JP2718155B2 - カール矯正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複写機、又はプリンタ等において、トナー像
が定着されることによって生じる用紙のカールを矯正す
るカール矯正装置に関する。

〔従来技術〕

複写機等に装備されているトナー像を定着する為の定
着装置においては、両面／合成複写等を行う場合の再給
紙時の紙詰り及び画像形成不良、又はソータ等のトレイ
におけるスタック不良が起こらないように、トナー定着
後の用紙がカールしないようにする必要がある。このカ
ールは用紙が室内の湿度に応じた水分を含んでいる為、
特に定着装置に加熱手段を有する場合に、熱の影響を受
けて容易に発生することが知られており、定着装置から
排出された用紙に対して、予め検出しておいた定着前の
用紙の含水率に応じてカールを矯正するカール矯正装置
が提案されている（例えば特開昭60−182461号公報
等）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このようなカール矯正装置によりカールが
矯正される用紙に定着されている画像は、文書が多く占
めており、装置自体も文書画像を対象とした矯正能力を
与えてある。

ところが、複写機において写真等の白黒比｛白黒比＝
（複写紙に対してトナーが転写される面積）／（複写紙
面積）｝の比較的高い原稿を複写する場合には、定着時
におけるトナーの定着ローラに対する接着性が文書原稿
よりも高く、用紙のフェイスカール度、つまり用紙の進
行方向両端部が、トナーの定着面がある方向へ反る度合
が強い。この為、同じ含水率の用紙でも定着されるトナ
ー像によっては適正な矯正量が与えられず、カールを矯
正できないことが起こるのである。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、記
録用紙に定着されるトナー像の形式を問わずに常に適正
なカール矯正が行えるカール矯正装置の提供を目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るカール矯正装置は、トナー像定着後の記
録用紙に生じるカールの矯正量が変更可能なカール矯正
装置において、回転速度比の変更が可能な第１ローラ対
及び第２ローラ対を備え、これらの間にてトナー像が定
着された記録用紙を引張状態で搬送する搬送手段と、前
記第１ローラ対と第２ローラ対との間の記録用紙を、搬
送方向と交叉する方向に押圧する押圧手段と、該押圧手
段により押圧される記録用紙を、押圧位置近傍にて加熱
する加熱手段と、記録用紙に定着されるトナー像の白黒
比を検出する検出手段と、該検出手段の検出結果に応じ
て、前記第１ローラ対と第２ローラ対との回転速度比、
前記押圧手段の押圧位置での前記記録用紙の屈折角度、
及び前記加熱手段による加熱温度の少なくとも一つを変
更することによりカール矯正量を変更する手段とを具備
することを特徴とする。

〔作用〕

記録用紙に定着されるトナー像の白黒比が検出手段に
より検出されると、この白黒比に応じて必要となるカー
ル矯正量を決定し、決定されたカール矯正量を得るべ
く、記録用紙を引張状態で搬送する第１ローラ対と第２
ローラ対との回転速度比、これらの間にて押圧手段によ
り押圧される記録用紙の屈曲角度、及び記録用紙の加熱
手段による加熱温度の内の少なくとも一つを変更して、
トナー像定着後の記録用紙に生じているカールを矯正す
る。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的
に説明する。第１図は本発明に係るカール矯正装置の複
写機への装備状態を示す模式的内部構造図である。複写
機100は、原稿台101の下方に露光ランプ102a,ミラー群1
02b,レンズ102cを備える光学走査ユニット102を配設し
ており、原稿台101上に載置された原稿が露光走査さ
れ、矢符ｃ方向へ回転される感光体ドラム103上へ露光
画像が導かれる。レンズ102cの近傍には露光光量を検出
する為のAEセンサ80が配設してあり、本実施例において
は、AEセンサ80の検出信号を用いて原稿の白黒比を検出
するようになっている。この検出は、複写動作に先立っ
て原稿の露光走査だけをまず行い、その検出信号を制御
部70へ入力し、演算処理することによってなされる。現
像器104は感光体ドラム103上に形成れる静電潜像をトナ
ー像に現像し、このトナー像は、タイミングローラ109
から給送される用紙の上面に転写チャージャ105を用い
て転写され、転写された用紙は分離チャージャ106によ
り感光体ドラム103から分離される。トナー像が転写さ
れる用紙は給紙カセット110、又は111から選択的に供給
され、タイミングローラ109にて一旦停止された後、用
紙上の所定の転写位置への給送タイミングを持って感光
体ドラム103と転写チャージャ105との間へ送り込まれ
る。タイミングローラ109は給送される用紙の含水率を
検出する含水率検出器72（第６図参照）の一部をなして
おり、この検出信号は前記制御70へ入力される。なお、
用紙の含水率を検出するのに代えて複写機100が設置さ
れている室内の湿度を検出し、この検出信号を制御部70
へ入力しても良い。

感光体ドラム103から分離された用紙は搬送ベルト107
を介して定着装置108へ送られ、ここでトナー像が溶融
定着された後、定着装置108の機外への排紙口に取付け
られた本発明に係るカール矯正装置本体１内へ送り込ま
れる。

第２図は定着装置108及びカール矯正装置本体１の内
部構造を示す斜視図、第３図は同じくその縦断面図であ
る。定着装置108は用紙搬送方向上流側及び下流側に夫
々開口ガイド部42及び43を形成するハウジング41を備え
ており、各開口ガイド部42及び43の内側部に夫々ローラ
対44及び49を配設してある。ローラ対44はヒータ46を内
蔵する上ローラ45及び下ローラ47を備え、上ローラ45の
外周部には温度検出センサ48を接触させてあり、各ロー
ラ45,47並びにもう一方のローラ対49におけるローラ50,
51は夫々図示しない駆動手段により矢符方向へ回転され
る。

ローラ対44及び49間にはガイド板52及び53が設けてあ
る。

開口ガイド部43の下側部分には、カール矯正装置本体
１を複写機100に装着する為の取付け板60の一端が支持
される受け部54が形成してあり、取付け板60はボルト61
によって複写機100に固定してある。

カール矯正装置本体１は上カバー３及び下カバー４よ
りなるハウジング２を有しており、第３図に示すように
用紙の搬送方向上流側及び下流側の側壁に夫々開口ガイ
ド部６及び７を形成してある。下カバー４と前記取付け
板60とはボルト62,63によって固定されており、この結
果、カール矯正装置本体１の開口ガイド部６、即ち用紙
の搬入口は定着装置108の開口ガイド部43、即ち用紙の
搬出口と対向するようになっている。

各開口ガイド部６及び７の内部側には、ローラ対８
（第１ローラ対）及びローラ対11（第２ローラ対）が夫
々配設されている。ローラ対８は相互に圧接するローラ
９及び10よりなり、ローラ10の一端部に設けられたギヤ
14に複写機100内に配設してある図示しないモータの駆
動力がベルトｂを介して伝達されることにより、各々ロ
ーラ９及び10は夫々矢符方向へ回転される。また、ロー
ラ対11は相互に圧接するローラ12及び13よりなり、ロー
ラ13の一端部に設けられたギヤ15にカール矯正装置本体
１に配設されたローラ駆動モータ16の駆動力が伝達され
ることにより各ローラ12及び13は夫々矢符方向へ回転さ
れるようになっている。即ち、ローラ対８は、定着装置
108の排出側のローラ対49と等しい回転速度にて回転す
る一方、ローラ対11の回転速度は、ローラ駆動モータ16
の回転速度制御により変更可能であり、ローラ対８とロ
ーラ対11との回転速度比は自在に変更することができ
る。ローラ対11の回転速度はローラ駆動モータ16に内蔵
された回転エンコーダ17（第５図参照）によって検出さ
れ、予め制御部70内に記憶されているローラ対８の設定
速度との比をとることにより（この演算は制御部70で行
われる）、ローラ対11のローラ対８に対する回転速度比
が分かるようになっている。

各ローラ対８及び11の間には、夫々中央部を上方及び
下方に屈曲させた上ガイド17及び下ガイド18が、各ロー
ラ対８及び11のニップ位置N₁,N₂を結ぶ線の上下に分か
れて位置するように夫々配設してある。

上ガイド17及び下ガイド18間には、ローラ対８と11と
の間を引張状態で搬送される用紙に接触して、これをニ
ップ位置N₁,N₂を結ぶ線の上、又は下に押し上げ、又は
押し下げて変曲させる押圧部19が設けてある。押圧部19
は、概略、24枚のガイド部材20,21にて構成され、これ
らのガイド部材20,21は夫々の端部が、その軸長方向を
各ローラ対８及び11の軸長方向と平行に位置させた軸22
で回動可能に連結されている。

軸22は、その両端をハウジング２の奥側及び手前側の
側壁5,5に形成したガイド溝23,23を介して外部に突出
し、その突出部分を側壁5,5に支軸24,24を介して回動自
在に設けたギヤ25,25に支持させてある。

ガイド部材20の奥側及び手前側には溝26,26が形成し
てあり、これらの内部には側壁5,5間に架け渡して固定
した軸27が挿入させてある。ガイド部材21の奥側及び手
前側にはピン28,28が突設してあり、これらは側壁5,5に
形成した溝29,29に挿入され、移動可能にガイドされて
いる。

前記軸２を支持するギヤ25,25は、軸32の両端に取付
けたギヤ33,33と噛合させてあり、軸32は側壁5,5に回動
自在に支持されると共に、軸長方向の略中央に設けたウ
ォームホイル34に、押圧部駆動モータ35のウォーム36を
噛合させている。

従って押圧部駆動モータ35を駆動することにより、駆
動軸32及びギヤ33が矢符a₁、又はa₂方向に回転され、ギ
ヤ25が支軸24を中心に矢符b₁、又はb₂方向に回転し、軸
22がガイド溝23に沿って移動され、押圧部19のガイド部
材20,21は下方向（第２図，第３図に示す状態）、又は
第４図の縦断面図に示す上方向へ屈曲されるのである。

このとき、ガイド部材20は、溝26を介して軸27に沿っ
て若干移動し、またガイド部材21はそのピン28,28が側
壁の溝29,29内を若干移動する為、夫々のガイド部材20,
21は無理なく動作する。

また、ガイド部材20,21がなす軸22の軸心を中心とし
た屈曲角度θは、押圧部駆動モータ35に内蔵してある回
転エンコーダ37（第５図参照）によって押圧部駆動モー
タ35の回転量から検出されるようになっており、屈曲角
度θが180度前後ではガイド部材20,21が殆ど屈曲されて
いない状態であり、屈曲角度θが180度から増加、又は
減少する程、屈曲量は増加して軸22は下ガイド18、又は
上ガイド17へ接近するのである。

前記軸22の外周部であって、ガイド部材21の内側には
抵抗体ヒータ30が配設され、軸22の両端面が一対の電極
板31,31に接触させてあり、該電極板31,31及び軸22を介
して前記抵抗体ヒータ30に電圧が印加され、抵抗体ヒー
タ30は発熱するようになっている。抵抗体ヒータ30の温
度は、ヒータ30に接触されたサーミスタ38（第５図参
照）によって検出されるようになしてあり、任意の温度
に調節できるようになっている。

ハウジング２の開口ガイド部７、即ち用紙の排出部分
には排紙トレイ112が配設してある。

第５図は本発明に係るカール矯正装置の制御系のブロ
ック図である。マイクロコンピュータを用いてなる制御
部70には、前記AEセンサ80及び含水率検出器72の各検出
信号，ローラ対11の回転速度を得る為の回転エンコーダ
17の検出信号，押圧部19のガイド部材20,21の屈曲角度
θを得る為の回転エンコーダ37の検出信号及び抵抗体ヒ
ータ30の温度を得る為のサーミスタ38の検出信号が夫々
入力してある。

第６図は含水率検出器72の回路図である。上下のロー
ラ109a及び109bは夫々導電性を有するものを用いてあ
り、上ローラ109aには直流電源V₀が接続され、下ローラ
109bには抵抗Ｒ及び電圧比較器73の一方の入力端子が接
続してある。電圧比較器73の他方の入力端子には基準電
圧Vrefが与えてあり、電圧比較器73の出力信号が制御部
70に入力してある。給紙カセットから送り出され、タイ
ミングローラ109a及び109bにて挟持される用紙Ｐは、こ
れが吸湿状態にあるとき、用紙Ｐの体積抵抗が小となる
結果、電圧V₁が大となる。一方、用紙Ｐが吸湿していな
いとき、用紙体積抵抗が大となり、電圧V₁は小となる。
このように電圧V₁の大小に置き換えられた用紙Ｐの含水
率は電圧比較器73により基準電圧Vrefと比較される。本
実施例においては、含水率５％に対応する電圧を基準電
圧として設定してある。つまり、V₁≧Vrefであれば含水
率５％以上であり、V₁＜Vrefであれば含水率５％未満で
あり、夫々信号として制御部70へ入力される。

なお、含水率を上述の如く用紙の抵抗値から検出する
のに代えて、例えばマイクロ波の発受信器を用い、マイ
クロ波が用紙を透過するときに用紙の含水量に応じて減
衰する量から検出するものでも良く、このようなセンサ
をタイミングローラ109の用紙搬送方向上流側に配設す
ることができる。

一方、制御部70の出力側には、ローラ対11を回転する
ローラ駆動モータ16及びガイド部材20,21を屈曲動作す
る押圧部駆動モータ35が夫々図示しない駆動回路を介し
て接続してあり、また、温度調節部71を介して抵抗体ヒ
ータ30が接続してある。

以上の如く構成された本発明に係るカール矯正装置に
おける制御部70の制御動作は、まず、複写動作に先立っ
て原稿の露光走査が行われ、その露光光量を検出するAE
センサ80の出力信号から原稿の白黒比を求める。

通常、文書原稿の白黒比は６〜８％程度であり、この
ような原稿の場合に定着装置から排出される用紙にカー
ルが生じないように定着装置の加熱温度等の条件が設定
されている。ところが実際、原稿は文書原稿だけに限ら
ず白黒比も０〜100％まで幅広い。この為、白黒比が高
くなる程、用紙の下地部に対するトナーの定着面積も多
くなるので定着ローラに用紙が接着し易くなり、フェイ
スカールが生じ易くなる。

そこで本発明装置は原稿の白黒比に応じてカールの矯
正量を変更する構成としてあり、特に白黒比が高くなる
に従って強まるフェイスカールを矯正する矯正方法の３
通りの例を次の（１）〜（３）に示す。

（１）ローラ対の回転速度比を変更する方法 この方法はまず、押圧部19のガイド部材20,21をフェ
イスカールを矯正する方向、即ち上方向へ所定量屈曲さ
せるべくモータ35を駆動すると共に、押圧部19の抵抗体
ヒータ30の温度を室温、又はこれより少し高い温度に設
定しておく。

そして検出した原稿の白黒比に応じてローラ対８及び
11の回転速度比を１以上の値、即ちローラ対11の回転速
度をローラ対８のそれよりも高くなるように決定し、こ
れを実現すべくモータ16を駆動する。

この間、通常の複写動作が開始されており、タイミン
グローラ109を介して含水率が検出された用紙には前述
した如くトナー像が転写され、搬送ベルト７を介して定
着装置108に搬送される。そしてローラ対44のヒータ46
の熱によりトナー像が用紙上に溶融定着され、用紙はロ
ーラ対49から定着装置本体１内へ装入される。押圧部19
は第４図に示す状態に設定されており、用紙は第４図の
破線に示す経路を搬送される。用紙の先端がローラ対11
まで達すると、ローラ対11の回転速度がローラ対８の回
転速度より高くなるように回転速度比を設定してあるの
で、用紙にはローラ対８及び11間で引張力が加えられ、
ガイド部材20,21が上方に屈曲されていることにより、
用紙はカールしている方向と反対方向へガイド部材20,2
1に押圧された状態で搬送される。

これにより、用紙はガイド部材20,21の屈曲部分によ
り扱かれると共に、その屈曲部分に設けてある抵抗体ヒ
ータ30の熱によってより効果的にカールが矯正されるこ
とになり、この矯正量は回転速度比を変えることによっ
て変更でき、ローラ対８に対するローラ対11の回転速度
比を高くする程、矯正量は増加するのである。ここでロ
ーラ対の回転速度比を固定しておき、押圧部19の屈曲角
度θを変更するようにしたのが後述する（２）の方法で
あり、またこれらの条件を固定しておき、押圧部19の抵
抗体ヒータ30の温度を変更するようにしたのが（３）の
方法である。

第７図は、ローラ対の回転速度比と、原稿の白黒比と
の関係の一例を示すグラフである。縦軸は回転速度比を
示し、横軸は原稿の白黒比を示す。このグラフから分か
るように白黒比が高い程、回転速度比も高くなるように
して矯正量を増加させてある。なお、このグラフは含水
率検出器72により検出される用紙の含水率が５％（室内
湿度60％）の場合を示してあり、一般に含水率が５％を
超えると定着装置から排出される用紙にバックカールが
生じ、逆に５％を下回るとフェイスカールを生じる。そ
こで含水率が５％より低い場合には、フェイスカールが
より強まるのでこの矯正量を更に増加させるべく、グラ
フの曲線を上方へシフトした状態で制御を行う。また、
含水率が５％より高い場合には、バックカールと、白黒
比の増加によるフェイスカールとが相殺されるので、グ
ラフの曲線を下方へシフトした状態で制御を行う。

（２）押圧部の屈曲角度を変更する方法 この方法では前述した如く前記ローラ対８及び11の回
転速度比と、押圧部19の抵抗体ヒータ30の温度とを所定
の値に設定しておく。つまり、回転速度比は用紙に適当
な張力を与えて搬送するように１以上に、また抵抗体ヒ
ータ30の温度は室温、又は室温より少し高い温度に設定
しておく。

そして検出した原稿の白黒比から予測されるフェイス
カールの程度に応じた矯正量が得られる屈曲角度θ（18
0度以下）を実現すべく、モータ35を所定量駆動して押
圧部19のガイド部材20,21を上方へ屈曲させる。

第８図は押圧部19の屈曲角度θと、原稿の白黒比との
関係の一例を示すグラフである。縦軸は屈曲角度を示
し、横軸は原稿の白黒比を示す。原稿の白黒比が高くな
る程、フェイスカールが強まるので屈曲角度θを小さ
く、即ち上方の用紙への押圧量を増加して用紙の変曲角
度を大きくすることにより矯正量を増加するようにして
ある。

なお、このグラフも含水率が５％の場合を示してあ
り、含水率が５％より高くなると、グラフの曲線は上方
へシフトされ、５％より低くなると下方へシフトされ
る。

（３）押圧部の表面温度を変更する方法 この方法では上述のローラ対８及び11の回転速度比
と、押圧部19の屈曲角度θとを共に所定の値に設定して
おき、押圧部19の抵抗体ヒータ30の温度を、検出した原
稿の白黒比に応じて変更調節する。

第９図は押圧部の表面温度と、原稿の白黒比との関係
の一例を示すグラフである。原稿の白黒比が高くなる
程、押圧部の表面温度を上昇させることによってフェイ
スカールの矯正量を増加するようにしてある。同様にこ
のグラフも含水率が５％の場合であり、含水率が５％よ
り高くなると上方へシフトされ、５％より低くなると下
方へシフトされる。

なお、本実施例においては、用紙に定着されるトナー
像の白黒比を検出するのにAEセンサを用いる構成として
あるが、これに限定されるものではなく、他の適宜の検
出手段を用いて良く、また、原稿走査時に限らず、感光
体ドラムにおける静電潜像或いはトナー像転写直後の用
紙から夫々検出する構成としても良い。

更に本実施例においては、カール矯正後の用紙は排紙
トレイ112上に排出される構成としてあるが、勿論これ
を両面複写、又は合成複写の為に複写機内へ再給紙する
構成としても良い。

〔効果〕

以上の如く本発明に係るカール矯正装置においては、
記録用紙に定着されるトナー像の白黒比を検出した結果
に応じて、該トナー像が定着された記録用紙を引張状態
で搬送する第１ローラ対と第２ローラ対との回転速度
比、これらの間にて押圧手段により押圧される前記記録
用紙の屈曲角度、及び前記記録用紙を加熱する加熱手段
の加熱温度の内、少なくとも一つを変更する構成とした
から、一般の文書から写真画像に至るまで、広範囲に亘
る白黒比を有するトナー像が定着された記録用紙に対
し、これに生じているカールを構成するための適正なカ
ール矯正量を与えることができ、前記カールを確実に矯
正することが可能となる等、本発明は選れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカール矯正装置の複写機への装備
状態を示す模式的内部構造図、第２図は定着装置及びカ
ール矯正装置本体の内部構造を示す斜視図、第３図及び
第４図は同じくその縦断面図、第５図は制御系のブロッ
ク図、第６図は含水率検出器の回路図、第7,8,9図は夫
々原稿の白黒比と、ローラ対の回転速度比，押圧部の屈
曲角度及び押圧部表面温度との各関係を示すグラフであ
る。 １……カール矯正装置本体、8,11……ローラ対、16……
ローラ駆動モータ、19……押圧部、30……抵抗体ヒー
タ、35……押圧部駆動モータ、70……制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 克己 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (72)発明者 坂田 俊雄 大阪府大阪市中央区安土町２丁目３番13 号 大阪国際ビル ミノルタカメラ株式 会社内 (56)参考文献 特開 昭58−100057（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナー像定着後の記録用紙に生じるカール
   の矯正量が変更可能なカール矯正装置において、 回転速度比の変更が可能な第１ローラ対及び第２ローラ
   対を備え、これらの間にてトナー像が定着された記録用
   紙を引張状態で搬送する搬送手段と、 前記第１ローラ対と第２ローラ対との間の記録用紙を、
   搬送方向と交叉する方向に押圧する押圧手段と、 該押圧手段により押圧される記録用紙を、押圧位置近傍
   にて加熱する加熱手段と、 記録用紙に定着されるトナー像の白黒比を検出する検出
   手段と、 該検出手段の検出結果に応じて、前記第１ローラ対と第
   ２ローラ対との回転速度比、前記押圧手段の押圧位置で
   の前記記録用紙の屈曲角度、及び前記加熱手段による加
   熱温度の少なくとも一つを変更することによりカール矯
   正量を変更する手段と を具備することを特徴とするカール矯正装置。