JP2012240778A - カール矯正装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録紙の大きさに応じて適切にデカールをし、記録紙の搬送力を容易に確保することができるカール矯正装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像が記録された記録紙を搬送する搬送ローラ３１と、該搬送ローラの周面に当接する上流矯正ローラ３２と下流矯正ローラ３３を有するデカーラユニット３０を設け、デカーラユニット３０は２本の矯正ローラ中、記録紙搬送方向下流側の下流矯正ローラ３３が、搬送ローラ３１の回転軸を中心として公転可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像が記録された記録紙に生じたカールを矯正するカール矯正装置及び画像形成装置に関するものである。

画像を形成して記録紙に記録する画像形成装置として、電子写真方式やインクジェット方式のものが良く知られている。電子写真方式では、定着部において記録紙に対する加熱側と加圧側の温度差によりカールが発生することがあり、またインクジェット方式ではベタ画像など記録紙にインクを多く吐出して印刷した場合、カールが発生してしまう。

発生したカールを低減させるべく画像形成装置には、記録紙を機外に排紙するに先立ち、カール矯正装置によってカールを矯正している。かかるカール矯正装置としては、図９に示すように、搬送ローラ１０１の周面に二本の矯正ローラ１０２と１０３が当接させている構成で、記録紙Ｐをカール方向と逆方向に屈曲させてデカールをしている。デカール効果に最も影響を及ぼす因子は、ローラ１０１のローラ径である。ローラ１０１のローラ径が小さい、つまり搬送経路の曲率が大きいとデカール効果が大きくなる。しかし、図９に示す従来のカール矯正装置は、記録紙を逆カール方向に屈曲させつつ搬送するため、厚紙などをコシの強い記録紙Ｐでは、搬送抵抗力が非常に大きく、搬送が困難となる。そのため、記録紙の厚さに応じたカール矯正装置が提案されている。特許文献１では、上側に二本の駆動ローラ、下側に一本の従動ローラが接していて、下側の従動ローラが、記録紙の搬送力を受けて、上流側の駆動ローラと離間する構成となっている。この方式は下カールではなく、上カールがデカールされる。図１０は、この方式で厚紙の下カールをデカールする場合の図である。従動ローラ２０１が下流の駆動ローラ２０２の回転軸２１１を中心に回転可能であり、従動ローラ２０１は上流の駆動ローラ２０３に対して、接離可能となっている。そのため、従動ローラ２０１が、上流の駆動ローラ２０３に対して、適切なニップを形成するため、記録紙Ｐが厚紙でも、カールを助長する記録紙ターン形状を形成せずに、搬送力の低減を防止して搬送性を維持している。この方式では、従動ローラ２０１が上流の駆動２０３に対して離間してしまうため、記録紙が従動ローラ２０１の曲率に沿って屈曲しながら搬送されにくくなり、デカール量が小さくなってしまう。電子写真方式の画像形成装置では比較的形成されるカールが小さいので、この方法で十分なデカール量を確保できるが、デカール量の大きい高速インクジェットの場合、この方法では所望するデカール量を得ることが難しい。

また、特許文献２では上側に駆動ローラに、下側に二本の従動ローラが接していて、記録紙Ｐの厚さに応じて、下側の二本の従動ローラが駆動ローラと離間する構成となっている。図１１は、この方式で厚紙をデカールする場合の図である。従動ローラ３０２と３０３はある回転軸３１１を中心に回転可能であり、従動ローラ３０２と３０３は駆動ローラ３０１に対して、接離可能となっている。この構成では、厚紙でも従動ローラ３０２と３０３の当接圧を大きくすることなく、厚紙でもデカールをさせながら、厚紙を搬送することができる。この方式でも、駆動ローラ３０１に対して、従動ローラ３０２と３０３が離間してしまうため、記録紙Ｐが駆動ローラ３０１の曲率に沿って屈曲しながら搬送されにくく、デカール量が小さくなってしまう。

上述したように、前記従来技術では、紙の厚さに応じて安定した搬送性とデカール量を調整しているが、インクジェットのようなカール量が大きい場合は、十分なデカール量を確保することができない。さらに、インクジェットは、インクの吐出量によってカールの変動が大きく、インクの付着量に応じたデカール量の調整も必要になってくる。しかし、前記従来技術では、インクの付着量に応じたデカール量を調整することができないという問題があった。

本発明は、上記した従来の問題を解消し、記録紙の大きさに応じて適切にデカールをし、記録紙の搬送力を容易に確保することができるカール矯正装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、画像が記録された記録紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの周面に当接する２本の矯正ローラとを有するカール矯正装置において、前記２本の矯正ローラ中、記録紙搬送方向下流側の下流矯正ローラが、前記搬送ローラの回転軸を中心として公転可能であることを特徴とするカール矯正装置を提案する。

本発明によれば、搬送ローラの周面に当接する２本の矯正ローラ中、記録紙搬送方向下流側の下流矯正ローラが、搬送ローラの回転軸を中心として公転可能であるので、大きなカールのデカールを可能とするとともに、記録紙の大きさに応じて適切にデカールをすることができ、記録紙の搬送力を容易に確保することができる。

本発明に係るカール矯正装置を備える画像形成装置を示す概略構成図である。 そのカール矯正装置の構成を示す側面説明図である。 カール矯正装置の構成を示す平面説明図である。 カール矯正装置の最小デカール位置を示す説明図である。 カール矯正装置の最大デカール位置を示す説明図である。 本発明の他の実施形態を示す側面説明図である。 搬送ローラの他の例を示す斜視図である。 本発明の制御例を示すフローチャートである。 従来のカール矯正装置を示す説明図である。 従来の他のカール矯正装置を示す説明図である。 従来のさらに他のカール矯正装置を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としてインクジェット方式のプリンタを示す概略構成図である。
図１において、装置本体下部に配置された給紙トレイ１に積載された記録紙Ｐは、給紙コロ２によって搬送経路に搬送される。搬送経路に搬送された記録紙Ｐは、記録紙厚検知センサ３によって、記録紙厚を検知される。記録紙厚を検知された記録紙Ｐは、前処理ユニット４に搬送され、前処理ユニット４ではスクイズローラ５によって掬い上げられた前処理液がスクイズローラ５から塗布ローラ６に微量塗布される。記録紙Ｐは、加圧ローラ７によって前処理液が微量塗布された塗布ローラ６に押しけられることで前処理液を微量塗布される。このように前処理液が塗布された記録紙Ｐはインクを吐出して画像を形成した場合、２色重ね部分等の色境界でのにじみ（ブリーディング）や文字や細線の印字周辺部ににじみ（フェザリング）が改善される。

前処理ユニット４を通過した記録紙Ｐは、レジストローラ対８を経由して、ベルト搬送ユニット９へ搬送される。ベルト搬送ユニット９は、所定のタイミングにて駆動される駆動ローラ１０とテンションローラ１１と搬送ベルト１２によって構成されている。搬送ベルト１２は、無端状ベルトとなっている。ベルト搬送ユニット９による記録紙Ｐの保持は、静電吸着、空気吸引による吸着等による手段や、その他の公知の手段を用いることができる。記録紙Ｐは、ベルト搬送ユニット９に搬送されて、記録ヘッドユニット１３下を通過して、画像が形成される。記録ヘッドユニット１３は、液滴を吐出する複数のノズル（図示せず）を記録紙幅相当分の長さに配列したノズル列を有するライン型液体吐出ヘッドから構成されている。記録ヘッドユニット１３は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の記録ヘッド１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋを備えている。なお、シリアル型画像形成装置として記録ヘッドをキャリッジに搭載する構成とすることもできる。また、記録ヘッド１３ｙ、１３ｍ、１３ｃ、１３ｋの性能を維持回復するため、維持回復ユニット１４が備えられている。維持回復ユニット１４は各色の維持回復機構、１４ｙ、１４ｍ、１４ｃ、１４ｋを備えている。一定時間に装置が使用されなかった場合、ガイド板１５が上昇し、記録ヘッドユニット１３は維持回復ユニット１４へ移動し、記録ヘッドユニット１３は性能を維持回復される。記録ヘッドユニット１３には、環境検知センサ１５が設けられ、該環境検知センサ１５によって装置内の温度・湿度情報が取得される。

本実施形態のインクジェット方式のプリンタでは、維持回復ユニット１４の記録紙搬送方向下流側にデカーラユニット３０として構成されるカール矯正装置が配置されている。また、記録ヘッドユニット１３で画像を形成した記録紙Ｐ上には未乾燥インクが付着しており、この未乾燥インクを乾燥するために、デカーラユニット３０までの間に、ヒータや温風などの乾燥機構（図示せず）を設けることもできる。

デカーラユニット３０を通過した記録紙Ｐは、そのまま排紙の場合、分離爪１６によって、搬送経路１７を経て、そのまま排紙ローラ対１８へ搬送されて排紙される。反転排紙もしくは裏面を印字する場合は、分離爪１６から、搬送経路１９を通過し、分離爪２０を経て、たたきコロ２１へ送られる。たたきコロ２１に送られた記録紙Ｐは、たたきコロ２１によって、逆向きに搬送され、分離爪２０を経て、両面反転ローラ２３に送られる。そのまま反転排紙の際は、両面反転ローラ２２は反時計回りに回転して、記録紙Ｐは搬送経路２４を通過して、排紙ローラ対１８へ送られて排紙される。裏面を印字する際には、両面反転ローラ２３は時計周りに回転して、搬送経路２５を通過して、前処理ユニット４へ送られる。

上記デカーラユニット３０は、図２に示すように、搬送ローラ３１と該搬送ローラ３１に当接される上流矯正ローラ３２及び下流矯正ローラ３３とを有している。画像形成によって下カールした記録紙Ｐは、搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２とに挟持され、さらに搬送ローラ３１と下流矯正ローラ３３とに挟持されることで、搬送ローラ３１の周面に沿って逆カール方向に屈曲されながら搬送されることによりデカールされる。なお、本実施形態のデカールユニット３０は図３に示すように、搬送ローラ３１は円筒状のローラであるが、上流矯正ローラ３２及び下流矯正ローラ３３は互いに近い方が、搬送抵抗が小さく、厚紙も通しやすくなるので、互いに触れ合わないようなコロで形成されている。なお、上流矯正ローラ３２及び下流矯正ローラ３３のコロ部分は弾性部材から構成されているものが好ましい。

上記搬送ローラ３１は、下流矯正ローラ３３と上流矯正ローラ３２より小径のローラを用いることが好ましい。搬送ローラ３１に大径のローラを用いると、矯正できるデカール量が小さくなってしまう。そして大きなデカール量を得るために、上流矯正ローラ３２と下流矯正ローラ３３を大きく離さなくてはならなくなり、上流矯正ローラ３２と搬送ローラ３１のニップ間から下流矯正ローラ３３と搬送ローラ３１のニップ間への記録紙の搬送が非常に困難になる。搬送ローラ３１が小径ローラであれば、元々のデカール量が大きく、デカール量を増加させようとしても、上流矯正ローラ３２と下流矯正ローラ３３を大きく離さなくてすみ、搬送性が安定する。

ところで、記録紙Ｐに形成されるカールの大きさは設置環境（温度と湿度）、記録紙の紙厚、インク付着量によってよって変化し、一定ではない。すなわち、カール量は低温で低湿で、紙厚が薄く、多量のインクを付着されるベタ画像であるとき、大きくなるため、デカーラユニット３０が矯正するデカール量もカール量に応じて可変させる必要がある。

そこで、本実施形態のデカーラユニット３０は搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２とが位置固定のローラで構成されているとともに、両ローラのニップの接線がデカーラユニット３０に搬送されてくる記録紙Ｐの搬送方向と略同一方向に設定されている。したがって、デカーラユニット３０は搬送ローラ３１のニップには例え記録紙が厚紙であっても挟持し易く、搬送不良の発生を抑えている。

搬送ローラ３１と下流矯正ローラ３３は、図３に示すように軸の両側にて連結部材２６を介して繋がっている。すなわち、搬送ローラ３１と下流矯正ローラ３３の回転軸が連結部材２６に軸支されている。そして、連結部材２６の下流矯正ローラ３３側端部はステッピングモータ２８によって回転される回転調整部材２７上に当接されている。したがって、図２の実線で示す状態においてステッピングモータ２８の駆動によって回転調整部材２７が反時計方向に回動されると、下流矯正ローラ３３は点線で示すように、連結部材２６を介して搬送ローラ３１の回転軸３１ａを中心として時計方向に回動される。かかる構成により下流矯正ローラ３３は搬送ローラ３１の回転軸３１ａを中心に該ローラ３１と周面を接したまま回動することができる。すなわち、搬送ローラ３１と下流矯正ローラ３３のニップ位置を自由に変更することができる。

このように構成されたデカーラユニット３０は、搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２が位置固定で、両ローラのニップの接線がデカーラユニット３０に搬送されてくる記録紙Ｐの搬送方向と略同一方向に設定されている。どんな記録紙であっても略確実に挟持搬送することができるとともに、搬送ローラ３１の径を小さくしてデカール量を多く取ることができる。他方、下流矯正ローラ３３は搬送ローラ３１に対してニップ位置を任意に変えられるのでデカーラユニット３０のデカール量を適宜設定することができる。すなわち、下流矯正ローラ３３を作動して設置位置を選択することにより、図４に示す最小デカール量の位置と図５に示す最大デカール量の位置との間においてデカール量に合わせて設置位置を決められる。ここでいう図４に示す位置では上流矯正ローラ３２と下流矯正ローラ３３とが最も近づけたデカール量を最も小さくした状態であり、下流矯正ローラ３３が上流矯正ローラ３２の回転軸３２ａに僅かに離れた状態にある。したがって、状態であり、搬送抵抗も非常に小さく、安定して記録紙Ｐを搬送することができる。また、図５に示す位置では下流矯正ローラ３３が上流矯正ローラ３２に最も遠い状態であり、下流矯正ローラ３３の中心が搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２の第三のローラからなるニップの接線より僅かに下側となる状態でデカーラユニット３０による記録紙Ｐを屈曲させる経路が最長となり、デカール量を最も大きくした状態である。

ところで、インクの付着でカールが発生し易いインクジェット方式の画像形成装置であっても、印字画像によっては殆んどインクが付着されず、したがって記録紙がカールしない場合がある。このようなカールのない記録紙Ｐがデカーラユニット３０を通過した場合、逆カール方向にクセ付けされて逆カールをしてしまう。そこで、本実施形態のデカーラユニット３０は図６に示すように、下流矯正ローラ３３の全体が搬送経路より上方の退避位置に移動する。退避位置の下流矯正ローラ３３は搬送ローラ３１とのニップを記録紙Ｐが通過することがなく、デカーラユニット３０は搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２による搬送ローラユニットとなる。したがって、記録紙Ｐはデカールされずにデカーラユニット３０を通過する。

また、図６の実施形態では搬送ローラ３１に図７に明示するような周面に多数の針部を備えた拍車ローラを用いている。搬送ローラ３１は、記録紙とインク付着面に当接するので、図示するような拍車ローラを用いることで印字面との接触面積が小さくなり、搬送ローラ３１へのインクの付着量が減る。したがって、搬送ローラ３１に付着したインクが記録紙に再転写する等の問題を抑えることができる。なお、搬送ローラ３１は拍車ローラでなくとも周面にガラスビーズ等の微粒子をコーティングするか、ローレット加工して印字面との接触面積を小さくしても良い。また、搬送ローラ３１は未乾燥インクが付着しにくくするため、周面に撥水コーティングを施すことがより好ましい。

さらにまた、搬送ローラ３１にインクが付着して再転写する等の問題を抑えるため、図６に示すように、搬送ローラ３１に当接するクリーニング部材としてのクリーニングローラ３４を設けても良い。クリーニング部材はクリーニングローラに限らず、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどであっても良い。このクリーニングローラ３４は、位置固定で配置してもよいが、本例では移動手段を介して搬送ローラ３１に接離する方向に移動可能とし、適宜タイミング、例えば通紙毎に搬送ローラ３１に接し、クリーニングするように構成している。さらに、クリーニングローラ３４が搬送ローラ３１に接する位置では下流矯正ローラ３３を上記した退避位置に移動すると、下流矯正ローラ３３のクリーニングも同時に行うことができる。さらにまた、位置固定で配置している上流矯正ローラ３２も下流矯正ローラ３３と同様に、かつ下流矯正ローラ３３と対称に移動できるように構成し、クリーニングロー３４に接するようにしても良い。

図８は、デカーラユニット３０によるデカール方法を示すフローチャートである。
本実施形態の画像形成装置は、画像形成を終えた記録紙に生ずるカールの大きさを検知して大きさに適したデカール作業を行うものである。そのため、下流矯正ローラ３３のホームポジションを設定し、カールの大きさによって該ホームポジションからの下流矯正ローラ３３の位置を決定するように構成するものである。

本例では図６に示す退避位置をホームポジションとし、図５に示すデカール時における下流矯正ローラ３３が上流矯正ローラ３２に最も遠い位置をデカール最大位置、図４に示すデカール時における下流矯正ローラ３３が上流矯正ローラ３２に最も近い位置をデカール最小位置、そして図示していないがデカール最大位置とデカール最小位置の間に、デカール大位置、デカール中位置、デカール小位置の３つの位置を設定している。すなわち、下流矯正ローラ３３の位置を、デカール最大位置、デカール大位置、デカール中位置、デカール小位置、デカール最小位置の５つの位置に設定している。

ところで、記録紙に形成されるカール量は気温・湿度の環境、記録紙の厚み、インク付着量によって変化し、低温で低湿で、紙厚が薄く、多量のインクを付着されるベタ画像であるとカールが大きくなる。
そこで、図８の制御フローではこれら３つのファクターから最大カール量Ｃｍａｘを算出する（ステップ１）。そして、最大カール量Ｃｍａｘのレベルを大きい順にＣ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０の５段階に分け、算出した最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ４より大きいか否かを判断し（ステップ２）、大きいければ下流矯正ローラ３３を、ステッピングモータ２８を作動してホームポジションから回転調整部材２７を介して図５に示すデカール最大位置に移動して記録紙を通過する。なお、通過後の下流矯正ローラ３３はホームポジションに戻される。

また、最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ４より小さいときは、算出した最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ３より大きいか否かを判断する（ステップ３）。最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ３より大きいければ下流矯正ローラ３３をデカール大位置に移動し、記録紙を通過する。

最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ３より小さいときは、算出した最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ２より大きいか否かを判断する（ステップ４）。最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ２より大きいければ下流矯正ローラ３３をデカール中位置に移動し、記録紙を通過する。

最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ２より小さいときは、算出した最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ１より大きいか否かを判断する（ステップ５）。最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ１より大きいければ下流矯正ローラ３３をデカール小位置に移動し、記録紙を通過する。

最大カール量ＣｍａｘがレベルＣ１より小さいときは、算出した最大カール量Ｃｍａｘが０とレベルＣ１の間かがを判断する（ステップ６）。最大カール量Ｃｍａｘが０とレベルＣ１の間であれば下流矯正ローラ３３を図４に示すデカール最小位置に移動し、記録紙を通過する。

最大カール量がＣ０ときは、記録紙をデカーラユニット通過させると、逆カールさせかねないので、下流矯正ローラ３３の全体が搬送経路より上方の退避位置に移動する。退避位置の下流矯正ローラ３３は搬送ローラ３１とのニップを記録紙Ｐが通過することがなく、デカーラユニット３０は搬送ローラ３１と上流矯正ローラ３２による搬送ローラユニットとなる。したがって、記録紙Ｐはデカールされずにデカーラユニット３０を通過するので、逆カールの発生を防ぐことができる。

かかる制御では最大カール量Ｃｍａｘのレベルを５段階に分けたが、段階数は任意に設定することがで、その場合設定した段階数に応じて下流矯正ローラ３３の移動位置を決めればよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変することができる。
例えば、上記実施形態では搬送ローラ３１と両矯正ローラ３２、３３を互いに当接させているが、搬送ローラ３１に対する両矯正ローラ３２、３３は当接させずに僅かなギャップ設けてよい。ギャップを設けることによって、搬送ローラ３１に付着したインクが下流矯正ローラ３３と上流矯正ローラ３２に付着しなくなるので、記録紙裏面汚れを防ぐことができる。しかも、僅かなギャップでならば、デカール効果の後退も殆んど見られずに済む。

また、上記実施の形態では画像形成装置としてインクジェット方式のプリンタで説明したが、他の方式、例えば電子写真方式のものでもよく、さらにはプリンタのみに限られず、複写機、ファクシミリ、これらの機能を複数有する複合機等にも適用することができるが、本発明は大きなカールが生じやすい機器に最も適しているといえる。

２６ 連結部材
２７ 回転調整部材
２８ ステッピングモータ
３０ デカーラユニット
３１ 搬送ローラ
３２ 上流矯正ローラ
３３ 下流矯正ローラ
３４ クリーニングローラ

特開２００９−２１４９７５号公報 特開２００９−１３２５２２号公報

Claims (6)

1. 画像が記録された記録紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラの周面に当接する２本の矯正ローラとを有するカール矯正装置において、
   前記２本の矯正ローラ中、記録紙搬送方向下流側の下流矯正ローラが、前記搬送ローラの回転軸を中心として公転可能であることを特徴とするカール矯正装置。
2. 請求項１に記載のカール矯正装置において、前記２本の矯正ローラ中、上流矯正ローラは位置固定であり、該上流矯正ローラにおける前記搬送ローラとの接点の接線方向が当該装置に搬送される記録紙搬送方向に略同一の方向であることを特徴とするカール矯正装置。
3. 請求項１または２に記載のカール矯正装置において、前記下流矯正ローラは前記上流矯正ローラにおける前記搬送ローラとの接点の接線よりも前記搬送ローラ側となる位置まで移動可能であることを特徴とするカール矯正装置。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載のカール矯正装置において、前記搬送ローラに周面に多数の針を有する拍車を用いることを特徴とするカール矯正装置。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載のカール矯正装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、記録紙にインクを吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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