JP6863065B2 - カール矯正装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、用紙に生じたカールを矯正するカール矯正装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、定着工程において用紙（記録媒体）に生じたカールを矯正するために、定着装置の下流側の位置に、用紙のカールを矯正するカール矯正装置を設置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１におけるカール矯正装置は、搬送ベルト（ベルト部材）、搬送ローラ（ローラ部材）、等で構成されている。そして、搬送ベルトに搬送ローラが巻き付くように圧接して形成されるニップ部で、用紙（記録媒体）が挟み込まれるように搬送されることで、用紙に逆カールを生じさせてカール矯正している。

一方、特許文献１には、用紙（記録媒体）の種類ごとに大きさの異なるカールをそれぞれ適正に矯正することを目的として、用紙の種類に応じて搬送ローラ（ローラ部材）を上下方向に移動させて、搬送ベルト（ベルト部材）に対する搬送ローラの巻付け角度を調整する技術が開示されている。

特許文献１の技術は、用紙の種類に応じてローラ部材を上下方向に移動させて、ベルト部材に対するローラ部材の巻付け角度を調整しているものの、その巻付け角度の調整を効率的かつ高精度に調整できない不具合や、巻付け角度の調整時にベルト部材の張力が大きく変動してベルト部材に対するローラ部材の圧接力（ニップ圧）の変動が大きくなる不具合が生じてしまっていた。そのため、カール矯正の精度が不充分になっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カール矯正の精度が高い、カール矯正装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明におけるカール矯正装置は、用紙に生じた所定方向のカールを矯正するカール矯正装置であって、カールした用紙の凸面側に対向するように配置されたローラ部材と、所定方向に走行して、前記ローラ部材との間に用紙を挟み込みながら搬送するベルト部材と、前記ベルト部材を介して前記ローラ部材がそれぞれに当接するように、前記ベルト部材の走行方向の上流側と下流側との離れた位置に設置された一対のコロ状部材と、前記ローラ部材が前記ベルト部材を介して前記一対のコロ状部材に当接して、前記一対のコロ状部材の間で前記ベルト部材が前記ローラ部材に巻き付くように、前記ローラ部材を付勢する付勢部材と、前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔を可変して、前記ローラ部材に対する前記ベルト部材の巻付け角度を可変する可変手段と、を備え、前記一対のコロ状部材は、それぞれ、支軸を中心にして回動可能に形成されたアーム部材に保持され、一対の前記アーム部材の前記支軸には、それぞれ、前記アーム部材とともに回転可能に構成されたギアが設置され、一対の前記ギアは、互いに噛合して、いずれか一方が前記可変手段としてのモータによって正逆方向に回転駆動されるものである。

本発明によれば、カール矯正の精度が高い、カール矯正装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置とカール矯正装置とを示す概略図である。 カール矯正装置を示す構成図である。 カール矯正装置の要部の動作を示す概略図である。 この発明の実施の形態２におけるカール矯正装置を示す構成図である。 図５のカール矯正装置の動作を示す概略図である。 この発明の実施の形態３におけるカール矯正装置を示す構成図である。 図７のカール矯正装置の動作を示す概略図である。 変形例としての、定着装置とカール矯正装置とを示す概略図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

＜実施の形態１＞
図１〜図４にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としての複写機、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する転写部（画像形成部）、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部（自動原稿搬送装置）、１２、１３は用紙Ｐが収納された給紙カセット（給紙装置）、１７は転写部７に向けて用紙Ｐを搬送するレジストローラ（タイミングローラ）、２０は用紙Ｐ上に担持されたトナー像（未定着画像）を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着ローラ、２２は定着装置２０に設置された加圧ローラ、３１は装置本体１から排紙された用紙Ｐが積載される排紙トレイ、４０は用紙Ｐに生じたカールを矯正するカール矯正装置、を示す。

図１を参照して、画像形成装置１における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部１０の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送（給送）されて、原稿読込部２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。

一方、作像部４において、感光体ドラム５は図１の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。
その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、画像形成部としての転写部７で、レジストローラ１７により搬送された用紙Ｐ上に転写される。

一方、転写部７（画像形成部）に搬送される用紙Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙カセット１２、１３のうち、１つの給紙カセットが自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙カセット１２が選択されたものとする。）。そして、給紙カセット１２に収納された用紙Ｐの最上方の１枚が、給紙機構１４（フィードローラ、ピックアップローラ、バックアップローラ、等で構成されている。）によって給送されて、搬送経路に向けて搬送される。その後、用紙Ｐは、複数の搬送ローラが配設された搬送経路を通過して、レジストローラ１７の位置に達する。

レジストローラ１７の位置に達した用紙Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７（画像形成部）に向けて搬送される。
そして、転写工程後の用紙Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した用紙Ｐは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間に送入されて、定着ローラ２１から受ける熱と双方の部材２１、２２から受ける圧力とによってトナー像が定着される（定着工程である）。トナー像が定着された定着工程後の用紙Ｐは、定着ローラ２１と加圧ローラ２２との間（定着ニップ部である。）から送出された後に、カール矯正装置４０の位置に達して、カール矯正装置４０によってカール矯正される（カール矯正工程である）。そして、カール矯正工程後の用紙Ｐは、画像形成装置本体１から排出されて、出力画像として排紙トレイ３１上に積載されることになる。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２を用いて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置２０は、定着回転体としての定着ローラ２１、加圧回転体としての加圧ローラ２２、加熱手段としてのヒータ２５、等で構成されている。

ここで、定着ローラ２１は、中空構造の芯金の表面に、弾性層、離型層（表面層）が順次積層された多層構造のローラ状部材である。定着ローラ２１の弾性層は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。定着ローラ２１の離型層は、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等で形成されている。定着ローラ２１は、図２の時計方向に回転する。
定着ローラ２１の内部（中空部）には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。

定着ローラ２１に内設されたヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータ（１本であっても複数本であってもよい。）であって、その両端部が定着装置２０の側板に固定されている。そして、画像形成装置本体１のメインスイッチがオンされた状態で、電源部からヒータ２５に電力が供給される。そして、制御部７０により出力制御されたヒータ２５からの輻射熱によって定着ローラ２１が加熱されて、さらに定着ローラ２１の表面から用紙Ｐ上のトナー像に熱が加えられる。
ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に非接触で対向する温度センサによるローラ表面温度の検知結果に基づいておこなわれる。詳しくは、温度センサの検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ローラ２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。

また、加圧ローラ２２は、主として、金属材料からなる芯金と、芯金の外周面に接着層を介して形成された弾性層と、弾性層の外周面に形成された表面層（離型層）と、からなる。加圧ローラ２２の弾性層は、層厚が数ｍｍ程度であって、絶縁性を有する発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性材料で形成されている。加圧ローラ２２の表面層は、層厚が数十μｍ〜数百μｍ程度であって、導電性を有するＰＦＡ（ＰＦＡチューブ）等の低摩擦材料で形成されている。
加圧ローラ２２は、定着ローラ２１に圧接することで、用紙Ｐが搬送される定着ニップ部を形成するものである。

このように構成された定着装置２０は、通常の定着工程時において、次のように動作する。
装置本体１のメインスイッチが投入されると、ヒータ２５に交流電圧が印加（給電）される。
そして、プリント指令（プリントジョブ指令）が入力されると、駆動モータ（駆動手段）によって定着ローラ２１が図２の矢印方向（時計方向）に回転駆動されて、それにともない加圧ローラ２２が図２の矢印方向（反時計方向）に従動回転することになる。その後、転写工程後の未定着画像（トナー像）が担持された用紙Ｐは、図２の破線矢印方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の定着ニップ部に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２の押圧力とによって、用紙Ｐの表面にトナー像が定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ２２によってその定着ニップ部から送出された用紙Ｐは、カール矯正装置４０に向けて搬送される。

以下、本実施の形態１において特徴的な、カール矯正装置４０（画像形成装置１）の構成・動作について、詳しく説明する。
カール矯正装置４０は、用紙Ｐに生じた所定方向のカール（用紙Ｐの搬送方向に沿って図２、図３等の下方に凸状に湾曲するカールである。）を矯正するものであって、定着装置２０に対して搬送方向下流側（用紙Ｐの搬送方向の下流側であって、図２の左方である。）に設置されている。用紙Ｐは、定着工程時に定着ローラ２１から熱を受けるとともに定着ニップ部で圧力を受けることで、定着ローラ２１の外周面に沿う方向のカールが形成されることになる。

図３等を参照して、カール矯正装置４０は、ローラ部材４１、ベルト部材４２、駆動ローラ４３、従動ローラ４４、一対のコロ状部材４５、４６、一対のアーム部材５１、５２、一対のギア５３、５４、保持部５５、加圧アーム６１、引張スプリング６２、可変手段としてのモータ７１、等で構成されている。

ローラ部材４１は、カールした用紙Ｐの凸面側に対向するように配置されている。
詳しくは、ローラ部材４１は、定着工程後の用紙Ｐの非定着面（用紙Ｐの下面である。）に対向するように配置されている。ローラ部材４１は、金属材料等のように、ある程度の剛性（表面硬度）を有する材料で形成されている。ローラ部材４１は、加圧アーム６１の一端側に回転可能に保持されている。加圧アーム６１は、回転軸６１ａを中心に回動可能に、カール矯正装置４０の筐体に保持されている。加圧アーム６１の他端側には、引張スプリング６２の一端側が接続されている。引張スプリング６２の他端側は、カール矯正装置４０の筐体に接続されている。引張スプリング６２のスプリング力は比較的小さな値に設定されていて、これによりローラ部材４１は比較的小さな圧接力でベルト部材４２に当接してニップ部（ローラ部材４１の外周面の曲率に沿うように形成されたニップ部である。）を形成することになる。このように、加圧アーム６１と引張スプリング６２とは、ローラ部材４１をベルト部材４２に向けて付勢する付勢部材として機能することになる。

ベルト部材４２は、所定方向（図３の時計方向である。）に走行して、ローラ部材４１との間に用紙Ｐを挟み込みながら搬送するものである。ベルト部材４２は、定着工程後の用紙Ｐの定着面（上面である。）に対向するように配置されている。
詳しくは、ベルト部材は、ポリイミド等の樹脂材料からなるベース層に、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）等からなる離型層が形成された多層構造の無端状ベルトであって、駆動ローラ４３と従動ローラ４４とによって張架・支持されている。そして、駆動モータによって駆動ローラ４３が図３の時計方向に回転駆動されることで、ベルト部材４２が図３の矢印方向（時計方向）に走行（回転）することになる。そして、ベルト部材４２の走行にともない、ベルト部材４２に当接するローラ部材４１が図３の反時計方向に従動回転することになる。これにより、定着工程後の用紙Ｐは、ベルト部材４２とローラ部材４１とのニップ部に挟持されながら、ベルト部材４２の走行方向に沿った搬送方向に搬送されることになる。そして、このとき、用紙Ｐにはニップ部の曲率に沿うようなカール（定着工程後のカール方向に対して逆方向のカール（逆カール）である。）が付与されて、用紙Ｐのカールが矯正されることになる。

一対のコロ状部材４５、４６は、ベルト部材４２を介してローラ部材４１がそれぞれに当接するように、ベルト部材４２の走行方向の上流側と下流側との離れた位置に設置されたものである。上流側に設置された第１コロ状部材４５（及び、第１アーム部材５１、第１ギア５３）と、下流側に設置された第２コロ状部材４６（及び、第１アーム部材５１、第１ギア５３）と、は、ニップ部の中心とローラ部材４１の中心とを通る仮想線に対して、線対象となるように配置されている。
詳しくは、一対のコロ状部材４５、４６は、同じ材料、形状で構成されている。一対のコロ状部材４５、４６は、ある程度の剛性（表面硬度）を有する樹脂材料で形成されている。

そして、先に説明した加圧アーム６１と引張スプリング６２とは、ローラ部材４１がベルト部材４２を介して一対のコロ状部材４５、４６に当接して、図３に示すように、一対のコロ状部材４５、４６の間でベルト部材４２がローラ部材４１に巻き付くように、ローラ部材４１を付勢する付勢部材として機能することになる。

そして、図４等を参照して、本実施の形態１におけるカール矯正装置４０には、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（左右方向の間隔である。）を可変して、ローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θを可変する可変手段が設けられている。
詳しくは、一対のコロ状部材４５、４６は、それぞれ、支軸を中心にして回動可能に形成されたアーム部材５１、５２に保持されている。また、一対のアーム部材５１、５２の支軸には、それぞれ、アーム部材５１、５２とともに回転可能に構成されたギア５３、５４が設置されている。そして、一対のギア５３、５４は、互いに噛合して、いずれか一方（本実施の形態１では第１ギア５３である。）が可変手段としてのモータ７１によって正逆方向に回転駆動されることになる。

さらに具体的に、第１アーム部材５１は、その一端側に第１コロ状部材４５が回転可能に保持され、その他端側に第１ギア５３が固定・設置されている。第２アーム部材５２は、その一端側に第２コロ状部材４６が回転可能に保持され、その他端側に第２ギア５４が固定・設置されている。第１ギア５３を回転可能に保持する支軸と、第２ギア５４を回転可能に保持する支軸と、はいずれも、保持部５５（カール矯正装置４０の筐体に保持されている。）に固定・保持されている。そして、第１ギア５３には、モータ７１のモータギアが噛合している。
そして、モータ７１、一対のギア５３、５４、一対のアーム部材５１、５２等の部材が、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（ローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θ）を可変する可変手段として機能する。

図４（Ａ）を参照して、モータ７１によって第１ギア５３が正方向（図４（Ａ）の反時計方向である。）に回転駆動されると、第２ギア５４が図４（Ａ）の時計方向に同じ回転角度だけ従動回転する。これにより、第１コロ状部材４５を保持する第１アーム部材５１が図４（Ａ）の反時計方向に回動して、第２コロ状部材４６を保持する第２アーム部材５２が図４（Ａ）の時計方向に回動して、２つのコロ状部材４５、４６の間隔が広げられる。
このとき、２つのコロ状部材４５、４６は、上方（白矢印方向）に移動するため、そのままではベルト部材４２の張力が緩まることになる。しかし、ローラ部材４１が加圧アーム６１及び引張スプリング６２（付勢部材）に付勢されて、ベルト部材４２を介して間隔が広げられた２つのコロ状部材４５、４６に当接することになるため、ローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θ１が大きな状態になり、ベルト部材４２の張力の緩まりもなく、ニップ圧（ベルト部材４２に対するローラ部材４１の圧接力）の変動もほとんど生じない状態になる。

これに対して、図４（Ｂ）を参照して、モータ７１によって第１ギア５３が逆方向（図４（Ｂ）の時計方向である。）に回転駆動されると、第２ギア５４が図４（Ｂ）の反時計方向に同じ回転角度だけ従動回転する。これにより、第１コロ状部材４５を保持する第１アーム部材５１が図４（Ｂ）の時計方向に回動して、第２コロ状部材４６を保持する第２アーム部材５２が図４（Ｂ）の反時計方向に回動して、２つのコロ状部材４５、４６の間隔が狭められる。
このとき、２つのコロ状部材４５、４６は、下方（白矢印方向）に移動するため、そのままではベルト部材４２の張力が強まることになる。しかし、ローラ部材４１が加圧アーム６１及び引張スプリング６２（付勢部材）に付勢されて、ベルト部材４２を介して間隔が狭められた２つのコロ状部材４５、４６に当接することになるため、ローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θ２が小さな状態になり、ベルト部材４２の張力の強まりもなく、ニップ圧（ベルト部材４２に対するローラ部材４１の圧接力）の変動もほとんど生じない状態になる。

このように、本実施の形態１では、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の巻付け角度θを効率的かつ高精度に調整することができるとともに、巻付け角度θの調整時にベルト部材４２の張力が大きく変動してベルト部材４２に対するローラ部材４１の圧接力（ニップ圧）の変動が大きくなる不具合を確実に軽減することができるため、カール矯正の精度を充分に高めることができる。
また、巻付け角度θを調整してもベルト部材４２に対するローラ部材４１の圧接力（ニップ圧）の変動が小さいため、ニップ圧が大きくなって用紙Ｐ上の画像が剥がれて異常画像になるような不具合も抑止することができる。

ここで、本実施の形態１において、モータ７１等で構成される可変手段は、搬送される用紙Ｐの紙厚が薄いときに、搬送される用紙Ｐの紙厚が厚いときに比べて、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が大きくなって巻付け角度θが大きくなるように、制御部７０によって制御される。
詳しくは、ユーザーによって操作パネル７２（画像形成装置１の外装部に設置されている。）に入力された用紙Ｐに関する情報に基いて、用紙Ｐの紙厚が検知される。そして、通紙される用紙Ｐが厚紙の場合には、それほど大きなカールが生じなくて、それ程強いカール矯正は必要ないものとして、図４（Ｂ）に示すように、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が小さくなるように、制御部７０によってモータ７１が制御される。これに対して、通紙される用紙Ｐが薄紙の場合には、ある程度大きなカールが生じて、ある程度強いカール矯正が必要であるものとして、図４（Ａ）に示すように、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が大きくなるように、制御部７０によってモータ７１が制御される。このような制御をおこなうのは、用紙Ｐに対して逆カールを生じさせる力が、巻付け角度θの大きさにほぼ比例するためである。

このような制御をおこなうことで、通紙される用紙Ｐの厚さに関わらず、用紙Ｐに生じるカールを適正に矯正することができる（カールのない用紙Ｐを排紙することができる）。
なお、このような制御をおこなう上で、用紙Ｐの紙厚を公知の紙厚センサ７３（例えば、給紙機構１４に設置されている。）によって直接的に検知しておこなうこともできる。すなわち、紙厚センサ７３によって検知された紙厚が、厚い場合には巻付け角度θが小さくなるように、薄い場合には巻付け角度θが大きくなるように、モータ７１を制御することになる。

また、本実施の形態１において、モータ７１等で構成される可変手段を、搬送される用紙Ｐのカール量が大きいときに、搬送される用紙Ｐのカール量が小さいときに比べて、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が大きくなって巻付け角度θが大きくなるように制御することもできる。
このような場合、定着工程後の用紙Ｐのカール量を直接的に検知する検知手段（例えば、用紙Ｐに形成された凹凸を検知する測距センサである。）の検知結果に基いて、巻付け角度θが可変されるようにモータ７１が制御されることになる。

また、本実施の形態１において、モータ７１等で構成される可変手段を、搬送される用紙Ｐの含水分量が多いときに、搬送される用紙Ｐの含水分量が少ないときに比べて、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が大きくなって巻付け角度θが大きくなるように制御することもできる。これは、含水分量が多い用紙Ｐは、含水分量が少ない用紙Ｐに比べて、カールが生じやすいためである。
このような場合、図３に示す温湿度センサ７４（給紙カセット１２の近傍に設置されている。）によって絶対湿度を検知することによって、給紙カセット１２にセットされた用紙Ｐの含水分量を間接的に求めて、その結果に基いて巻付け角度θが可変されるようにモータ７１が制御することができる。
なお、給紙カセット１２にセットされた用紙Ｐの含水分量を含水分計によって直接的に検知して、その検知結果に基いて巻付け角度θが可変されるようにモータ７１が制御することもできる。

また、本実施の形態１において、モータ７１等で構成される可変手段を、搬送される用紙Ｐがカールしやすい紙種のものであるときに、搬送される用紙Ｐがカールしにくい紙種のものであるときに比べて、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が大きくなって巻付け角度θが大きくなるように制御することもできる。これは、用紙Ｐの種類（紙種）によって、カールの生じやすさに差異があるためである。
このような場合、ユーザーによって操作パネル７２に入力された用紙Ｐに関する情報に基いて、用紙Ｐの種類が検知されて、その検知結果が制御部７０に記憶された情報（紙種とカール量との関係に関する情報である。）と照合されて、その結果に基いて巻付け角度θが可変されるようにモータ７１が制御することができる。

以上説明したように、本実施の形態１におけるカール矯正装置４０には、カールした用紙Ｐの凸面側に対向するローラ部材４１との間に用紙Ｐを挟み込みながら搬送するベルト部材４２と、ベルト部材４２を介してローラ部材４１がそれぞれに当接するように走行方向上流側と走行方向下流側との離れた位置に設置された一対のコロ状部材４５、４６と、一対のコロ状部材４５、４６の間でベルト部材４２がローラ部材４１に巻き付くようにローラ部材４１を付勢する加圧アーム６１及び引張スプリング６２（付勢部材）と、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔を可変してローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θを可変するモータ７１（可変手段）と、が設けられている。
これにより、カール矯正の精度を高めることができる。

＜実施の形態２＞
図５及び図６にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図５は、実施の形態２におけるカール矯正装置４０を示す構成図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。また、図６は、そのカール矯正装置４０の動作を示す概略図である。
本実施の形態２におけるカール矯正装置４０は、ベルト部材４２の張力を調整する当接部材（テンショナー６５）が設置されている点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図５、図６に示すように、本実施の形態２におけるカール矯正装置４０も、前記実施の形態１のものと同様に、ローラ部材４１、ベルト部材４２、駆動ローラ４３、従動ローラ４４、一対のコロ状部材４５、４６、一対のアーム部材５１、５２、一対のギア５３、５４、保持部５５、加圧アーム６１、引張スプリング６２、可変手段としてのモータ７１、等で構成されている。

ここで、本実施の形態２におけるカール矯正装置４０には、ベルト部材４２に当接する当接部材としてのテンショナー６５と、テンショナー６５（当接部材）を可動してベルト部材４２の張力を調整する調整手段６６、６７、７１と、が設けられている。
そして、調整手段６６、６７、７１は、図６（Ａ）に示すように一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が大きくなって巻付け角度θ（θ１）が大きくなるようにモータ７１（可変手段）が制御されるときに、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔が小さくなって巻付け角度θ（θ２）が小さくなるようにモータ７１（可変手段）が制御されるときに比べて、ベルト部材４２に対する当接圧が小さくなる方向にテンショナー６５（当接部材）を可動することになる。

詳しくは、当接部材としてのテンショナー６５は、カール矯正装置４０の上方で、ベルト部材４２の内周面に当接する金属ローラである。テンショナー６５は、ベルト部材４２の走行にともない連れ回りするように、回転可能に保持されている。
テンショナー６５（当接部材）を可動する調整手段は、可動部材６６、ピニオンギア６７、モータ７１、等で構成されている。ピニオンギア６７は、第１ギア５３と同軸上に設置されていて、可変手段としても機能するモータ７１によって正逆方向に回転駆動される。可動部材６６は、一端側にテンショナー６５が回転可能に保持されていて、他端側（図５にて一点鎖線で示す部分である。）にピニオンギア６７に噛合するラックギアが形成されている。可動部材６６は、カール矯正装置４０の筐体に、上下方向に移動可能に保持されている。

そして、図６（Ａ）に示すように、前記実施の形態１で説明したように所定条件に基いてモータ７１の制御によって一対のコロ状部材４５、４６が黒矢印方向に移動してベルト部材４２の巻付け角度θ１が大きくなると、同じモータ７１によってピニオンギア６７が反時計方向に回転駆動されて、可動部材６６とともにテンショナー６５が白矢印方向（下方であって、ベルト張力を弱める方向である。）に移動することになる。
これに対して、図６（Ｂ）に示すように、前記実施の形態１で説明したように所定条件に基いてモータ７１の制御によって一対のコロ状部材４５、４６が黒矢印方向に移動してベルト部材４２の巻付け角度θ２が小さくなると、同じモータ７１によってピニオンギア６７が時計方向に回転駆動されて、可動部材６６とともにテンショナー６５が白矢印方向（上方であって、ベルト張力を強める方向である。）に移動することになる

このようにベルト部材４２の巻付け角度θの変化に応じて調整手段６６、６７、７１によってテンショナー６５を上下方向に移動させることで、ベルト部材４２の張力が大きく変化することなく略一定に適正化されて、ベルト部材４２とローラ部材４１とのニップ部の圧力（ニップ圧）も大きく変化することなく略一定に適正化されることになる。したがって、ベルト部材４２の巻付け角度θの変化によってベルト部材４２とローラ部材４１とのニップ部のニップ圧が大きくなり過ぎてしまい、用紙Ｐの定着画像にキズがついてしまったり光沢ムラが生じてしまったりする不具合が軽減されることになる。
さらに補足して説明すると、ベルト部材４２の巻付け角度θが大きくなると、その分だけベルト部材４２が引っ張られることになるので、テンショナー６５による調整がない場合には、ベルト部材４２の張力が大きくなる。そして、そのようにベルト部材４２の張力が大きくなると、ベルト部材４２とローラ部材４１とのニップ圧が大きくなってしまうことになる。特に、このような現象は、ベルト部材４２の周長が比較的短い場合に顕著になる。
本実施の形態２では、ベルト部材４２の巻付け角度θの変化に応じて調整手段６６、６７、７１によってテンショナー６５を上下動させてベルト張力を常に適正化しているため、上述したような不具合の発生が抑止されることになる。

なお、本実施の形態２では、調整手段としてピニオンラック機構を用いたが、調整手段はこれに限定されることなく、例えば、調整手段としてウォームギアを用いたものを用いることもできる。
また、本実施の形態２では、可変手段としてのモータ７１を調整手段としても機能させるように構成した。これに対して、可変手段と調整手段とを、兼用せずに、それぞれ別々に設けることもできる。
また、本実施の形態２において、エンコーダなどを用いてモータ７１（又は、第１ギア５３及びピニオンギア６７）の回転角度を検知することで、巻付け角度θやテンショナー６５の位置を把握することもできる。

以上説明したように、本実施の形態２におけるカール矯正装置４０にも、前記実施の形態１のものと同様に、カールした用紙Ｐの凸面側に対向するローラ部材４１との間に用紙Ｐを挟み込みながら搬送するベルト部材４２と、ベルト部材４２を介してローラ部材４１がそれぞれに当接するように走行方向上流側と走行方向下流側との離れた位置に設置された一対のコロ状部材４５、４６と、一対のコロ状部材４５、４６の間でベルト部材４２がローラ部材４１に巻き付くようにローラ部材４１を付勢する加圧アーム６１及び引張スプリング６２（付勢部材）と、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔を可変してローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θを可変するモータ７１（可変手段）と、が設けられている。
これにより、カール矯正の精度を高めることができる。

＜実施の形態３＞
図７及び図８にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図７は、実施の形態２におけるカール矯正装置４０を示す構成図であって、前記実施の形態１における図３に相当する図である。また、図８は、そのカール矯正装置４０の動作を示す概略図である。
本実施の形態３におけるカール矯正装置４０は、ローラ部材４１をベルト部材４２に向けて付勢する付勢力（加圧力）を調整できるように付勢部材を構成している点が、前記実施の形態１のものとは相違する。

図７、図８に示すように、本実施の形態３におけるカール矯正装置４０も、前記実施の形態１のものと同様に、ローラ部材４１、ベルト部材４２、駆動ローラ４３、従動ローラ４４、一対のコロ状部材４５、４６、一対のアーム部材５１、５２、一対のギア５３、５４、保持部５５、ローラ部材４１を付勢する付勢部材、可変手段としてのモータ７１、等で構成されている。
ここで、本実施の形態３では、前記各実施の形態とは異なり、一対のコロ状部材４５、４６の間でベルト部材４２がローラ部材４１に巻き付くようにローラ部材を付勢する付勢部材は、圧縮スプリング７５、ピニオンラック機構７６、７７、モータ７８などからなり、ローラ部材４１をベルト部材４２に向けて付勢する付勢力を可変できるように構成されている。

詳しくは、図７、図８に示すように、圧縮スプリング７５は、その一端側がローラ部材４１の軸受に接続され、その他端側が移動部材７６に接続されている。移動部材７６は、図7、図８の上下方向に移動可能に、カール矯正装置４０の筐体に保持されている。移動部材７６には、装置の筐体に設置されたピニオンギア７７に噛合するラックギア部が形成されている。
このような構成により、制御部７０によるモータ７８の制御によってピニオンギア７７が時計方向又は反時計方向に回転駆動されることで、移動部材７６が上下動して、圧縮スプリング７５の使用長さが可変されることになる。そして、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）が可変されることになる。

そして、本実施の形態３において、付勢部材７５〜７８は、搬送される用紙Ｐの紙厚が薄いときに、搬送される用紙Ｐの紙厚が厚いときに比べて、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力が小さくなるように制御される。

具体的に、ユーザーによって操作パネル７２に入力された用紙Ｐに関する情報に基いて、用紙Ｐの紙厚が検知される。
そして、通紙される用紙Ｐが厚紙の場合には、それほど大きなカールが生じなくて、それ程強いカール矯正は必要ないものとして、図８（Ｂ）に示すように、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が小さくなるように、制御部７０によってモータ７１が制御される。
しかし、厚紙はコシが強いため、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）が小さすぎると、用紙Ｐのコシに負けてしまって、ベルト部材４２とローラ部材４１との間に良好なニップ部が形成されなくなってしまう。そのため、本実施の形態３では、通紙される用紙Ｐが厚紙の場合に、図８（Ｂ）に示すように、制御部７０によるモータ７８の制御によってピニオンギア７７を時計方向に回転駆動することで移動部材７６を上方へ移動して、圧縮スプリング７５の使用長さを短くして、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）を大きくしている。

これに対して、通紙される用紙Ｐが薄紙の場合には、ある程度大きなカールが生じて、ある程度強いカール矯正が必要であるものとして、図８（Ａ）に示すように、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が大きくなるように、制御部７０によってモータ７１が制御される。
しかし、厚紙はコシが弱いため、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）がある程度小さくても、用紙Ｐのコシに負けてしまってベルト部材４２とローラ部材４１との間に良好なニップ部が形成されなくなってしまうような現象は生じない。また、ニップ部における加圧力（ニップ圧）は、用紙Ｐ上の画像への影響を考慮すると、可能な限り小さく設定することが好ましい。これらのことから、本実施の形態３では、通紙される用紙Ｐが厚紙でなくて普通紙や薄紙である場合に、図８（Ａ）に示すように、制御部７０によるモータ７８の制御によってピニオンギア７７を反時計方向に回転駆動することで移動部材７６を下方へ移動して、圧縮スプリング７５の使用長さを長くして、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）を小さくしている。

なお、本実施の形態３において、付勢部材７５〜７８を、搬送される用紙Ｐのカール量、紙種、含水分量のうち少なくとも１つに基いて、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力が可変制御されるようにすることもできる。
具体的に、先に前記実施の形態１で説明したような検知方法によって用紙Ｐのカール量や紙種や含水分量を検知する。そして、用紙Ｐのカール量が大きくなると判別された場合には、用紙Ｐのカール量が小さくなると判別された場合に比べて、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が大きくなるように、制御部７０によってモータ７１が制御される。そして、そのように一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が大きくなる場合には、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔（巻付け角度θ）が小さくなる場合に比べて、良好なニップ部を形成するために大きな加圧力が必要になることが多いため、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）が大きくなるように付勢部材７５〜７８を制御する。

また、本実施の形態３において、操作者の操作によって、ローラ部材４１をベルト部材４２に向けて付勢する付勢力を可変できるように、付勢部材７５〜７８を構成することもできる。
具体的に、ユーザーなどの操作者が、操作パネル７２を操作して、付勢部材７５〜７８を制御することで、ベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力（加圧力）が調整できるように構成する。ローラ部材４１とベルト部材４２とのニップ部における加圧力（ニップ圧）は、用紙Ｐ上の画像への影響を考慮すると、可能な限り小さく設定することが好ましい反面、良好なニップ部を形成するには用紙Ｐの厚さやカール量などの複数の要因が絡み合う。そのため、操作者の操作によってベルト部材４２に対するローラ部材４１の付勢力を所望の大きさに自由に調整できるように構成することにより、装置の実施用状態に則した適正な対応をとることができる。

以上説明したように、本実施の形態３におけるカール矯正装置４０にも、前記各実施の形態のものと同様に、カールした用紙Ｐの凸面側に対向するローラ部材４１との間に用紙Ｐを挟み込みながら搬送するベルト部材４２と、ベルト部材４２を介してローラ部材４１がそれぞれに当接するように走行方向上流側と走行方向下流側との離れた位置に設置された一対のコロ状部材４５、４６と、一対のコロ状部材４５、４６の間でベルト部材４２がローラ部材４１に巻き付くようにローラ部材４１を付勢する付勢部材としての圧縮スプリング７５と、一対のコロ状部材４５、４６の走行方向の間隔を可変してローラ部材４１に対するベルト部材４２の巻付け角度θを可変するモータ７１（可変手段）と、が設けられている。
これにより、カール矯正の精度を高めることができる。

なお、前記各実施の形態において、熱ヒータ方式のローラ式定着装置２０が上流側に設置されたカール矯正装置４０に対して本発明を適用したが、カール矯正装置の上流側に設置される定着装置の構成はこれに限定されることなく、熱ヒータ方式のベルト式定着装置であっても良いし、電磁誘導方式（ＩＨ方式）の定着装置であっても良いし、抵抗発熱方式の定着装置であっても良い。
そして、そのような場合にも、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

また、前記各実施の形態では、定着工程後の用紙Ｐに生じるカールが、定着面の側に凹状に湾曲するもの（図２、図３、図５等の下方に凸状に湾曲するカールである。）となる画像形成装置１に設置されるカール矯正装置４０に対して、本発明を適用した。これに対して、画像形成装置１の構成によって、定着工程後の用紙Ｐに生じるカールが、定着面の側に凸状に湾曲するもの（図２、図３、図５等の上方に凸状に湾曲するカールである。）となる場合には、そのような画像形成装置１に設置されるカール矯正装置４０に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そのような場合には、図９に示すように、カール矯正装置４０において、ローラ部材４１は、定着工程後の用紙Ｐの定着面に対向するように配置されて、ベルト部材４２は、定着工程後の用紙Ｐの非定着面に対向するように配置されることになる。そして、そのように構成されたカール矯正装置４０において、前記各実施の形態でおこなわれたものと同様の制御がおこなわれることになる。
そして、そのような場合にも、前記各実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（定着回転体）、
２２ 加圧ローラ（加圧回転体）、
４０ カール矯正装置、
４１ ローラ部材、
４２ ベルト部材、
４３ 駆動ローラ、 ４４ 従動ローラ、
４５ 第１コロ状部材（コロ状部材）、
４６ 第２コロ状部材（コロ状部材）、
５１ 第１アーム部材、 ５２ 第２アーム部材、
５３ 第１ギア、 ５４ 第２ギア、
５５ 保持部、
６１ 加圧アーム（付勢部材）、
６２ 引張スプリング（付勢部材）、
６５ テンショナー（当接部材）、
７１ モータ（可変手段）、
Ｐ 用紙（記録媒体）。

特開平５−３４１６００号公報

Claims (11)

1. 用紙に生じた所定方向のカールを矯正するカール矯正装置であって、
   カールした用紙の凸面側に対向するように配置されたローラ部材と、
   所定方向に走行して、前記ローラ部材との間に用紙を挟み込みながら搬送するベルト部材と、
   前記ベルト部材を介して前記ローラ部材がそれぞれに当接するように、前記ベルト部材の走行方向の上流側と下流側との離れた位置に設置された一対のコロ状部材と、
   前記ローラ部材が前記ベルト部材を介して前記一対のコロ状部材に当接して、前記一対のコロ状部材の間で前記ベルト部材が前記ローラ部材に巻き付くように、前記ローラ部材を付勢する付勢部材と、
   前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔を可変して、前記ローラ部材に対する前記ベルト部材の巻付け角度を可変する可変手段と、
   を備え、
   前記一対のコロ状部材は、それぞれ、支軸を中心にして回動可能に形成されたアーム部材に保持され、
   一対の前記アーム部材の前記支軸には、それぞれ、前記アーム部材とともに回転可能に構成されたギアが設置され、
   一対の前記ギアは、互いに噛合して、いずれか一方が前記可変手段としてのモータによって正逆方向に回転駆動されることを特徴とするカール矯正装置。
2. 前記可変手段は、搬送される用紙のカール量が大きいときに、搬送される用紙のカール量が小さいときに比べて、前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔が大きくなって前記巻付け角度が大きくなるように制御され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. 前記可変手段は、搬送される用紙の紙厚が薄いときに、搬送される用紙の紙厚が厚いときに比べて、前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔が大きくなって前記巻付け角度が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１に記載のカール矯正装置。
4. 前記可変手段は、搬送される用紙の含水分量が多いときに、搬送される用紙の含水分量が少ないときに比べて、前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔が大きくなって前記巻付け角度が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１に記載のカール矯正装置。
5. 前記可変手段は、搬送される用紙がカールしやすい紙種のものであるときに、搬送される用紙がカールしにくい紙種のものであるときに比べて、前記一対のコロ状部材の前記走行方向の間隔が大きくなって前記巻付け角度が大きくなるように制御されることを特徴とする請求項１に記載のカール矯正装置。
6. 前記付勢部材は、
   前記ローラ部材を前記ベルト部材に向けて付勢する付勢力を可変できるように構成されて、
   搬送される用紙の紙厚が薄いときに、搬送される用紙の紙厚が厚いときに比べて、前記付勢力が小さくなるように制御されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のカール矯正装置。
7. 前記付勢部材は、
   前記ローラ部材を前記ベルト部材に向けて付勢する付勢力を可変できるように構成されて、
   搬送される用紙のカール量、紙種、含水分量のうち少なくとも１つに基いて、前記付勢力が可変制御されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のカール矯正装置。
8. 前記付勢部材は、操作者の操作によって、前記ローラ部材を前記ベルト部材に向けて付勢する付勢力を可変できるように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のカール矯正装置。
9. 当該カール矯正装置は、用紙の表面に担持されたトナー像を定着する定着装置に対して、搬送方向下流側に設置されて、
   前記ローラ部材は、定着工程後の用紙の非定着面に対向するように配置され、
   前記ベルト部材は、定着工程後の用紙の定着面に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のカール矯正装置。
10. 当該カール矯正装置は、用紙の表面に担持されたトナー像を定着する定着装置に対して、搬送方向下流側に設置されて、
    前記ローラ部材は、定着工程後の用紙の定着面に対向するように配置され、
    前記ベルト部材は、定着工程後の用紙の非定着面に対向するように配置されたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のカール矯正装置。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のカール矯正装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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