設けられている。カール矯正部６２は、アップカール矯正部６２Ｕと、ダウンカール矯正部６２Ｄによって形成され、アップカール強制部６２Ｕとダウンカール矯正部６２Ｄが記録紙１２の搬送路に沿って順に設けられている。

なお、本実施の形態では、アップカール矯正部６２Ｕとダウンカール矯正部６２Ｄを設けて説明するが、デカール装置６０としては、例えばアップカール矯正部６２Ｕなど、アップカール矯正部６２Ｕ又はダウンカール矯正部６２Ｄの少なくとも一方を備えたものであれば良い。また、アップカール矯正部６２Ｕとダウンカール矯正部６２Ｄの基本的構成は同じであり、特に区別しないときには、カール矯正部６２として説明する。

デカール装置６０には、記録紙１２の搬送路を挟んでガイド板６４とガイド板６６が対で配置されており、記録紙１２は、このガイド板６４、６６の間を通過するようになっている。

図４及び図５に示すように、カール矯正部６２は、小径でステンレスなどを用いた硬質ローラ（ハードローラ）であるドライブローラ６８と、大径でドライブローラ６８の回転に追従して回転するピンチローラ７０と、を備えており、ドライブローラ６８とピンチローラ７０によって記録紙１２を挟持して搬送するようになっている。

図５に示すように、ピンチローラ７０は、シャフト７２の軸方向に沿って所定幅のロール部７４が取付けられている。ピンチローラ７０では、記録紙１２の搬送方向（図５の矢印Ａ方向）と直交する幅方向の中間部及び両端部に対向するようにロール部７４を設けており、ロール部７４のそれぞれがドライブローラ６８に当接されており、これにより、ドライブローラ６８の回転に追従して、ピンチローラ７０が回転する。

このピンチローラ７０のロール部７４は、スポンジ材などの弾性材料によって形成されており、ドライブローラ６８へ向けて押圧されて所定のニップ力が付与されることにより、ロール部７４の外周部が弾性変形するようになっている。

すなわち、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間に所定のニップ力を付与することにより、このニップ力に応じてピンチローラ７０のロール部７４が弾性変形してドライブローラ６８の外周部が、ロール部７４の外周部に食い込み、記録紙１２をドライブローラ６８の外周に沿って湾曲させながら挟持する。

また、デカール装置６０には、カール矯正部６２よりも記録紙１２の搬送方向下流側に、記録紙１２を挟持して搬送力を付与する搬送ローラ対７６が設けられている。デカール装置６０では、搬送ローラ対７６によって記録紙１２を挟持して、ドライブローラ６８とピンチローラ７０との間から引き出すように搬送する。これにより、カール矯正部６２では、記録紙１２をドライブローラ６８によって扱いて、記録紙１２に生じていているカールの矯正が可能となっている。

図４に示すように、アップカール矯正部６２Ｕは、ドライブローラ６８が下方側でピンチローラ７０が上方側となっており、また、ダウンカール矯正部６２Ｄは、ドライブローラ６８が上方側でピンチローラ７０が下方側となっている。

アップカール矯正部６２Ｕでは、ドライブローラ６８が記録紙１２の下面側から扱くことにより、記録紙１２の搬送方向の両端側が下方側となるダウンカールを生じさせるようにして、記録紙１２のアップカールを矯正する。

また、ダウンカール矯正部６２Ｄでは、ドライブローラ６８が記録紙１２の上面側から扱くことにより、記録紙１２の搬送方向の両端側が上方側となるアップカールを生じさせるようにして、記録紙１２のダウンカールを矯正する。

図２に示すように、デカール装置６０には、コントローラ８０が設けられている。また、デカール装置６０には、搬送ローラ対７６を回転駆動する搬送モータ８２が設けられ、アップカール矯正部６２Ｕ及びダウンカール矯正部６２Ｄのそれぞれには、ドライブローラ６８を回転駆動するドライブモータ８４が設けられており、コントローラ８０は、搬送モータ８２と共に、ドライブモータ８４の駆動を制御する。

また、アップカール矯正部６２Ｕ及びダウンカール矯正部６２Ｄのそれぞれには、２個のペネトレーションモータ８６が設けられており、コントローラ８０は、このペネトレーションモータ８６の作動を制御する。

カール矯正部６２には、ピンチローラ７０のシャフト７２の両端部に対向して図示しないカム（偏芯カム）が設けられており、このカムによってピンチローラ７０のシャフト７２を、ドライブローラ６８へ向けて押圧する（図５の矢印Ｂ方向）。これにより、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力が増加するようになっている。

このとき、カール矯正部６２では、ピンチローラ７０のシャフト７２にロール部７４を設けると共に、シャフト７２の軸方向の両端部のそれぞれに対してペネトレーションモータ８６を設けて押圧可能とすることにより、記録紙１２の搬送幅方向の両端部でニップ力、すなわち、カール矯正量を変えることができるようにしている。

カール矯正部６２では、カムを用いた押圧力を最も弱くしたとき（カール矯正無し）には、ばねなどの図示しない付勢手段によってシャフト７２の両端部が、所定の押圧力（付勢力）でドライブローラ６８へ向けて押圧されて記録紙１２を挟持可能となっている。

この状態が、実質的なカール補正無しの初期状態であり、この初期状態からペネトレーションモータ８６を駆動して図示しないカムを回動することにより、押圧力（記録紙１２のニップ力）が強くなる。

コントローラ８０は、アップカール矯正部６２Ｕ、ダウンカール矯正部６２Ｄのそれぞれでペネトレーションモータ８６の作動を制御することにより、アップカールの矯正ないしダウンカールの矯正及び矯正量の制御が可能となっている。

なお、排出機構５０内には、記録紙１２の搬送路に沿って、記録紙１２の通過を検出する用紙センサ（図示省略）が設けられており、コントローラ８０では、この用紙センサによって記録紙１２の通過を検出するようになっている。

一方、コントローラ８０は、通信手段（図示省略）を介して画像形成装置１０の制御部４０（画像処理部４４）に接続しており、制御部４０は、排出機構５０を通過する記録紙１２に対する材質（紙質）等の紙種情報及び、画像密度などの記録紙１２に形成する画像情報をコントローラ８０へ出力する。

また、デカール装置６０のコントローラ８０には、環境温度を検出する温度センサ８８及び、環境湿度を検出する湿度センサ９０が接続している。

画像形成装置１０の制御部４０では、記録紙１２に形成する画像を、記録紙１２の搬送方向に沿って複数の領域に分割し、分割したそれぞれの領域に対して、画像濃度などの画像情報を出力する。デカール装置６０のコントローラ８０では、制御部４０から入力された画像情報に基づいて、記録紙１２を搬送方向に沿って複数の領域に分割し、分割したそれぞれの領域に対してカール補正量を設定し、設定したカール補正量に基づいたデカール処理を行うようにしている。

図７に示すように、本実施の形態では、一例として、搬送方向に沿った長さがＬの記録紙１２に対して、画像形成領域をＬ／３ずつ分割して領域Ａ_L、Ａ_C、Ａ_Tを設定している。制御部４０（画像処理部４４）では、領域Ａ_L、Ａ_C、Ａ_Tのそれぞれ対して画像濃度を算出してコントローラ８０に出力する。

これにより、コントローラ８０では、領域Ａ_L、Ａ_C、Ａ_Tのそれぞれ及び、記録紙１２の全領域における画像密度、紙質、温度センサ８８によって検出する環境温度、湿度センサ９０によって検出する環境湿度等を用いて記録紙１２に生じるカール量を推定し、この推定結果に基づいたデカール量を設定し、設定したデカール量に基づいてペネトレーションモータ８６を制御する。

すなわち、コントローラ８０では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像を形成するときのレーザー（ＲＯＳ４６Ｙ、４６Ｍ、４６Ｃ、４６Ｋ）による書込み量とトナー量の比を掛け合わせた値（トナー量換算値）に、環境温度と環境湿度などの環境情報、記録紙１２の紙種情報及び、搬送方向情報を加味することでカール量を推定する。

例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトータルの画像密度をＸＴ及び、Ａ３サイズの記録紙１２を使用したときの最大記録紙画像密度をＸＴ_A3MAXは、
ＸＴ＝（Ｘｙ×Ｔｙ）＋（Ｘｍ×Ｔｍ）＋（Ｘｃ×Ｔｃ）＋（Ｘｋ×Ｔｋ）
ＸＴ_A3MAX＝（Ｘ（Ｙ）×Ｔｙ）＋（Ｘ（Ｍ）×Ｔｍ）＋（Ｘ（Ｃ）×Ｔｃ）＋（Ｘ（Ｋ）×Ｔｋ）
で表される。ただし、Ｘｙ、Ｘｍ、Ｘｃ、Ｘｋは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色ごとに測定された画素の総カウント数、Ｘ（Ｙ）、Ｘ（Ｍ）、Ｘ（Ｃ）、Ｘ（Ｋ）は、Ａ３サイズの記録紙１２を使用したときの各色における最大画素カウント数、Ｔｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｋはトナー量の換算値（定数）である。

なお、トナー量の換算値としては、同じ画像密度であってもカラー画像においてはトナーの色ごとに記録紙１２のカール量が異なることから、画像密度比を一定にしたときにおけるトナーの色（単色）とカール発生量との関係に基づいて換算した値を用いている。

ここから、トータルトナー量比Ｚ（％）は、
Ｚ（％）＝（ＸＴ／ＸＴ_A3MAX）×（Ａ３サイズ面積（ｍ²）／出力サイズ面積（ｍ²））×１００（％）
となる。

画像処理部４４では、記録紙１２の搬送方向に沿って分割した領域ＡＬ、ＡＣ、ＡＬのそれぞれにおける各色ごとの画素数のカウント値を出力するようになっており、コントローラ８０は、トータルトナー量比Ｚと、湿度情報、温度情報と、記録紙１２の搬送方向に沿った各領域Ａ_L、Ａ_C、Ａ_Tの画像密度の情報から、記録紙１２のカール方向及びカール量を推定し、推定したカール量に対するデカール量又は記録紙１２のニップ力（ペネトレーションモータ８６の駆動量）、すなわちデカール処理を行うときのニップ力を設定する。

なお、デカール処理を行うときのニップ力の強度は、予め設定されてテーブルとしてコントローラ８０に記憶されて、このテーブルからコントローラ８０が選択するものであっても良い。

一方、図２に示すように、デカール装置６０には、操作パネル９２が設けられており、この操作パネル９２がコントローラに接続している。図３に示すように、操作パネル９２は、例えば、排出機構５０のケーシング５２の上面に設けられている。

図６に示すように、操作パネル９２は、例えば、表示機能とキーボード機能が一体となったタッチパネル方式が用いられ、アップカール補正キー９４Ａ、ダウンカール補正キー９４Ｂと共に、自動キー９６、補正停止を指定する補正無しキー９８Ａ、カール補正を抑える補正弱キー９８Ｂ及び、カール補正を強める補正強キー９８Ｃが設けられている。

デカール装置６０では、デカール処理を行うときのモード（カール補正モード）として、自動モードと手動モードが設定されており、自動キー９６が操作されることにより自動モードが選択される。また、手動モードでは、アップカール補正キー９４Ａ、ダウンカール補正キー９４Ｂ及び補正無しキー９８Ａ、補正弱キー９８Ｂ、補正強キー９８Ｃによって、デカール処理（カール補正）を行うか否かと共に、デカール処理を行うときの強度を、アップカール、ダウンカールのそれぞれで設定可能となっている。

なお、本実施の形態では、操作パネル９２にアップカール補正キー９４Ａとダウンカール補正キー９４Ｂを設けたが、アップカール補正キー９４Ａ、ダウンカール補正キー９４Ｂを省略して、単にデカール処理を行うときの強弱のみを設定するものであっても良い。

コントローラ８０では、手動モードで補正弱又は補正強が設定されることにより、予め設定されているニップ力が生じるようにペネトレーションモータ８６を制御する。また、コントローラ８０では、補正無しが設定されることにより、ニップ力が最も低くなるようにペネトレーションモータ８６を作動して、実質的にデカール処理が生じないようにする。

また、コントローラ８０では、自動モードに設定されることにより、記録紙１２の紙質、記録紙１２に形成する画像情報、環境条件等に基づいてカール量を推定し、推定したカール量に基づいて設定したデカール量が得られるようにペネトレーションモータ８６を制御するようにしている。

なお、温度センサ８８及び湿度センサ９０が画像形成装置１０に設けられているときには、環境温度、環境湿度が画像形成装置１０の制御部４０から入力されるものであっても良く、また、操作パネル９２に替えて、画像形成装置１０に設けている図示しない操作パネルを用い、デカール装置６０の設定が入力されるものであっても良い。

一方、図２に示すように、デカール装置６０には、カール補正された記録紙１２の状態を検出する検出手段としてＣＣＤカメラ１００が設けられている。図３に示すように、排紙トレイ５６には、記録紙１２の搬送幅方向の一端側からブラケット１０２が突設されている。このブラケット１０２は、略Ｌ字状に形成されており、先端側が上方へ向けられている。

ＣＣＤカメラ１００は、排紙口５４から送り出されて排紙トレイ５６上に載置された記録紙１２が撮像領域内に入るようにブラケット１０２に取付けられている。

これにより、デカール装置６０では、デカール処理されて排紙トレイ５６上へ排出された記録紙１２を、ＣＣＤカメラ１００によって撮像可能となっている。なお、ＣＣＤカメラ１００は、上下移動可能にブラケット１０２に取付けられ、かつ、アングル角の調整が可能となっており、これにより、記録紙１２のサイズに拘わらず記録紙１２の全体像の撮影が可能となっている。

図２に示すように、デカール装置６０には、ＣＣＤカメラ１００によって撮影した記録紙１２の画像に対する画像処理及び処理結果の判定を行う処理判定部１０４が設けられている。

この処理判定部１０４では、ＣＣＤカメラ１００による撮影画像に対して所定の画像処理を施し、記録紙１２にカールが残っているか否かを判定すると共に、記録紙１２にカールが残っているときには、カール量を判定する。

すなわち、適正にカールが除去された記録紙１２は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に二点鎖線で示すように、搬送方向の両端部又は、搬送方向の中間部に浮きが生じることなく排紙トレイ５６上に載置される。

これに対して、アップカール補正を行ったときの矯正力が弱かったり、ダウンカール補正を行ったときの矯正力が強すぎると、図８（Ａ）に示すように、記録紙１２の搬送方向の両端部に浮きが生じてしまう。また、ダウンカール補正を行ったときの矯正力が弱かったり、アップカール補正を行ったときの矯正力が強すぎると、図８（Ｂ）に示すように、記録紙１２の搬送方向の中間部に浮きが生じてしまう。

ここから、処理判定部１０４では、例えば、ＣＣＤカメラ１００によって撮影した排紙トレイ５６上の記録紙１２の周縁部と、適正な状態の記録紙１２の周縁部を比較することにより、記録紙１２にカールが残っているか否かを判定する。また、記録紙１２にカールが残っているときには、そのカール方向とカール量を算出して、コントローラ８０へ出力する。

コントローラ８０は、処理判定部１０４の判定結果に基づいてデカール処理を行うときのカール補正量を補正する。すなわち、デカール装置６０では、デカール処理した記録紙１２の状態を、ＣＣＤカメラ１００によって検出して、この検出結果を、フィードバックすることにより、次にデカール処理する記録紙１２から適正なカール除去が可能となるようにしている。

ここでデカール装置６０でのデカール処理（カール補正処理）の動作を説明する。

記録紙１２に画像を形成する画像形成装置１０の制御部４０では、デカール装置６０が例えば自動モードに設定されていることにより、デカール装置６０のコントローラ８０からの要求に基づいて、画像を形成する記録紙１２の紙質に関する情報と共に、記録紙１２の搬送方向に沿って分割した領域Ａ_L、Ａ_C、Ａ_Tごとに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色ごとの画素数のカウント値を出力する。なお、両面印刷を行うときには、それぞれの面に対するカウント値を出力する。

また、画像形成装置１０では、定着処理の終了した記録紙１２を送り出すときに、デカール装置６０のコントローラ８０へ記録紙１２の排出信号を出力する。

デカール装置６０のコントローラ８０は、自動モードに設定されていると、画像形成装置１０から出力されるこれらの情報に基づいて、画像形成装置１０から送り出される記録紙１２のカール量を推定し、推定したカール量に基づいてペネトレーションモータ８６の作動を制御することにより、デカール処理を実行する。

ここで、図９（Ａ）、図９（Ｂ）及び図１０を参照しながら、デカール装置６０でのデカール処理の概略を説明する。図９（Ａ）には、自動モードでデカール処理が設定されているときの、デカール処理及びデカール量を設定する処理の概略を示している。

このフローチャートは、デカール装置６０で自動モードが選択されることにより実行され、最初のステップ２００では、画像形成装置１０で記録紙１２への画像形成処理を開始するか否かを確認する。

このときに、画像形成装置１０に印刷ジョブが入力され、入力された印刷ジョブに基づいて、記録紙１２を取出す給紙トレイ２０の選択などが開始されることにより、ステップ２００で肯定判定されてステップ２０２へ移行する。

このステップ２０２では、図示しないメモリの初期化処理などの予め設定されている所定の初期設定を行う。この後、ステップ２０４では、最初の記録紙１２に対する紙質やサイズなどの紙種情報と共に、記録紙１２に形成する画像情報などのカール量の推定に用いる情報を読み込む。

この画像情報には、例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色の画素数のカウント値が含まれ、そのカウント値を、記録紙１２の搬送方向に沿って分割された領域ごとに読み込む。

次のステップ２０６では、読み込んだ紙種情報、画像情報と共に、温度センサ８８によって検出する環境温度及び、湿度センサ９０によって検出する環境湿度を用いて、記録紙１２に生じるカール量と共にカール方向を推定する。

この後、ステップ２０８では、推定したカール量がデカール処理の必要なカール量であるか否かを判断する。

デカール装置６０では、記録紙１２の紙質ごとに、自動モードでデカール処理を行うときの推定カール量の下限値が設定されている。表１には、その一例を示しており、デカール装置６０では、ＯＨＰ用紙やラベル紙に対しては、デカール処理を実行しないように設定されている。また、普通紙、厚紙、第二原図、Ｓ紙などにおいては、推定カール量が５ｍｍ以上であるときにデカール処理を実行するように設定されている。

ここで、デカール処理の非処理が設定されている紙質以外の紙質であり、推定カール量が所定値（下限値）を越えているときには、ステップ２０８で肯定判定してステップ２１０へ移行する。

このステップ２１０では、推定したカール量及びカール方向に基づいて、デカール量の設定を行う。すなわち、推定した量のカールを除去するのに必要なデカール量が得られるニップ力が、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間に生じるようにペネトレーションモータ８６の駆動量を設定する。また、推定したカール方向がアップカールであるかダウンカールであるかから、アップカール矯正部６２Ｕを作動させるかダウンカール矯正部６２Ｄを作動させるかを設定する。

通常、デカール装置６０では、このようにして設定されたデカール量に基づいて記録紙１２に対するデカール処理を行う。

図１０には、このときのデカール処理の概略を示している。このフローチャートでは、最初のステップ２２０でデカール処理を実行するか否かを確認する。ここで、手動モードでデカール処理を行うように設定されているときや、自動モードでデカール処理を実行するように設定されているとき（図９（Ａ）のステップ２０８で肯定判定）には、ステップ２２０で肯定判定されてステップ２２２へ移行する。

このステップ２２２では、画像形成装置１０が、定着処理の終了した記録紙１２を排出するときに出力する排出信号を受信したか否かを確認し、排出信号を受信すると、ステップ２２２で肯定判定してステップ２２４へ移行する。

このステップ２２４では、設定されているカール方向に対して設定されているデカール量が得られるようにペネトレーションモータ８６を駆動して、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間にニップ力を付与して、デカール処理を実行する。

すなわち、アップカールを矯正するように設定されているときには、アップカール矯正部６２Ｕのペネトレーションモータ８６を作動させ、ダウンカールを矯正するように設定されているときには、ダウンカール矯正部６２Ｄのペネトレーションモータ８６を作動する。

これにより、記録紙１２は、カール矯正部６２（アップカール矯正部６２Ｕないしダウンカール矯正部６２Ｄ）のドライブローラ６８とピンチローラ７０とによって挟持されながら、搬送ローラ対７６によって引っ張られることにより、ドライブローラ６８によって扱かれ、カール補正される。

なお、デカール装置６０では、通常、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力が最も小さい初期状態となっており、デカール処理を実行しないときには、このニップ力によって記録紙１２に搬送力を付与する。

この後、ステップ２２６では、記録紙１２がカール矯正部６２を通過したか否かを確認し、記録紙１２がカール矯正部６２を通過すると、ステップ２２６で肯定判定してステップ２２８へ移行し、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力を初期状態に戻す。

一方、デカール装置６０には、ＣＣＤカメラ１００が設けられており、デカール処理されて排紙トレイ５６上に排紙される記録紙１２の状態をＣＣＤカメラ１００によって撮影するようにして、記録紙１２からカールが適正に除去されているか否かを確認するようにしている。

図９（Ｂ）には、ＣＣＤカメラ１００を用いた処理の概略を示している。このフローチャートでは、最初のステップ２３０でデカール処理が実行されたか否かを確認し、記録紙１２に対するデカール処理が実行されたときには、ステップ２３０で肯定判定してステップ２３２へ移行する。このステップ２３２では、デカール処理された記録紙１２が排紙口５４から排出されて排紙トレイ５６上に載置されたか否かを確認する。

排紙トレイ５６には、排紙口５４から排出された記録紙１２が、順に重ねられて集積されるようになっており、デカール処理された記録紙１２が排紙トレイ５６上に載置されると、ステップ２３２で肯定判定してステップ２３４へ移行する。

このステップ２３４では、排紙トレイ５６上に載置された最上層の記録紙１２をＣＣＤカメラ１００によって撮影し、撮影画像を読み込む。

この後、ステップ２３６では、ＣＣＤカメラ１００によって撮影した画像（画像データ）に対して所定の画像処理を施すことにより、例えば、最上層の記録紙１２の周縁部を抽出する。

この後に、ステップ２３８では、撮影した記録紙１２の画像から、カールが残っているか否かを判定する。また、カールが残っていると判定した時には、そのカール量の判定も合わせて行う。また、ステップ２４０では、この残存カール量の判定結果に基づいて、デカール量の補正が必要か否かを確認する。

ここで、デカール処理されて排紙された記録紙１２にカールが残っていないときや、残存カール量が極めて少なく、実質的にカールが残っていないと判断されるときには、ステップ２４０で否定判定して、デカール処理に対する処理判定を終了する。

これに対して、記録紙１２に対するデカール処理が十分でなかったり、デカール処理の効き過ぎのために、記録紙１２にカールが残っているときには、ステップ２４０で肯定判定してステップ２４２へ移行する。

このステップ２４２では、ＣＣＤカメラ１００によって撮影した画像に基づいて、記録紙１２の残存カール方向及びカール量を判定し、記録紙１２に残っているカールを、デカール処理して除去するための補正量を設定する。

一方、図９（Ａ）に示すように、デカール装置６０のコントローラ８０で実行するデカール設定処理では、ステップ２１０でデカール量設定を行うと、ステップ２１２では、補正量が設定されているか否かを確認する。

ここで、デカール処理された記録紙１２が排紙トレイ５６上に排出されて、この記録紙１２の残存カール量が判定されることにより、デカール処理を行うときの補正量が設定される（図９（Ｂ）のステップ２４２）と、このステップ２１２で肯定判定されてステップ２１４へ移行する。

このステップ２１４では、ＣＣＤカメラ１００の撮影画像に基づいて設定された補正量に基づいてデカール量の補正を行う。すなわち、記録紙１２の残存カールを抑えるようにデカール量を補正する。

例えば、アップカールが生じていると推定される記録紙１２に対してアップカール矯正部６２Ｕでデカール処理を行ったにも拘わらず、記録紙１２にアップカールが残っているときには、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力を増加するように補正する。

また、アップカールを矯正したときに、記録紙１２にダウンカールが生じてしまったときには、ドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力を弱くするように補正する。

また、デカール量の設定ないし補正が終了すると、ステップ２１６では、次の記録紙１２があるか否かを確認し、次の記録紙１２があるときには、ステップ２１６で肯定判定して、次の記録紙１２に対するデカール設定を実行する。

これにより、画像形成装置１０から送り出される記録紙１２に対してデカール処理を行うときには、デカール処理されて排出された記録紙１２のカール状態に基づいて補正されたデカール量に基づいて行われ、これにより、デカール処理して排出する記録紙１２に残存カールが生じてしまうのを確実に抑えることができる。

このように、デカール装置６０に設けているコントローラ８０では、デカール処理が終了した記録紙１２に対する処理状態をフィードバックすることにより、多数枚の記録紙１２に連続して画像が形成されるときに、画像が形成された記録紙１２にカールが残ってしまうのを確実に防止して、多数枚の記録紙１２を均一に揃えて集積可能となるようにしている。

なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明の構成を限定するものではない。例えば、本実施の形態では、デカール処理後の記録紙１２の状態を検出する検出手段としてＣＣＤカメラ１００を用いたが、検出手段としては、これに限らず、記録紙１２の残存カールを検出可能であれば任意の構成を適用することができる。

また、本実施の形態では、記録紙１２の搬送方向に沿ったカールの除去を例に説明したが、記録紙１２に形成した画像の画素が、幅方向の一端側に偏っているときには、幅方向の一方に生じるカールが大きくなることがある。

ここから、搬送方向と直交する方向に沿って２分割ないし３分割以上して設定した領域ごとの画素数のカウント値を用いるなどして、記録紙１２の幅方向の両側でドライブローラ６８とピンチローラ７０の間のニップ力をかえるようにしても良い。

このときには、ＣＣＤカメラ１００用いて検出する記録紙１２の残存カールを幅方向の両側で分けて判定して、幅方向の両側でデカール量の補正量を変えるようにしても良く、これにより、より的確なカール補正が可能となる。

また、本実施の形態では、自動モードにおいて、記録紙１２の残存カール量を検出して、デカール量の補正を行うようにしたが、操作パネル９２に、残存カール量からデカール量の補正を行うか否かを選択するキーを設け、手動モードにおいても残存カール量から、デカール量の補正が可能となるようにしても良い。

さらに、本実施の形態では、排紙トレイ５６上に排出される記録紙１２の状態を検出するようにしたが、これに限らず、コンベア等によって記録紙１２を載置して搬送するときに、記録紙１２の状態を検出するようにしても良い。

これにより、排紙機構５０に各種の後処理装置を連結して、各種の後処理を施す記録紙１２に対しても適正なカール補正を施すことができる。

また、本実施の形態では、画像形成装置１０と別に排紙機構５０にデカール装置６０を設けて説明したが、デカール装置を画像形成装置に組み込んで、画像形成装置の制御部でカール矯正部６２の作動を制御するようにしても良く、また、後処理装置に組み込んで、画像形成装置の制御部からの制御信号に基づいて制御するようにしても良い。

また、本実施の形態では、画像形成装置１０を例に説明したが、本発明は、記録紙１２などのシート状の記録材料に画像を形成する任意の構成の画像形成装置に適用して、画像形成装置で画像が形成された記録材料から適正にカールを除去することができる。

本実施の形態に適用した画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置とデカール装置の制御部の概略構成図である。排紙機構の排紙口近傍を示す概略斜視図である。デカール装置の概略構成図である。デカール装置のカール矯正部に設けたドライブローラとピンチローラの概略を示す要部斜視図である。デカール装置の操作パネルの一例を示す概略図である。画像密度を分割する記録紙上の領域を示す概略図である。ＣＣＤカメラによって撮影する記録紙を示す概略図であり、（Ａ）はアップカールが残った状態を示し、（Ｂ）はダウンカールが残った状態を示している。（Ａ）はデカール量の設定処理の一例を示す流れ図、（Ｂ）はデカール処理された記録紙の状態に基づいた補正量の設定処理の一例を示す流れ図である。設定されたデカール量に基づいたデカール処理の概略を示す流れ図である。

符号の説明

１０画像形成装置
１２記録紙
１６給紙部
１８画像形成部
３２定着モジュール
４０制御部
４４画像処理部
５０排紙機構
５６排紙トレイ
６０デカール装置
６２カール矯正部
６２Ｄダウンカール矯正部
６２Ｕアップカール矯正部
６８ドライブローラ
７０ピンチローラ
７６搬送ローラ対
８０コントローラ
８４ドライブモータ
８６ペネトレーションモータ
８８温度センサ
９０湿度センサ
９２操作パネル
１００ＣＣＤカメラ
１０４処理判定部

Claims

画像形成装置によって画像が形成されて送りこまれるシート状の記録材料を搬送しながら、該記録材料に生じた湾曲を除去可能とするカール補正装置であって、
前記記録材料のカールを矯正する矯正手段と、
前記画像形成装置から入力される前記記録材料の材質情報及び記録材料に形成する画像情報に基づいて前記記録材料のカール方向及びカール量を推定し、推定したカール方向及びカール量に基づいて前記矯正手段による矯正量を設定する設定手段と、
前記設定手段の設定に基づいて前記矯正手段の作動を制御する矯正制御手段と、
前記矯正手段によって矯正されて送り出される前記記録材料の状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて前記記録材料の残存カールを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記設定手段によって設定する矯正量を補正する補正手段と、
を含むことを特徴とするカール補正装置。
前記検出手段が、前記記録材料を撮像する撮像手段を含み、前記判定手段が、前記撮像手段の撮影画像から前記記録材料の残存カール方向及び残存カール量を判定することを特徴とする請求項１に記載のカール補正装置。