JP2007163642A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カールの方向、カールの強度において異なる多様なカールに対して適正なカールを行うカール矯正手段を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙に対して冷却風を当てるカール矯正手段を用いて、カールの方向に応じて、方向を異ならせて、冷却風を用紙に当てる。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、用紙のカールを矯正する技術に関する。

画像記録された用紙が湾曲するカールがあると、文書の取り扱いに不便であるばかりでなく、画像形成後に、穿孔、ステープル、折り畳み等の後処理を行う際に、搬送不良を起こすと言う問題がある。

このために、従来からカールを矯正する技術が開発されている。

特に、特許文献１では、紙の種類や画像形成装置内で実施される用紙に対する処理により、或いは環境の違いにより、カールの発生の仕方が異なることに対応して、用紙がその第１面の方向に凸のカール及び第２面の方向に凸のカールに対して適用出来るカール矯正装置が提案されている。
特開２００３−６６７４４号公報

特許文献１では、ヒートパイプを用いて、機械的な曲げ力と冷却とによって、カール矯正を行っているが、例えば、上凸と下凸に対して適用するように、少ない段階のカール矯正ができるのみであるので、様々な状況の下で発生する多様なカールに対して必ずしも適正なカール矯正がされないという問題がある。

本発明は従来のカール矯正技術におけるこのような問題を解決することを目的とし、多様なカールに対して適正にカール矯正を行うことが出来るカール矯正手段を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
用紙の第１面又は第２面に選択的に冷却風を当てることが出来るカール矯正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記カール矯正手段は、用紙に吹き付けられる風の風量を変えることが出来ることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
用紙の前記第１面又は前記第２面を選択して冷却するように、前記カール矯正手段を制御する制御手段を有することを特徴とする前記１又は前記２に記載の画像形成装置。
４．
前記制御手段は、前記カール矯正手段の送風量を変える制御を行うことを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
５．
少なくともカールの方向を検知するカールセンサを有し、前記制御手段は、前記カールセンサの検出結果に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする前記３又は前記４に記載の画像形成装置。
６．
前記制御手段は、印字率の情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする前記３〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記制御手段は、用紙の種類の情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする前記３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
８．
前記制御手段は、環境情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする前記３〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
９．
前記制御手段は、前記カール矯正手段における用紙の搬送速度に応じて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする前記３〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
１０
前記カール矯正手段と異なる種類のカール矯正手段を有することを特徴とする前記１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
１１
前記カールセンサは、前記カールセンサから用紙までの距離を光学的に検知するセンサからなることを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
１２
前記カールセンサは、用紙の搬送路に臨むアクチュエータを有するフォトインタラプタからなることを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。
１３
前記カールセンサは超音波センサからなることを特徴とする前記５に記載の画像形成装置。

本発明により、カール矯正手段が発生する冷却風の風量を調節することにより、カールの方向のみでなく、カールの強度にも対応したカール矯正が可能となる。

以下に、図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。

画像形成装置本体Ａは、画像読み取り装置１、画像処理手段２、画像書き込み手段３、画像形成手段４、カセット給紙手段５Ａ，５Ｂ、大量給紙手段５Ｃ，５Ｄ、手差し給紙手段５Ｅ、搬送手段６、定着装置７、排紙手段８、自動両面コピーのための再搬送手段（ＡＤＵ）９を備えている。

画像形成装置本体Ａの上部には、両面原稿自動送り装置ＡＤＦが開閉可能に支持されている。

両面原稿自動送り装置ＡＤＦにおいて、ａは原稿給紙台、ｂは給紙ローラ、ｃは分離ローラ、ｄはレジストローラ、ｅは搬送ドラム、ｆはフラッパ、ｇは排紙ローラである。両面原稿自動送り装置ＡＤＦは、片面原稿読み取り機能と両面原稿読み取り機能とを有する。

画像読み取り装置１の上部には原稿台ガラス１１が配置されている。

画像読み取り装置１の光学系は、光源と第１ミラーを備える露光ユニット１４、第２ミラーと第３ミラーから成るＶミラーユニット１５、レンズ１６、ＣＣＤイメージセンサ１７により構成されている。

両面原稿自動送り装置ＡＤＦによる原稿読み取りは、露光ユニット１４が初期位置（ホームポジション）に停止した位置において行われる。原稿読み取りは、停止している露光ユニット１４を原稿が通過するときに行われる。

原稿台ガラス１１上の原稿の読み取りは、露光ユニット１４及びＶミラーユニット１５を移動させながら行われる。

画像読み取り装置１において読み取られた原稿画像の画像情報は画像処理手段２により画像処理が行われ、画像データとして信号化され、一旦メモリに格納される。

画像書き込み手段３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成手段４の感光体ドラムに照射され、潜像を形成する。画像形成手段４においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われ、カセット給紙手段５Ａから搬送された用紙Ｐに画像が転写される。画像を担持した用紙Ｐは、搬送手段６により搬送され、定着装置７により定着され、装置外の排紙トレイ６１上に排出される。

又は、搬送路切り替え板６２により再搬送手段９に送り込まれた第１面に画像形成された用紙Ｐは、再び画像形成手段４において第２面に画像形成後、装置外の排紙トレイ６１上に排出される。

或いは、搬送路切り替え板６２により通常の排紙通路から分岐した用紙Ｐは、反転排紙部６３においてスイッチバックして表裏反転された後、排紙手段８により装置外の排紙トレイ６１上に排出される。

定着装置７を通過した後に用紙Ｐはカール矯正装置１００（後に説明）によるカール矯正された後に、排紙トレイ６１に排出される。

図２は本発明の実施の形態におけるカール矯正手段を示す。

カール矯正手段１００は搬送ローラ１０２ａ、１０２ｂと搬送ローラ１０３ａと１０３ｂとにより形成される搬送路Ｈの両側に配置された送風手段としのファン１０１ａ、１０１ｂを備える。ファン１０１ａ、１０１ｂは画像形成装置内に導入された外気を用紙Ｐに吹き付けて用紙Ｐを冷却する。

図２ａに示すように、用紙Ｐが上に凸のカールを持っているときには、上側のファン１０１ａが作動して、用紙Ｐの第１面である上面に風を当て、図２ｂに示すように、用紙Ｐが下に凸にカールしているときには、下側のファン１０１ｂが作動して、用紙Ｐの第２面である下面に風を当てる。

用紙Ｐに風を当てると、風が当たった方の上層ＬＵから水分が蒸発するするとともに、上層ＬＵが下層ＬＬに対して相対的に収縮する。その結果、図３ａから図３ｂのように、カールがなくなる。

水分の蒸発量及び収縮量は、風の強さにより変わるので、カールの程度に応じて風量を変えることにより、種々の程度のカールに対して適正なカール矯正を行うことが可能となる。

従来の多くのカール矯正では、少数段階にしかカール矯正を行うことがきなかったが、送風によるカール矯正では、多段階で或いは連続的にカール矯正の程度を変えることが可能となる。

カールの程度に応じてのみでなく、用紙Ｐの厚さ等の性質に応じて送風量を変えることにより、様々なケースに対して適正なカール矯正を行うことができる。

ファン１０１ａ、１０１ｂのいずれを用いてカール矯正を行うかの判断、及び、送風量の制御における判断は、主として次の要因に基づいて行われる。図４はカール矯正の制御を行う制御系のブロック図である。
（１）紙種情報
普通紙、コート紙、ラフ紙等の紙種とともに、紙の厚さ、即ち、斤量に応じた送風量又は送風方向、即ち、ファン１０１ａ、１０１ｂのいずれから送風するかが設定される。

紙種に対する送風条件は様々であるが、例えば、厚紙の場合には、薄紙よりも送風量が大きく設定される。

紙種情報は、操作部ＯＰにおける設定情報から取得される。
（２）環境条件
温度、湿度によりカールの程度が異なるので、環境に応じた送風量が設定される。送風条件は、温度・湿度を検知する温度センサＥＳ１及び湿度センサＥＳ２から取得される。高温・低湿ほどカールしやすいので、高温・低湿ほど送風量が多く設定される。
（３）印字情報
印字率、即ち、用紙Ｐ中に占める印字面積の割合に応じてカールの程度が変わるので、印字率に応じた送風量が設定される。具体的には、印字面側に凸にカールする傾向があり、印字率が高いほどカールが強くなるので、印字率に応じた風を印字面に当てることによりカールが矯正される。印字情報は、用紙Ｐに記録する画像情報を処理する画像処理部ＧＰから取得される。
（４）上カールか下カールか、カール量
上カール（上方に凸のカール）、下カール（下方に凸のカール）及びカール量がカールセンサＣＳから取得される。

多くの場合、定着装置において、加熱ローラ７１（図５に示す）により加熱される用紙Ｐの面側が凸にカールするが、紙種や定着前の用紙の性質によっては、定着処理後の用紙Ｐが反対側に凸にカールする場合もあるが、このようなカール状況はカールセンサＣＳにより検知される。
（５）搬送速度
カール矯正部における搬送速度が低いほど、用紙Ｐの単位面積に当たる風の量が多くなるので、カール矯正効果が高くなる。従って、同程度のカール矯正をする場合には、低速搬送ほど送風量を下げる必要がある。

用紙Ｐの搬送速度は、画像形成モードに応じて設定されるので、搬送速度の情報は、操作部ＯＰにおける設定情報から取得される。

これら各種のカール要因に対するファン１０１ａ、１０１ｂの制御プログラムは、メモリＭＲに記憶されており、制御手段ＣＲは、入力した各種の情報に基づき、メモリＭＲのプログラムに従った制御を行う。メモリＭＲ内のデータは、追加、訂正、削除等の変更を行うことが可能である。メモリＭＲに格納されているプログラムは、前記の各種要因の組み合わせに対して、カーリ矯正手段１００の制御値を割り当てる表からなっている。

図５は定着装置７及びカール矯正装置１００を示す。

未定着のトナー像を担持する用紙Ｐはヒータ７３をを内蔵する加熱ローラ７１と加圧ローラ７２間のニップを通過し、通過の際に熱と圧力によりトナー像が定着される。

定着処理された用紙Ｐは間隔を置いて配置された搬送ローラ１０４〜１０６により搬送されて、装置外に排出される。１０７〜１０９は搬送ローラ１０４〜１０６の入り口側に設けられたガイドであり、図示のように、用紙の進入方向に開いた形状となっており、用紙Ｐの進入角度が多少変わっても、搬送ローラ１０４〜１０６に円滑に導入される用に構成されている。

ＣＳは用紙Ｐのカールの方向及びカールの程度を検出するカール検知手段としてのカールセンサである。

カールセンサＣＳとしては、センサから用紙Ｐの表面までの距離を光学的に検出する光学センサ、用紙搬送路に臨むアクチュエータを用い、該アクチュエータの作動を光学的に検出するフォトインタラプタ、超音波を用いて、センサから用紙Ｐの表面までの距離を測定する超音波センサ等を用いることができる。カールセンサとしてフォトインタラプタを用いる場合には、２個のフォトインタラプタ、即ち、上カールの検知するものと下カールを検知するものが用いられる。

カールセンサＣＳにより、用紙Ｐのカールの有無、カールしている場合に、カールが上に凸のカールか又は下に凸のカールか、更に、カールの程度を検知することができる。

制御手段ＣＲはカールセンサＣＳの検出結果に基づいて、ファン１０１ａ又は１０１ｂを作動させる制御を行う。

具体的には、図３に示すように、上に凸のカールの時は、用紙Ｐの上面に冷却風を当てる送風手段１１２ａを作動させ、下に凸の場合には、用紙Ｐのした面に冷却風を当てる。

図６はカール矯正手段の他の例を示し、図７はカール矯正部を示す。

本例におけるカール矯正手段は図３に示すカール矯正手段１００、即ち、ファン１ｏ１ａ、１０１ｂからなるカール矯正手段の他にヒートピイプ１２１、１３２を用いたカール矯正手段１２０を有する。

カール矯正手段１２０において上カールを矯正する上カール矯正部は、一対のローラ１２１ａ、１２１ｂ、これらローラに張架されたベルト１２２、ベルト１２２に上方から圧接し、ベルト１２２に下方に凹の屈曲を付与するヒートパイプ１２３及びヒートパイプ１２３を冷却する冷却ファン１２４を有する。１２５はヒートパイプ１２３と一体な放熱板である。

ヒートパイプ１２３及び放熱板１２５は熱伝導率のよい金属からなり、ヒートパイプ１２４は冷却ファン１２５により冷却される。

下カールを矯正する下カール矯正部は、一対のローラ１３１ａ、１３１ｂ、これらローラに張架されたベルト１３２、ベルト１３２に上方から圧接し、ベルト１３２に下方に凹の屈曲を付与するヒートパイプ１３３及びヒートパイプ１３３を冷却する冷却ファン（図示せず）を有する。

用紙Ｐが上カール矯正部を通過することにより、用紙Ｐに対してベルト１２２とヒートパイプ１２３とによる下方に凸の曲げ力が作用するとともに、用紙Ｐの上面がヒートパイプ１２３により冷却されるので、用紙Ｐの上カールが矯正される。

用紙Ｐが下カール矯正部を通過することにより、同様な作用により、用紙Ｐの下カールが矯正される。

制御手段ＣＲは点線のように変位させる制御をヒートパイプ１２３、１３３に対して選択的に行って、上カール又は下カールを矯正する。

カール矯正装置１２０により、上カールに対する矯正又は下カールに対する矯正を選択的に行い、カール矯正装置１００によりカールの強さに対する矯正を行うことにより、前記に説明したような様々なカールの原因に対して、適正がカール矯正を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略図である。 カール矯正手段を示す図である。 カール矯正を説明するため図である。 カール矯正制御を行う制御系のブロック図である。 定着装置及びカール矯正手段を示す図である。 カール矯正手段の他の例を示す図である。 カール矯正部を示す図である。

符号の説明

１００、１２０ カール矯正手段
１０１ａ、１０１ｂ ファン
ＣＲ 制御手段
ＣＳ カールセンサ
ＯＰ 操作部
ＥＳ１ 温度センサ
ＥＳ２ 湿度センサ

Claims (13)

1. 用紙の第１面又は第２面に選択的に冷却風を当てることが出来るカール矯正手段を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記カール矯正手段は、用紙に吹き付けられる風の風量を変えることが出来ることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 用紙の前記第１面又は前記第２面を選択して冷却するように、前記カール矯正手段を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記カール矯正手段の送風量を変える制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 少なくともカールの方向を検知するカールセンサを有し、前記制御手段は、前記カールセンサの検出結果に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、印字率の情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、用紙の種類の情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、環境情報に基づいて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記カール矯正手段における用紙の搬送速度に応じて、前記カール矯正手段を制御することを特徴とする請求項３〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記カール矯正手段と異なる種類のカール矯正手段を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記カールセンサは、前記カールセンサから用紙までの距離を光学的に検知するセンサからなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
12. 前記カールセンサは、用紙の搬送路に臨むアクチュエータを有するフォトインタラプタからなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
13. 前記カールセンサは超音波センサからなることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。