JP2017114636A - 用紙カール（ｃｕｒｌ）矯正装置および用紙カール矯正装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、一対のローラーが移動しなくてもよく、また一対のローラーで両方向のカールの矯正ができる、より簡易な構成で用紙のカールを矯正するカール矯正装置を提供する。【解決手段】軟質ローラーと、前記軟質ローラーよりも硬度が高い硬質ローラーと、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも上流に配置される上流側搬送路と、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも下流に配置される下流側搬送路と、一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーは、上側及び下側のカール矯正時に同位置に配置されることを特徴とする、カール矯正装置。【選択図】図２

Description

本発明は用紙カール矯正装置および用紙カール矯正装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置では、用紙に画像が定着される過程において、加温および加圧されることによって、用紙が反り返る（カールが発生する）ことがある。このように用紙にカールが発生した場合、画像形成装置の排出部に排紙された用紙の収容性が悪化することとなる。

このような用紙のカールを防止するため、画像形成装置では、画像形成装置に設置されるカール矯正装置において、画像形成された用紙に対してカールの矯正が行われる場合がある。

特許文献１から８には、上述した用紙のカールの矯正を行うカール矯正装置が開示されている。特に特許文献１から５には、用紙のカールを矯正するために、ローラー（ｒｏｌｌｅｒ）対の方向が変わるカール矯正装置が開示されている。より詳細に説明すると、搬送されてくる用紙のカールの方向に応じて、ローラー自体がまたはローラーを保持する矯正ユニット（ｕｎｉｔ）が移動、または回転して方向を変えることが開示されている。

また特許文献６および７には、用紙のカールを矯正するために、複数対（２対以上）のローラー対を有するカール矯正装置が開示されている。また特許文献８には、用紙のカールを矯正するために、複数対のローラーを有し、かつローラーが可動であるカール矯正装置が開示されている。

特開２００４−２６４１９号公報 特開２０１１−２１９２７０号公報 特開２０１４−１２２１０１号公報 特開２０１４−１９３７５４号公報 特開２０１１−１２３１７９号公報 特開平１０−７７１５２号公報 特開２０００−１９８６０３号公報 特開２００９−２９２５９７号公報

特許文献１から５に開示されたようなカール矯正装置では、上カールまたは下カールした用紙を矯正するために、カールの方向に応じて、ローラーまたはローラーを保持する矯正ユニットが移動、回転するため、カール矯正装置の構成が複雑になってしまう。また特許文献６および７に開示されたようなカール矯正装置では、ローラー対が複数必要であり、カール矯正装置を構成する部品点数が多くなってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、ローラーが移動しなくてもよく、また一対のローラーで両方向のカールの矯正ができる、より簡易な構成で用紙のカールを矯正する、新規かつ改良されたカール矯正装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、軟質ローラーと、前記軟質ローラーよりも硬度が高い硬質ローラーと、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも上流に配置される上流側搬送路と、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも下流に配置される下流側搬送路と、を備え、用紙の第１の面が凸となっている第１の状態および用紙の第１の面が凹となっている第２の状態のカール矯正時に、一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーは、同位置に配置されることを特徴とする、カール矯正装置が提供される。

上記構成からすれば、下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、ローラーが移動しなくてもよい。よってカール矯正装置を構成する部品点数が少なくて済み、またカールを矯正するときにローラーは移動しないので、複雑な構成が必要とされない。

また、前記上流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の上流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の上流側搬送路と、を有し、前記下流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の下流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の下流側搬送路と、を有するように構成されてもよい。

上記構成からすれば、上カール用の搬送路と下カール用の搬送路がそれぞれ備えられ、これらの搬送路によって、硬質ローラーと軟質ローラーに導かれるので、ローラーはカール矯正時に移動しなくてもよい。

また、カール方向検知部と、搬送路切替部と、をさらに備え、前記搬送路切替部は、前記カール方向検知部が検知するカール方向に基づいて、用紙を前記第１の上流側搬送路に搬送するか、前記第２の上流側搬送路に搬送するかを切り替えてもよい。

上記構成からすれば、搬送路切替部が用紙のカール方向に応じて、上カール用の搬送路と下カール用の搬送路を切り替えるので、ローラーはカール矯正時に移動しなくてもよい。

また、前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路と、前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路とは、カール矯正装置の入口および出口を結ぶ直線に対して反対側に設置されてもよい。

上記構成からすれば、用紙のカールの方向に応じて、適切な搬送路に用紙が搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口にフィルム（ｆｉｌｍ）部材を設けてもよい。

上記構成によれば、搬送路の出口に設けられたフィルムに沿って用紙がローラー対に導かれるので、用紙が搬送路上で引っ掛かることなく、円滑に用紙が搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路が形成する第１の合流頂点並びに前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路が形成する第２の合流頂点は、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーの接点よりも搬送路上流側に位置するように構成してもよい。

上記構成によれば、第１の合流頂点と第２の合流頂点がローラー対の接点よりも上流側にあることによって、用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対の間に導かれる。

また、前記第１の上流側搬送路の出口よりも前記第１の下流側搬送路の入口が大きく、前記第２の上流側搬送路の出口よりも前記第２の下流側搬送路の入口が大きくしてもよい。

上記構成によれば、カールした用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対の間を通過し、下流側の搬送路に搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口の延長線は、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点の近傍を通るように構成してもよい。

上記構成によれば、搬送路から搬送されてくる用紙は、軟質ローラーに最初に当たり、軟質ローラーの回転に導かれて軟質ローラーと硬質ローラーとの間に導かれるため、より確実にローラー対の間に用紙が導かれる。

また、前記一対の前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接線が、前記カール矯正装置入口における用紙搬送方向に対して略垂直であるように構成してもよい。

上記構成によれば、軟質ローラーおよび硬質ローラーに対して適切な方向から用紙が搬送される。

また、前記カール矯正装置の入口側に前記軟質ローラーを配置し、前記カール矯正装置の出口側に前記硬質ローラーを配置してもよい。

上記構成によれば、用紙が搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対に導かれる。

また、カールしていない用紙が前記カール矯正装置に搬送されるときに、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーが離間してもよい。

上記構成によれば、ローラー対は離間しているので、カールしていない用紙は、ローラー対によってカールをつけられることなく、ローラー対の間を通過することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、軟質ローラーと、前記軟質ローラーよりも硬度が高い硬質ローラーと、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも上流に配置される上流側搬送路と、用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも下流に配置される下流側搬送路と、を備え、用紙の第１の面が凸となっている第１の状態および用紙の第１の面が凹となっている第２の状態のカール矯正時に、一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーは、同位置に配置されることを特徴とする、カール矯正装置を備えた画像形成装置を提供する。

上記構成によれば、下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、ローラーが移動しなくてもよい。よってカール矯正装置を構成する部品点数が少なくて済み、またカールを矯正するときにローラーは移動しないので、複雑な構成が必要とされない。

また、前記上流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の上流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の上流側搬送路と、を有し、前記下流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の下流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の下流側搬送路と、を有してもよい。

上記構成からすれば、上カール用の搬送路と下カール用の搬送路がそれぞれ備えられ、これらの搬送路によって、硬質ローラーと軟質ローラーに導かれるので、ローラーはカール矯正時に移動しなくてもよい。

また前記カール矯正装置の入口側に前記軟質ローラーを配置し、前記カール矯正装置の出口側に前記硬質ローラーを配置してもよい。

上記構成によれば、用紙のカールの方向に応じて、適切な搬送路に用紙が搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路と、前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路とは、カール矯正装置の入口および出口を結ぶ直線に対して反対側に設置されるように構成されてもよい。

上記構成によれば、用紙のカールの方向に応じて、適切な搬送路に用紙が搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口にフィルム部材を設けてもよい。

上記構成によれば、搬送路の出口に設けられたフィルムに沿って用紙がローラー対に導かれるので、用紙が搬送路上で引っ掛かることなく、円滑に用紙が搬送される。

また、前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路が形成する第１の合流頂点並びに前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路が形成する第２の合流頂点は、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーの接点よりも搬送路上流側に位置するように構成されてもよい。

上記構成によれば、第１の合流頂点と第２の合流頂点がローラー対の接点よりも上流側にあることによって、用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対の間に導かれる。

また前記第１の上流側搬送路の出口よりも前記第１の下流側搬送路の入口が大きく、前記第２の上流側搬送路の出口よりも前記第２の下流側搬送路の入口が大きくてもよい。

上記構成によれば、カールした用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対の間を通過し、下流側の搬送路に搬送される。

また、前記一対の前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接線が、前記カール矯正装置入口における用紙搬送方向に対して略垂直であるように構成してもよい。

上記構成によれば、軟質ローラーおよび硬質ローラーに対して適切な方向から用紙が搬送される。

また、前記カール矯正装置の入口側に前記軟質ローラーを配置し、前記カール矯正装置の出口側に前記硬質ローラーを配置してもよい。

上記構成によれば、用紙が搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対に導かれる。

また、カールしていない用紙が前記カール矯正装置に搬送されるときに、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーが離間してもよい。

上記構成によれば、ローラー対は離間しているので、カールしていない用紙は、ローラー対によってカールをつけられることなく、ローラー対の間を通過することができる。

以上説明したように本発明によれば、カール矯正装置において、下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、ローラーが移動しなくてもよく、また一対のローラーで両方向のカールの矯正ができる、より簡易な構成で用紙のカールを矯正するカール矯正装置を提供できる。

本発明の実施形態のカール矯正装置を備えた画像形成装置の一例を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置の構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置のローラー対の周辺部分を拡大して示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置のローラー対の周辺部分を拡大して示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置において、下カールした用紙を矯正する動作の一例を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置において、上カールした用紙を矯正する動作の一例を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置において、カールしていない用紙が搬送されて来たときのローラー対の動作の一例を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置において、ローラー対を通過した後の用紙の挙動を示す図である。 本発明の実施形態のカール矯正装置と複数のローラー対を有するカール矯正装置との大きさの比較を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態による画像形成装置１００の構成の一例を説明する図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置１００は、カセット２００（ｃａｓｓｅｔｔｅ）と、制御部３００と、画像形成部４００と、画像定着部５００と、カール方向検知部６００と、カール矯正装置７００とを備えている。なお、画像形成装置１００は、プリンター（ｐｒｉｎｔｅｒ）機能と複写機能とを備えた複合機であってもよく、プリンター、複写機、ファクシミリ（ｆａｃｓｉｍｉｌｅ）装置であってもよい。

用紙を収納するカセット２００はＡ４、Ｂ４などの用紙の大きさごとに複数設けられてもよい。また画像形成部４００には、図示しない複数色のトナー（ｔｏｎｅｒ）や感光体ドラム（ｄｒｕｍ）など、用紙に画像を転写するために必要な部材が備えられている。またカール方向検知部６００は、例えばフォトインタラプター（ｐｈｏｔｏ ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ）、超音波センサ（ｓｅｎｓｏｒ）、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ＭＯＳ）に代表される機械式および光学式センサなどが使用される。

図１を用いて、画像形成装置１００の動作例を説明する。制御部３００が動作指示を行うと、カセット２００から用紙が取得され、取得された用紙は画像形成部４００に搬送される。

画像形成部４００では、レーザビーム（ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いて、光が帯電した感光体ドラムに照射され、印刷される画像データ（ｄａｔａ）である潜在画像が感光体ドラムに形成される。光が照射された部分の電荷は落ち、その他の帯電している部分にトナーが付着する。

トナーが付着した感光体ドラムの回転に伴って用紙が搬送されると、感光体ドラムが帯電している電荷とは逆の電荷を、用紙の裏面からかけることなどによって、用紙にトナーが付着し、用紙に画像が形成される。

画像が形成された用紙は、画像形成部４００から画像定着部５００に搬送される。画像定着部５００では、加圧ローラー５０２と定着ローラー５０４の間にトナーが付着した用紙が搬送される。また、トナーが付着した用紙には図示しないヒーター（ｈｅａｔｅｒ）などを用いて、熱が加えられる。ここでトナーが付着した用紙は、ヒーターによって熱を加えられながら、また加圧ローラー５０２によって圧力を加えられながら、定着ローラー５０４と加圧ローラー５０２の間を通過する。これによって、用紙には画像が定着される。このときに画像が定着される用紙には、上述したように画像定着時に圧力と熱が加えられるため、カールが発生することがある。

画像定着部５００を通過し、画像が定着された用紙は、次にカール方向検知部６００に搬送される。ここでカールが発生している方向が検知され、検知されたカールの方向に応じて、後に詳細に説明されるカール矯正装置７００によってカールが矯正される。カール矯正装置７００によってカールが矯正された用紙は、画像形成装置１００から排出される。

＜２．本発明の実施形態に係るカール矯正装置の構成＞
ここまでは画像形成装置１００の構成が説明された。本発明は画像形成装置１００のカール矯正装置７００に関するので、以下ではカール矯正装置７００について詳細に説明される。図２および図３は、本実施形態のカール矯正装置７００の構成を示す図である。本実施形態のカール矯正装置７００は、カール矯正装置入口７０２と、搬送路切替部７０４と、上流側下カール用搬送路７０６と、上流側上カール用搬送路７０８と、軟質ローラー７１０と、用紙をローラーに導くためのフィルム７１２と、第１の合流頂点７１４ａと、第２の合流頂点７１４ｂと、硬質ローラー７１６と、下流側上カール用搬送路７１８と、下流側下カール用搬送路７２０と、カール矯正装置出口７２２と、から成る。

なお、本明細書では図２で示す用紙の上側の面Ｓが凸となっている（用紙の先端が下がっている）状態は下カール、上側の面Ｓが凹となっている（用紙の先端が上がっている）状態は上カールと説明される。また、特許請求の範囲における第１の状態とは、用紙の上側の面Ｓが凸となっている状態である、下カールに対応する。また、特許請求の範囲における第２の状態とは、用紙の上側の面Ｓが凹となっている状態である、上カールに対応する。

図２に示すように、搬送路切替部７０４はカール矯正装置入口７０２に設置され、用紙のカールの方向に応じて用紙が反される方向を、上流側下カール用搬送路７０６と上流側上カール用搬送路７０８とに切り替える。また軟質ローラー７１０および硬質ローラー７１６は、上流側搬送路（上流側下カール用搬送路７０６および上流側上カール用搬送路７０８）と下流側搬送路（下流側上カール用搬送路７１８および下流側下カール用搬送路７２０）との間に設置される。また軟質ローラー７１０はカール矯正装置の入口７０２側に配置され、硬質ローラー７１６はカール矯正装置の出口７２２側に配置される。また上流側下カール用搬送路７０６と下流側上カール用搬送路７１８とは、カール矯正装置入口７０２および出口７２２を結ぶ直線に対して、上側に設置される。また上流側上カール用搬送路７０８と下流側下カール用搬送路７２０とは、カール矯正装置入口７０２および出口７２２を結ぶ線に対して、下側に設置される。つまり上流側下カール用搬送路７０６と下流側上カール用搬送路７１８と、上流側上カール用搬送路７０８と下流側下カール用搬送路７２０とは、カール矯正装置入口７０２および出口７２２を結ぶ直線に対して、反対側に設置される。

また上流側搬送路の出口または下流側搬送路の入口は、搬送されてくる用紙がローラー対の間に導かれやすいように、ローラー対に向かうように構成された曲線を含むように構成されている。搬送路がこのように構成されることによって、ローラー対の間に適切に用紙が搬送される。またこの曲線は、上流側下カール用搬送路７０６と上流側上カール用搬送路７０８において、入口よりも出口のほうが曲率が大きくなるように構成されてもよい。同様に、下流側上カール用搬送路７１８と下流側下カール用搬送路７２０において、出口よりも入口のほうが曲率が大きくなるように構成されてもよい。また各搬送路は、一部に直線を含んでもよい。

また、上流側下カール用搬送路７０６および上流側上カール用搬送路７０８の出口には、用紙をローラーに導くためのフィルム７１２が設置される。フィルム７１２は、上流側搬送路の出口において、軟質ローラー７１０と上流側搬送路の内壁との間（クリアランス（ｃｌｅａｒａｎｃｅ））を塞ぐように設置される。これによって、クリアランスに用紙が巻き込まれることなく、用紙はスムーズ（ｓｍｏｏｔｈ）にローラー対に導かれる。

また本実施形態のカール矯正装置７００において、上流側搬送路の出口の幅よりも下流側搬送路の入口の幅のほうが大きくなっている。このように搬送路を形成することによって、カールした用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、ローラー対の間を通過し、下流側の搬送路に搬送される。

また、図２において示される２点鎖線は、軟質ローラー７１０の表面と硬質ローラー７１６の表面とがちょうど接するときにおける接点における接線である。つまりこれは、硬質ローラー７１６の中心と軟質ローラー７１０の中心との距離が、硬質ローラー７１６の半径と軟質ローラー７１０の半径の和と等しいときの状態である。なお特許請求の範囲における、軟質ローラー７１０および硬質ローラー７１６の接点は、この状態における接点に対応する。

また特許請求の範囲における、第１の上流側搬送路は上流側下カール用搬送路７０６に対応し、第２の上流側搬送路は上流側上カール用搬送路７０８に対応し、第１の下流側搬送路は下流側下カール用搬送路７２０に対応し、第２の下流側搬送路は下流側上カール用搬送路７１８に対応する。

また、上流側下カール用搬送路７０６と下流側上カール用搬送路７１８が形成する第１の合流頂点７１４ａおよび上流側上カール用搬送路７０８と下流側下カール用搬送路７２０が形成する第２の合流頂点７１４ｂは、上述した接線よりも上流側となるように構成される。このように第１の合流頂点ａおよび第２の合流頂点７１４ｂがローラー対の接線よりも上流側となるように構成されることによって、用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、円滑にローラー対の間に導かれる。またカール矯正装置入口７０２における用紙の搬送方向は、この接線に対して垂直となるように構成されることが好ましいが、カール矯正装置入口７０２における用紙搬送方向は、接線に略垂直な方向であってもよい。略垂直な方向の一例として、カール矯正装置入口７０２における用紙搬送方向は、接線に垂直な方向に対して±５°程度傾いた方向であってもよい。このようにカール矯正装置入口７０２における用紙の搬送方向を構成することによって、ローラー対に対して適切な方向から用紙が搬送されることができる。

構成部材について、硬質ローラー７１６の直径は１０ｍｍであり、素材はＳＵＭ（快削鋼）であることが好ましい。また、軟質ローラー７１０の直径は１６ｍｍであり、素材は発泡シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）であることが好ましい。なお軟質ローラー７１０は、搬送されてくる用紙が高温である場合、ゴムや樹脂等で表面を被覆されてもよい。これは、上述したように用紙が定着部において熱をくわえられ、用紙が高温になる可能性があるからである。また硬質ローラー７１６は、軟質ローラー７１０から遠ざかるまたは軟質ローラー７１０に接近するように左右に移動できる。また、搬送路の出口および入り口付近以外の搬送路の幅は３ｍｍである。

図３は、本実施形態のカール矯正装置７００のローラー対の周辺部を拡大して示す図である。図３で示すように、上流側下カール用搬送路７０６の出口の内壁の延長線が、軟質ローラー７１０の表面と硬質ローラー７１６の表面とがちょうど接するときの接点Ｐ１を通るように上流側下カール用搬送路７０６は形成されることが好ましい。しかし、上流側下カール用搬送路７０６の出口の内壁の延長線は、接点Ｐ１の近傍Ｌを通るように、上流側下カール用搬送路７０６は形成されてもよい。また同様に、上流側上カール用搬送路７０８の出口の内壁の延長線は、接点Ｐ１または接点Ｐ１の近傍Ｌを通るように上流側上カール用搬送路７０８は形成されてもよい。なお上記した近傍Ｌの一例は、軟質ローラー７１０の中心と硬質ローラー７１６の中心を結んだ線に対して垂直な方向に±１ｍｍ広がった領域であってもよい。このように上流側搬送路の出口が接点Ｐ１の近傍Ｌを通るように形成されることによって、搬送路から搬送されてくる用紙は、軟質ローラー７１０に最初に当たり、軟質ローラー７１０の回転に導かれて軟質ローラー７１０と硬質ローラー７１６との間に導かれるため、より確実にローラー対の間に用紙が導かれる。

このように上流側下カール用搬送路７０６と上流側上カール用搬送路７０８の出口が形成されることによって、搬送路から搬送されてくる用紙は、軟質ローラー７１０に最初に当たる。これによって用紙は、軟質ローラー７１０の回転に導かれて軟質ローラー７１０と硬質ローラー７１６との間に導かれるため、より確実にローラー対の間に用紙が導かれる。

図４は、硬質ローラー７１６が右側に移動し、軟質ローラー７１０の一部に硬質ローラー７１６が押し込められている状態を示す図である。本実施形態のカール矯正装置７００では、この状態のローラー対の間をカールした用紙が通過することによって、用紙のカールが矯正される。以下ではこの状態は硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０がニップ（ｎｉｐ）している、と説明される。ここで図４の２点鎖線は、軟質ローラー７１０に押し込まれている硬質ローラー７１６の面において、最も軟質ローラー７１０に押し込まれている硬質ローラー７１６の頂点Ｐ２における接線である、ニップ接線を示す。また、硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に押し込まれるニップ押込み量は、後述するように１．５ｍｍが好ましい。

また前述した上流側下カール用搬送路７０６と下流側上カール用搬送路７１８が形成する第１の合流頂点７１４ａおよび上流側上カール用搬送路７０８と下流側下カール用搬送路７２０が形成する第２の合流頂点７１４ｂは、このニップ接線よりも上流側となるように構成される。このように第１の合流頂点７１４ａと第２の合流頂点ｂがニップ接線よりも上流側となるように構成されることによって、用紙が搬送路上で引っ掛かることなく、円滑にローラー対の間に導かれる。

なお、上述したように本実施形態のカール矯正装置７００の硬質ローラー７１６の直径は１０ｍｍであり、軟質ローラー７１０の直径は１６ｍｍである。このように硬質ローラー７１６の直径に対して軟質ローラー７１０の直径を大きくすることによって、硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に押し込まれる量を調整できる幅が大きくなる。これによってカールの矯正量は、硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に押し込まれる量によって調節されてもよい。

＜３．本発明の実施形態に係るカール矯正装置の動作例＞
上記ではカール矯正装置７００の構成が説明されたが、以下ではカール矯正装置７００の動作例が説明される。図５から図８は、本発明の実施形態に係るカール矯正装置７００の動作例を示す図である。図５は、用紙の上面Ｓが凸状態になっている用紙、つまり下カールした用紙が搬送されてきたときの本実施形態のカール矯正装置７００の動作を示す図である。

上述したように画像定着部５００において、用紙には圧力と熱が加えられることによって、カールが発生する。カールが発生した用紙はカール方向検知部６００でカールの方向が検知される。カール方向検知部６００が下カールした用紙を検出すると、制御部３００は図５で示すように用紙が上流側下カール用搬送路７０６に搬送されるように搬送路切替部７０４を切り替える。下カールした用紙は、上流側下カール用搬送路７０６を通過し、上流側下カール用搬送路７０６の出口に設けられたフィルム７１２に沿って、ローラー対の間に導かれる。このように、搬送路の出口に設けられたフィルム７１２に沿って用紙がローラー対に導かれることによって、用紙は搬送路上で引っ掛かることなく、円滑に搬送される。

ここで硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に押し込まれることによって、軟質ローラー７１０の一部は硬質ローラー７１６の形状に沿ってへこむ。この硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０との間（ニップ部）を用紙が通過するとき、用紙には用紙の下カールが矯正される方向に圧力がかかる。これによって図５では下カールしていた用紙のカールが矯正されて下流側下カール用搬送路７２０に用紙が搬送される。

なお、制御部３００は用紙を搬送するために軟質ローラー７１０を回転させてもよく、このとき硬質ローラー７１６は軟質ローラー７１０の回転に従動してもよい。また逆に、制御部３００は硬質ローラー７１６を回転させ、軟質ローラー７１０は硬質ローラー７１６の回転に従動してもよい。また、制御部３００は軟質ローラー７１０と硬質ローラー７１６を共に回転させてもよい。なお、制御部３００は、上カールした用紙を矯正するときのローラーの回転方向と、後述する下カールした用紙を矯正するときのローラーの回転方向とが、逆方向となるようにローラーを回転させる。

次に図６は、用紙の上面Ｓが凹状態になっている用紙、つまり上カールした用紙が搬送されてきたときの本実施形態のカール矯正装置７００の動作を示す図である。

カール方向検知部６００が上カールした用紙を検出すると、制御部３００は図６で示すように用紙が上流側上カール用搬送路７０８に搬送されるように搬送路切替部７０４を切り替える。上カールした用紙は、上流側上カール用搬送路７０８を通過し、上流側上カール用搬送路７０８の出口に設けられたフィルム７１２に沿って、ローラー対に導かれる。

上カールした用紙がニップ部を通過するとき、用紙には用紙の上カールが矯正される方向に圧力がかかる。これによって図６では上カールしていた用紙のカールが矯正されて下流側上カール用搬送路７１８に搬送される。

図７は、カールが発生していない用紙が搬送されてきたときの本実施形態のカール矯正装置７００の動作を示す図である。

カール方向検知部６００が用紙がカールしていないことが検出されると、制御部３００は搬送路切替部７０４を図７で示すように用紙が上流側下カール用搬送路７０６に搬送されるように切り替える。また制御部３００は並行して、硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０から遠ざけ、軟質ローラー７１０から離間させる。

カールが発生していない用紙は、上流側下カール用搬送路７０６を通過し、上流側下カール用搬送路７０６の出口に設けられたフィルム７１２に沿って、ローラー対に導かれる。ここで硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０は離間しているため、用紙はローラー対によってカールをつけられることなく、ローラー対の間を通過する。ローラー対の間を通過した用紙は、下流側下カール用搬送路７２０に搬送される。なお上述した例では、用紙にカールが発生していない場合、用紙は上流側下カール用搬送路７０６に搬送されたが、上流側上カール用搬送路７０８に搬送されてもよい。つまり、用紙にカールが発生していない場合、用紙はどちらの搬送路に搬送されてもよい。

図８は、ローラー対を通過した後の上カールした用紙の挙動を示す図である。図８の実線の矢印は、硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に押し込まれたときに、硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０とが接触する上端の点Ｐ３における硬質ローラー７１６の接線である。また、図８において２点鎖線で示されるＬ１およびＬ２は、±１５ｍｍのカールが発生している用紙が、ローラー対を通過したときの用紙の挙動を表す。

図８で示すように、本実施形態のカール矯正装置７００において、ローラー対を通過した後にカールが残る場合であっても、用紙は引っ掛かることなく下流側の搬送路に導かれる。これは上述したように、上流側搬送路の出口の幅よりも下流側搬送路の入口の幅のほうが大きくなっていることによって、より確実に達成される。

ここまで本実施形態の動作について説明されたが、図５および図６を用いて上述したように、用紙のカールの方向に応じて、適切な搬送路に用紙が搬送され、カールの方向に適した方向からローラー対に用紙が搬送される。また下カールおよび上カールした用紙が矯正されるとき、本実施形態のカール矯正装置７００のローラー対は同位置に配置される。つまり、硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０とが移動することなしに、下カールおよび上カールした用紙の両方が矯正される。また本実施形態のカール矯正装置７００において、一対のローラーのみを用いて、下カールおよび上カールした用紙の両方が矯正される。

これによって、本実施形態のカール矯正装置７００は、一対のローラー対で両方の方向のカールを矯正することができる。また下カールした用紙を矯正する場合と、上カールした用紙を矯正する場合とに応じて、制御部３００はローラーを移動させずに両方の方向のカールを矯正できる。よって本実施形態のカール矯正装置７００を構成する部品点数は少なくて済み、またカールを矯正するときにローラーは移動しないので、より簡易な構成でカール矯正装置７００を構成することができる。

なお、本実施形態のカール矯正装置７００においても、カールが矯正される場合と、カールが矯正されない場合とに応じて、硬質ローラー７１６が移動するが、この移動は単純な直線的な移動でよい。またカールが矯正されるときのローラーの位置は同位置であるので、その移動頻度は少なくてよい。

＜４．実験結果＞
ここまでは本実施形態のカール矯正装置７００の構成及び動作について説明されたが、以下は、本実施形態におけるカール矯正装置７００を用いた実験結果を示す。表１は、硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０に押し込む量であるニップ押込み量と、カール矯正装置７００によって矯正される各用紙(再生薄紙、普通紙、厚紙)のカール矯正量との関係を示す。なお、本実験では、画像定着部５００において発生する可能性がある最大のカール量を±２５ｍｍとした。また、この最大のカール量に対して、目標とするカール量を±１２．５ｍｍとした。この目標カール量の用紙であれば、搬送路上において用紙が引っ掛かることなく搬送されることが可能である。またこの目標カール量の用紙であれば、画像形成装置１００の排出部に排紙されたときの用紙の収容性も悪くならない。

表１の実験結果について説明すると、上述したように本実験においては±２５ｍｍのカールを持った用紙が搬送されてくることを前提としている。よって、カール矯正量が１２．５ｍｍ以上であれば、目標とするカール矯正量±１２．５ｍｍは達成されることとなる。

表１からわかるように、目標とするカール量（±１２．５ｍｍ）は、ニップ押し込み量が１．５ｍｍであるときに、すべての用紙(再生薄紙、普通紙、厚紙)で達成される。よって上述したように、本実施形態におけるニップ押込み量は、１．５ｍｍ程度が好ましいことがわかる。ニップ押し込み量を増大させると、カール矯正量もそれに伴って増大することがわかる。また全体的に薄紙よりも厚紙のほうが矯正されるカール矯正量は大きいことがわかる。

また上述した実施形態では、用紙にカールが発生していない場合、制御部３００は硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０から離間させた。しかしながら表１に示したように、硬質ローラー７１６が軟質ローラー７１０に０．２ｍｍ押し込まれても、カール矯正量は大きくない。よって、用紙にカールが発生していない場合において、制御部３００は硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０から離間させることに代えて、硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０に０．２ｍｍ押し込んだ状態にしてもよい。つまり用紙にカールが発生していない場合、制御部３００は、カールを矯正するときに比べて硬質ローラー７１６を軟質ローラー７１０から離して接触させてもよい。このような構成は、用紙に不要なカールを発生させず、さらに用紙の搬送力を高めることができる。

＜５．複数のローラー対を有するカール矯正装置との比較＞
図９は、本発明の実施形態のカール矯正装置７００と複数のローラー対を有するカール矯正装置との大きさの比較を示す図である。図９の点線で示された構成は、複数のローラー対が設けられたカール矯正装置の構成を示す。また図９の実線で示された構成は、本実施形態のカール矯正装置７００の構成を示す。

ここで、複数のローラー対を有するカール矯正装置の用紙搬送方向と直行する方向の大きさについて説明する。図９において、硬質ローラー８０２の直径を１０ｍｍ、軟質ローラー８０４の直径を１６ｍｍとし、ローラー周辺のクリアランスを２ｍｍとする。このように構成されたカール矯正装置は、下部の硬質ローラー８０２のクリアランス部の下端からと、上部の硬質ローラー８０２のクリアランス部の上端までは、４０ｍｍで構成される。

また次に、本実施形態のカール矯正装置７００の用紙搬送方向と直行する方向の大きさについて説明する。同様に、硬質ローラー７１６の直径を１０ｍｍ、軟質ローラー７１０の直径を１６ｍｍとし、搬送路の幅を３ｍｍ、ローラー周辺のクリアランスを２ｍｍとする。また搬送路の下端から軟質ローラー７１０の下端までは、１２ｍｍであり、同様に搬送路の上端から軟質ローラー７１０の上端までは、１２ｍｍである。このように構成したとき、本実施形態のカール矯正装置７００において、搬送路の下端から搬送路の上端までは、同様に４０ｍｍで構成される。このように、搬送路とローラー対を含めたカール矯正装置の大きさについて、本実施形態のカール矯正装置７００は複数のローラー対を有するカール矯正装置と同等の大きさで構成される。

＜６．むすび＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、上カールした用紙が搬送される搬送路と、下カールした用紙が搬送される搬送路を有するカール矯正装置７００が提供される。また当該カール矯正装置７００は一対の硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０を備え、用紙のカールが矯正されるときに、このローラー対が同じ位置に配置される。

上記した構成によって、硬質ローラー７１６と軟質ローラー７１０は移動せず、下カールおよび上カールした用紙の両方が矯正される。また本実施形態のカール矯正装置７００において、一対のローラーのみを用いて、下カールおよび上カールした用紙の両方が矯正される。また、カール矯正装置７００を構成する部品点数は少なくて済み、またカールを矯正するときにローラーは移動しないので、複雑な構成が必要とされない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、カール矯正装置に適用可能であり、特に画像形成装置におけるカール矯正装置に適用可能である。

１００ 画像形成装置
２００ カセット
３００ 制御部
４００ 画像形成部
５００ 画像定着部
５０２ 加圧ローラー
５０４ 定着ローラー
６００ カール方向検知部
７００ カール矯正装置
７０２ カール矯正装置入口
７０４ 搬送路切替部
７０６ 上流側下カール用搬送路
７０８ 上流側上カール用搬送路
７１０ 軟質ローラー
７１２ フィルム
７１４ａ 第１の合流頂点
７１４ｂ 第２の合流頂点
７１６ 硬質ローラー
７１８ 下流側上カール用搬送路
７２０ 下流側下カール用搬送路
７２２ カール矯正装置出口

Claims (20)

1. 軟質ローラーと、
   前記軟質ローラーよりも硬度が高い硬質ローラーと、
   用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも上流に配置される上流側搬送路と、
   用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも下流に配置される下流側搬送路と、を備え、
   用紙の第１の面が凸となっている第１の状態および用紙の第１の面が凹となっている第２の状態のカール矯正時に、一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーは、同位置に配置されることを特徴とする、カール矯正装置。
2. 前記上流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の上流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の上流側搬送路と、を有し、
   前記下流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の下流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の下流側搬送路と、を有することを特徴とする、請求項１に記載のカール矯正装置。
3. カール方向検知部と、
   搬送路切替部と、をさらに備え、
   前記搬送路切替部は、前記カール方向検知部が検知するカール方向に基づいて、用紙を前記第１の上流側搬送路に搬送するか、前記第２の上流側搬送路に搬送するかを切り替えることを特徴とする、請求項２に記載のカール矯正装置。
4. 前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路と、前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路とは、カール矯正装置の入口および出口を結ぶ直線に対して反対側に設置されることを特徴とする、請求項２または３に記載のカール矯正装置。
5. 前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口にフィルム部材を設けたことを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
6. 前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路が形成する第１の合流頂点並びに前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路が形成する第２の合流頂点は、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーの接点よりも搬送路上流側に位置することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
7. 前記第１の上流側搬送路の出口よりも前記第１の下流側搬送路の入口が大きく、前記第２の上流側搬送路の出口よりも前記第２の下流側搬送路の入口が大きいことを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
8. 前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口の延長線は、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点の近傍を通ることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
9. 前記一対の前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接線が、前記カール矯正装置入口における用紙搬送方向に対して略垂直であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
10. 前記カール矯正装置の入口側に前記軟質ローラーを配置し、前記カール矯正装置の出口側に前記硬質ローラーを配置することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のカール矯正装置。
11. カールしていない用紙が前記カール矯正装置に搬送されるときに、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーが離間することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載するカール矯正装置。
12. 軟質ローラーと、
    前記軟質ローラーよりも硬度が高い硬質ローラーと、
    用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも上流に配置される上流側搬送路と、
    用紙を搬送し、前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接点よりも下流に配置される下流側搬送路と、を備え、
    用紙の第１の面が凸となっている第１の状態および用紙の第１の面が凹となっている第２の状態のカール矯正時に、一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーは、同位置に配置されることを特徴とする、カール矯正装置を備えた画像形成装置。
13. 前記上流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の上流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の上流側搬送路と、を有し、
    前記下流側搬送路は、前記第１の状態の用紙を搬送する、第１の下流側搬送路と、前記第２の状態の用紙を搬送する、第２の下流側搬送路と、を有することを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路と、前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路とは、カール矯正装置の入口および出口を結ぶ直線に対して反対側に設置されることを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記第１の上流側搬送路の出口および前記第２の上流側搬送路の出口にフィルム部材を設けたことを特徴とする、請求項１３または１４に記載の画像形成装置。
16. 前記第１の上流側搬送路および前記第２の下流側搬送路が形成する第１の合流頂点並びに前記第２の上流側搬送路および前記第１の下流側搬送路が形成する第２の合流頂点は、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーの接点よりも搬送路上流側に位置することを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
17. 前記第１の上流側搬送路の出口よりも前記第１の下流側搬送路の入口が大きく、前記第２の上流側搬送路の出口よりも前記第２の下流側搬送路の入口が大きいことを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載する画像形成装置。
18. 前記一対の前記軟質ローラーおよび前記硬質ローラーの接線が、前記カール矯正装置入口における用紙搬送方向に対して略垂直であることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれ１項に記載の画像形成装置。
19. 前記カール矯正装置の出口側に前記軟質ローラーを配置し、前記カール矯正装置の入口側に前記硬質ローラーを配置することを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. カールしていない用紙が前記カール矯正装置に搬送されるときに、前記一対の前記軟質ローラーと前記硬質ローラーが離間することを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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