JPH04365081A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機等の画像形成装置
に関し、特に再生紙等の腰の弱い記録紙が定着装置によ
る画像定着後にカールを起こすことに起因して後の工程
で発生し易い搬送不良等の不具合を解消することができ
る画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来からパルプ資源の節約のために、ゴミ
として廃棄処分されていた紙の再利用が図られており、
最近では複写機等の画像形成装置に用いられる記録紙に
も再生紙が利用されるようになってきている。

【０００３】ところが、再生紙は腰が弱いためカールし
易く、カールした状態で画像形成装置内を搬送されると
、各所で種々の不具合を起こす原因となる。特に、熱ロ
ールと定着ロールとの間で転写済み記録紙を加圧するこ
とによりトナー像の定着を行う定着装置にあっては、両
ローラのニップ部を通過して排出されてきた記録紙にカ
ールが形成され易く、後続の搬送工程においてカールに
起因した不具合を招来する。すなわち、例えば両面複写
機においては片面コピー済みの記録紙を両面トレイに一
旦スタックしてから、裏面を複写するために転写部に向
けて順次再給紙することによって両面複写を行っている
が、前記のように片面に転写、定着を受けた再生紙はカ
ール癖を有し易く、この再生紙が両面トレイにスタック
されるとスタック不良状態が発生する。スタック不良の
記録紙を再給紙すると搬送過程においてジャム、コピー
傷、耳折れや、記録紙と転写画像との間の整合不良等の
不具合が頻発することが知られている。また、反転装置
を用いて記録紙を反転させる場合、反転不良ジャム、コ
ピーきず、耳折れ等が発生し、ソータ、フィニッシャ等
を用いる場合もスタック不良、コピーきず、折れ等が発
生することが知られている。

【０００４】このような不具合を解決するために例えば
画像定着用の加熱ローラと加圧ローラのニップ部を通過
した記録紙に対してカール方向と逆方向にストレスを加
えるようにしたカール矯正装置（特開昭５９−３０１５
６号公報）や、搬送経路を２種類設けてカール状態に応
じて記録紙を選別し、搬送経路を異ならせることによっ
てカールを矯正するようにしたカール矯正装置（実開昭
６１−２８７５４号公報）や、実開昭６１−２８７５５
号公報に開示されたカール矯正装置等が提案されている
。

【０００５】しかしながら、記録紙はその紙質、含水分
率によってカール方向及びカール量が異なるため、上記
従来のカール矯正方法によって全ての態様のカールを矯
正することはできず、全てを解決する装置を得るために
は大きなストレスや、熱量を付与する手段を併設する必
要が生じ、コストが大幅に増大する虞れが強い。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記に鑑みてなされたものであ
り、大幅なコストアップを招くことなく、既存の定着装
置に簡単な構成のカール矯正手段を付加するとともに制
御プログラムをわずかに変更するだけで、定着装置を排
出された記録紙に生じ易いカールを解消することができ
る画像形成装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【発明の構成】上記目的を達成するため本発明は、トナ
ー画像を転写した記録紙を熱ローラと加圧ローラとの間
で加圧することにより該トナー画像を定着する定着装置
と、該熱ローラに先端部を圧接して該ローラのニップ部
を通過してきた記録紙を剥離する剥離爪と、該剥離爪が
該熱ローラに接触する位置を変更できるように該剥離爪
を保持する剥離爪駆動機構と、給紙搬送される記録紙の
種類を検知する記録紙種類検知装置と、温度湿度を計測
する温湿度計と、各種類の記録紙が種々の温湿度環境下
においていかなる方向にどの程度カールするかを推定す
るための情報及び各態様のカールを姿勢矯正するために
必要な前記剥離爪駆動機構に対する制御情報を格納した
記憶部と、該記録紙種類判定装置及び温湿度計からの各
検知情報に基づいて該記憶部からカールを矯正するため
の情報を読み出して前記剥離爪駆動機構を作動せしめ該
剥離爪が該熱ローラと接触する位置を変化させる制御部
とを備えたこと、前記記録紙種類検知装置が記録紙表面
の光反射率を検知する反射型センサから成り、前記記憶
部は該光反射率に基づいて前記記録紙の種類を判定する
ためのデータを格納し、前記制御部は該記録紙種類検知
装置が検知した光反射率の値に対応する記録紙の種類を
該記憶部から読み出して前記カール矯正に必要な制御を
行うこと、更には、前記記録紙種類検知装置が給紙カセ
ットに設けたスイッチ作動片と、給紙装置側に設けたス
イッチとから成り、前記制御部は該給紙カセットを該給
紙装置に装着した時に該スイッチ作動片が該スイッチを
ＯＮしたか否かによって該給紙カセットに収納した記録
紙の種類を判定することを特徴としている。

【０００８】以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に
説明する。

【０００９】図１において複写機本体１には記録紙２を
収納する複数の給紙部３ａ，３ｂ，３ｃ、コピー機構部
４、自動原稿搬送部５等が設けられ、更に複写機本体の
側部には本体１内の給紙経路と連結する大容量給紙装置
６、本体１内の排紙経路と連結するソータ７、ステープ
ラ８が配置されている。

【００１０】前記コピー機構部４は、光学系９、感光体
ベルト１０、クリーニング部１１、転写部１２、現像部
１３よりなる公知のものである。搬送ベルト１４により
転写後の記録紙２は、熱ロール形式の定着装置１５へ送
られ、更に後述するカール測定手段１６、両面コピー時
に送られる両面トレイ（スタック部）１７へガイド板１
８によって搬送され、本体１へ排紙される。尚、図中１
９は本体トレイ、２０、２１は切り替え爪である。

【００１１】各給紙部（給紙カセット）３ａ，３ｂ，３
ｃ、大容量給紙装置６の直上位置には夫々記録紙種類検
知装置６０が配置されている。

【００１２】通常記録紙２は定着装置１５にて加熱され
ると、その加熱、ロール効果、及び含水分量の変動（蒸
発）によってカールが発生する。定着後の記録紙カール
の程度は図２に示すようになり、含水分量を７％以下に
抑えると、画像を転写した紙面と反対側へカールするバ
ックカール、及び画像側へカールするフェイスカールが
夫々略１０ミリメートル以下となって望ましいカール範
囲となる。この場合、カール量ａは、図３に示した様に
記録紙２を１０枚重ねた状態の水平部２２からの距離を
測定したものである。

【００１３】また、同じ種類の記録紙２であっても図４
に示す様に、相対湿度による含水分量の変化により、カ
ール量、カール方向が変化する。

【００１４】次に、図５は本発明を適用した定着装置の
構成を示す図、図６（ａ）　（ｂ）　は剥離爪の動作を
示す説明図、図７は記録紙種類検知装置としてフォトセ
ンサを用いた場合の具体的な回路図、図８は被検出対象
としての記録紙からの反射光量の違いに応じたセンサ出
力の違いを示す図、図９はカール量、方向の推定と、爪
の動作手順を示すフローチャートである。

【００１５】図５において、一対の熱ローラ８０と加圧
ローラ８１とからなる定着装置１５は、熱ローラ８０と
加圧ローラ８１とのニップ部の下流側位置に、上記熱ロ
ーラ８０から記録紙２を剥離して下流の搬送ローラ８６
，８７部に導くための剥離爪８８を有し、加圧ローラ８
１と搬送ローラ８７との間に設けたガイド板９０の外側
位置にて軸９１を中心として回動し得るように配置した
セクターギヤ９２のアーム９３の先端部に、上記剥離爪
８８の中間部を、保持軸９４により回動自在に支持させ
ている。更に、上記剥離爪８８の中間部に突設したアー
ム部９５に、一端を適所に固定した加圧用スプリング９
６の他端を係止し、該加圧用スプリング９６により剥離
爪８８に保持軸９４を中心とする回動力を付与して剥離
爪８８の先端が常時熱ローラ８０に圧接するようにして
いる。又、上記セクターギヤ９２に、モータ（例えば、
パルスモータ）９７によって回転駆動されるようにした
ウォーム９８を噛合させ、該ウォーム９８の回転により
セクターギヤ９２を軸９１を中心として回動させること
により、上記剥離爪８８が変位させられるようにし、且
つ上記剥離爪８８の変位をセクターギヤ９２の回動変位
から検出するようにした爪位置センサ９９を設けている
。なお、符号８９は搬送ローラ８６と剥離爪８８との間
に設けたガイド板である。

【００１６】セクタギヤ９２、モータ９７及びウォーム
９８は剥離爪駆動機構を構成している。また、この実施
例ではモータ９７を用いているが、駆動手段としてはソ
レノイドその他いかなる手段を用いてもよい。

【００１７】図５中に併記した制御回路は、記録紙種類
検知装置６０と、温湿度計１０１からの温湿度に関する
データと記憶部１０３からのデータからカール量及び方
向を推定するカール推定装置１０５と、カールレベルの
基準値を設定するためのカールレベル設定装置１０７と
、カールレベル設定装置１０７からの信号とカール推定
装置１０５からの信号を比較する比較器１０９と、該比
較器１０９からの信号に基づいてモータ９７に駆動指令
を送ると共に爪位置センサ９９等からのフィードバック
信号を入力させるようにした制御器１１１（ＣＰＵ等を
備える）を有する。記憶部１０３には前記検知データの
内容に応じてモータ９７に出力すべき制御信号の内容（
制御データ）が格納されている。

【００１８】図７は記録紙種類検知装置６０を反射型フ
ォトセンサにて構成した例を示しており、給紙カセット
３ａ，３ｂ，３ｃ、及び大容量給紙装置６に収納されて
いる記録紙Ｐの色や紙質が異なる場合には前記センサか
らの出力が異なってくる。例えば、一般的な普通紙では
反射率が高く、再生紙は反射率が低く、記録紙が存在し
ない場合には出力は低い。発光素子６２から出力されて
紙面で反射して受光素子６３に入射された検知光はオペ
アンプ６４及びＡ／Ｄコンバータ６５を介してＣＰＵ（
制御器）７０に入力される。ＣＰＵ７０は前記反射光量
に基づいて収納された紙の種類を判別する。例えば、被
検出対象としての記録紙からの反射光量の違いに応じた
センサ出力の違いを示す図８に示す様にセンサ出力（Ｖ
）Ｐ１を記録紙の有無検出レベルとすれば、記録紙が全
く収納されていない場合の出力ＰはＰ≦Ｐ１であり、普
通紙である場合にはＰ２≦Ｐ≦Ｐ３、再生紙の場合には
Ｐ４≦Ｐ≦Ｐ５となる様に記憶部１０３内の制御情報を
設定しておき、この制御情報に基づいてＣＰＵが判断を
行う様にする。

【００１９】なお、この実施例ではＣＰＵ７０と図５の
制御器１１１とを各別の構成であるかの如く示している
が、これらは同一の制御部（マイクロコンピュータ）内
に含まれるよう構成するのが一般的であろう。

【００２０】また、前述の様に記録紙はその種類によっ
て相対湿度と含水分率、含水分率とカール量、カール方
向が夫々違ってくるが、記録紙の種類毎に含水分率に応
じたカール量、カール方向に関するデータを図５の記憶
部１０３に予め格納しておく。そして、画像形成装置の
電源がＯＮされた状態において、給紙カセット等に収納
された記録紙の種類を記録紙種類検知装置６０によって
検知判別すると共に、その時点における複写機内の温湿
度を温度計１０１により読取る。ＣＰＵはこの２つのデ
ータに基づいて当該記録紙のカール量及びカールの方向
を記憶部６１より読み出してカール量及びカール方向に
関する推定結果を得る。続いて、ＣＰＵ７０は推定され
たカールに関するデータが、カールレベル設定装置１０
７に予め設定されている基準値を越えているか否かの判
断を行い、越えている場合には上述した爪の当接位置の
制御を行うためにモータ９７に制御信号を出力する。

【００２１】図５の実施例ではモータ９７を正転させる
とセクタギヤ９２が時計方向に回動してアーム部９５を
Ｘ方向へ回動させる一方、モータ９７を逆転させるとア
ーム部はＹ方向へ回動する。アーム部９５がＸ方向へ回
動すると、爪８８の先端部は図６（ａ）　に示すように
両ローラ８０、８１のニップ部から離間した方向へ移動
し、Ｙ方向へ回動すると図６（ｂ）　に示すようにニッ
プ部へ接近する方向へ移動する。

【００２２】なお、上記実施例では記録紙の種類検知装
置６０は、普通紙と、再生紙の種類の検知を行うものと
して説明したが、３種類以上の紙種を検知判別できる様
に構成することは勿論可能である。

【００２３】次に、上記実施例では記録紙種類検知装置
として反射型のフォトセンサを用いた例を示したが、こ
れは一例に過ぎず他の検知手段を用いることも可能であ
る。

【００２４】例えば、図１０、図１１は他の検知装置の
例を示し、この記録紙種類検知装置６０は給紙カセット
５１自体に突起状のスイッチ作動片５２を有しており、
カセット５１を矢印方向に押し込んで画像形成装置の給
紙部に装着したときに給紙部側に設けたスイッチ５３が
作動片５２によって押し込まれて接点５４にＯＮするよ
うに構成されている。スイッチ５３はカセット５１の未
装着時においては接点５４から離間した位置に弾性付勢
されており、カセット５１が装着されたときに作動片５
２によって押圧された作動片５２と接触する。この接触
状態が継続している間中スイッチ５３からＣＰＵ７０に
対して給紙カセットの検知信号を出力する。この実施例
では予めこの給紙カセット５１を再生紙専用カセットと
決めているので、ＣＰＵには再生紙を検知した旨を検知
信号が出力される。カセットを離脱した場合にはスイッ
チ５３は原位置に復帰してＯＦＦ状態となる。

【００２５】図１１は普通紙専用のカセットの場合であ
り、この場合は前記の如き作動片５２がないので、カセ
ットを装着してもスイッチ５３がＯＮしない。この結果
、ＣＰＵは普通紙専用のカセットであることを識別判定
する。この場合、カセットの有無を検知するセンサを別
個に設けて、誤検知が発生しないよう配慮することが好
ましい。なお、図１０、図１１において、符号５５は記
録紙Ｐを積層する底板、５６は給紙コロである。

【００２６】以上の構成において、熱ローラ８０と加圧
ローラ８１のニップ部に進入してトナー画像の定着を受
けた記録紙２は、剥離爪８８により熱ローラ８０から剥
離され、ガイド板８９，９０に案内されて搬送ローラ８
６，８７部に導かれた後、搬送ローラ８６，８７により
後工程に搬送される。

【００２７】後工程に搬送された記録紙２にカールが発
生している場合、そのカール量及び方向がカール推定装
置１０５により推定され、推定値が比較器１０９に送ら
れる。比較器１０９で、このカール推定装置１０５の推
定値と、カールレベル設定装置１０７にて予め設置して
おいた基準値とが比較され、推定値が基準値を越えてい
た場合、制御器１１１にその信号が送られ、制御器１１
１は比較器１０９からの信号に基づいてモータ９７を正
逆いずれかの方向へ駆動する。

【００２８】モータ９７の駆動によりウォーム９８が回
転すると、該ウォーム９８と噛合するセクターギヤ９２
が軸９１を中心に回動するため、アーム９３の先端に支
持された剥離爪８８が図５の実線の位置から二点鎖線あ
るいは一点鎖線の位置へと変位させられる。この際、剥
離爪８８の先端は加圧用スプリング９６の加圧力により
常時熱ローラ８０に接触した状態を保持している。これ
により、剥離爪８８の熱ローラ８０に対する剥離角が変
更され、この剥離角の調整によって記録紙に発生するカ
ール量が低減される。ニップ部を通過した記録紙の先端
部はフェイス方向或はバック方向のいずれかにカールす
るカール癖を付与されているが、ニップ部通過直後は図
示のように熱ローラ８０の外周面に密着した状態となっ
ているため、剥離爪８８によって記録紙先端部をローラ
表面から剥離する際に、カールの程度に応じてカールの
矯正を行う点が本発明の特徴である。

【００２９】すなわち、図６（ａ）　（ｂ）　に示す如
く、剥離爪８８の熱ローラ８０への接触点を、たとえば
、Ａ点からＢ点へと変化させると、剥離角がθ、からθ
２　へと小さくなるため、熱ローラ８０から剥離された
記録紙２に与えるストレスの向きを変えることができる
。したがって、図１２の特性図に示す如く、記録紙２の
状態（推定されたカールの態様）に応じて、剥離爪８８
の熱ローラ８０への接触位置（剥離角）を調整すること
により、カール量を低減することができる。

【００３０】上述した動作を図９のフローチャートを用
いて更に詳述する。

【００３１】先ず、温湿度を温湿度計１０１により測定
し、同時に記録紙種類検知装置により転写紙の種類（再
生紙、普通紙の２種類）を検知判別する。続いて、この
温湿度のデータ及び記録紙の種類より、その状態におけ
るカール量及びカール方向を図５の記憶部より引出し、
カール量、方向を推定する（ステップ２００〜２０７）
。次に、比較器１０９にてカール量がカールレベル設定
装置１０７に設定されている基準値を越えているかどう
か判断する（ステップ２１１）。基準値を越えるバック
カールが推定される場合には、剥離爪８８を図５のＸ方
向に移動させて剥離角θを大きくした状態で記録紙先端
部から剥離を開始する。一方、基準値を越えるフェイス
カールが推定される場合には、剥離爪８８を図５のＹ方
向に移動させて剥離角を小さくする。剥離爪８８の位置
はセクターギヤ９２の移動を介して爪位置センサ９９に
より複数段階で検知できる。

【００３２】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、たとえば、剥離爪８８の移動に追従し
てガイド板８９を移動させるようにして、剥離後の記録
紙搬送の最適条件を保つようにしてもよく、又、前述の
ように剥離爪８８の移動はソレノイド等で行うようにし
てもよく、その他本考案の要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更を加え得ることは勿論である。

【００３３】このように本発明は、表面にトナー画像を
形成した複写紙を熱ローラと加圧ローラとからなる定着
装置のニップで定着させるようにしてある複写装置にお
いて、複写紙搬送経路又は給紙トレイ（あるいはカセッ
ト）部で転写紙の種類を判別し、この転写紙がその時の
温湿度環境において、カールする量、方向を推定するカ
ール推定装置と、上記ニップ部の下流で複写紙を熱ロー
ラより剥離するための剥離爪と、該剥離爪の熱ローラへ
の接触位置を変更できるように該剥離爪を保持する保持
装置と、上記剥離爪を変位駆動する駆動装置と、上記カ
ール測定装置で測定された値に基づいて上記駆動装置を
制御する制御装置とを備えた構成とした。そして、カー
ル推定装置により複写紙のカール量が推定されると、該
測定値に基づいて制御装置より駆動装置に指令が出され
、剥離爪が変位する。この変位により剥離爪の熱ローラ
への接触位置を調整できるため、熱ローラから剥離され
る複写紙へのストレスが変えられ、カール量が低減され
る。

【００３４】なお、上記実施例では主として記録紙種類
検知装置６０を給紙カセット、トレイの近傍に配置する
例を示したが、これは一例に過ぎない。従って、例えば
反射式フォトセンサを用いる場合には、該検知装置の配
置場所としては記録紙の搬送経路中であればいかなる場
所であってもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明は、このように本考
案の画像形成装置によれば、記録紙の種類を判別するこ
とにより記録紙のカール量を推定し、熱ローラから記録
紙を剥離するための剥離爪の位置を該推定カール量に応
じて変化させたので、再生紙等のカール量の多い記録紙
を使用した時でもカール量を低減することができ、これ
により、定着後の工程でのジャム、コピーきず、耳折れ
等を防止することができる、という優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像形成装置の一例の概略構
成説明図。

【図２】含水分量に応じたカール量の変化を示す図。

【図３】カールの量を示す図。

【図４】相対湿度と含水分量との関係を示す図。

【図５】本発明を適用した定着装置の構成を示す図。

【図６】（ａ）　（ｂ）　は剥離爪の動作を示す説明図
。

【図７】記録紙種類検知装置としてフォトセンサを用い
た場合の具体的な回路図。

【図８】被検出対象としての記録紙からの反射光量の違
いに応じたセンサ出力の違いを示す図。

【図９】カール量、方向の推定と、爪の動作手順を示す
フローチャートでスタック部の構成及びカールの各態様
を示す図。

【図１０】記録紙種類検知装置の他の実施例の説明図。

【図１１】記録紙種類検知装置の他の実施例の説明図。

【図１２】記録紙の状態と剥離爪の熱ローラへの接触位
置との関係を示す図である。

【符号の説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トナー画像を転写した記録紙を熱ロー
   ラと加圧ローラとの間で加圧することにより該トナー画
   像を定着する定着装置と、該熱ローラに先端部を圧接し
   て該ローラのニップ部を通過してきた記録紙を剥離する
   剥離爪と、該剥離爪が該熱ローラに接触する位置を変更
   できるように該剥離爪を保持する剥離爪駆動機構と、給
   紙搬送される記録紙の種類を検知する記録紙種類検知装
   置と、温度湿度を計測する温湿度計と、各種類の記録紙
   が種々の温湿度環境下においていかなる方向にどの程度
   カールするかを推定するための情報及び各態様のカール
   を姿勢矯正するために必要な前記剥離爪駆動機構に対す
   る制御情報を格納した記憶部と、該記録紙種類判定装置
   及び温湿度計からの各検知情報に基づいて該記憶部から
   カールを矯正するための情報を読み出して前記剥離爪駆
   動機構を作動せしめ該剥離爪が該熱ローラと接触する位
   置を変化させる制御部とを備えたことを特徴とする給紙
   装置。
2. 【請求項２】　　前記記録紙種類検知装置が記録紙表面
   の光反射率を検知する反射型センサから成り、前記記憶
   部は該光反射率に基づいて前記記録紙の種類を判定する
   ためのデータを格納し、前記制御部は該記録紙種類検知
   装置が検知した光反射率の値に対応する記録紙の種類を
   該記憶部から読み出して前記カール矯正に必要な制御を
   行うことを特徴とする請求項１の給紙装置。
3. 【請求項３】　　前記記録紙種類検知装置が給紙カセッ
   トに設けたスイッチ作動片と、給紙装置側に設けたスイ
   ッチとから成り、前記制御部は該給紙カセットを該給紙
   装置に装着した時に該スイッチ作動片が該スイッチをＯ
   Ｎしたか否かによって該給紙カセットに収納した記録紙
   の種類を判定することを特徴とする請求項１の給紙装置
   。