JP2012229113A - カール除去装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材のカール方向を事前に自動的に判別して記録材のカールを効率良く確実に除去することができるカール除去装置を提供すること。
【解決手段】圧接状態で回転する第１ローラー３１と第２ローラー３２から成るローラー対と、該ローラー対を収容するケーシング３３と、電動モーター（ローラー回転手段）Ｍ２と、ケーシング３３を回転させる電動モーター（ケーシング回転手段）Ｍ１を備え、前記ローラー対の間に記録材を通過させることによって該記録材のカールを除去するカール除去装置３０において、前記ローラー対の記録材搬送方向上流側に、記録材との距離を検出するアナログセンサー４０を配置し、該アナログセンサー４０によって検出される距離に基づいて記録材のカール方向を判定し、その判定結果に応じて電動モーターＭ１の駆動を制御してケーシング３３を選択的に１８０°回転させるコントローラー（制御手段）５０を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙等の記録材に発生したカールを取り除くためのカール除去装置及びこれを備えた複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式によって用紙等の記録材に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に画像情報に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化される。そして、像担持体上に形成されたトナー像は、適当なタイミングで供給される記録材上に転写され、トナー像が転写された記録材は、定着装置によって熱と圧力によってトナー像の定着を受けた後に機外に排出されて一連の画像形成動作が完了する。

ところで、上記画像形成動作の過程において定着装置を通過した記録材は、加熱及び加圧されているために搬送方向にカールし易く、カールした記録材が排紙トレイ上に排出されると、排紙トレイ上に積み重ねられた複数枚の記録材の間に隙間が発生し、排紙トレイ上における記録材のストック性が悪くなるという問題がある。

そこで、特許文献１には、圧接状態で回転する２種類の硬度の異なる第１ローラーと第２ローラーから成るローラー対と、該ローラー対を収容するケーシングと、前記ローラー対を回転駆動するローラー回転手段と、前記ケーシングを前記ローラー対と平行な軸回りに回転させるケーシング回転手段を備え、前記ローラー対の間に記録材を通過させることによって該記録材のカールを除去するカール除去装置が提案されている。このカール除去装置によれば、記録材のカール方向に応じてケーシングを１８０°回転（半回転）させることによって第１ローラーと第２ローラーの配置を逆転させ、何れの方向にカールした記録材であっても、そのカールを除去することができる。

特開２００９−０２９５５４号公報

しかしながら、特許文献１において提案されたカール除去装置では、記録材のカール方向を事前に自動的に判定することができず、排紙トレイ上に排出された記録材のストック性をユーザーが目視することによって記録材のカール方向を判定せざるを得ず、その作業が面倒で不正確であるとともに、最初から記録材の全てについてカールを除去することは困難であった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、記録材のカール方向を事前に自動的に判別して記録材のカールを効率良く確実に除去することができるカール除去装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、圧接状態で回転する第１ローラーと第２ローラーから成るローラー対と、該ローラー対を収容するケーシングと、前記ローラー対を回転駆動するローラー回転手段と、前記ケーシングを前記ローラー対と平行な軸回りに回転させるケーシング回転手段を備え、前記ローラー対の間に記録材を通過させることによって該記録材のカールを除去するカール除去装置において、前記ローラー対の記録材搬送方向上流側に、記録材との距離を検出するセンサーを配置し、該センサーによって検出される距離に基づいて記録材のカール方向を判定し、その判定結果に応じて前記ケーシング回転手段の駆動を制御して前記ケーシングを選択的に１８０°回転させる制御手段を設けたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記センサーを記録材の幅方向中央に配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記センサーは、記録材との距離によって電圧値が変化するアナログセンサーであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記制御手段は、前記アナログセンサーの電圧値が所定の閾値を超えると前記ケーシングを１８０°回転させることを特徴とする。

請求項５記載の画像形成装置は、請求項１〜４の何れかに記載のカール除去装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、記録材がカール除去装置に進入する以前にそのカール方向がセンサーの検出結果に基づいて自動的に判別され、該記録材のカール方向に応じてケーシングが選択的に１８０°回転（半回転）されて第１ローラーと第２ローラーの配置（記録材にそのカール方向とは反対方向のカールを与えるような配置）が決定されるため、記録材のカールが効率良く確実に除去され、ユーザーの負担が軽減される。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。 本発明に係るカール除去装置の正断面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係るカール除去装置のケーシングが１８０°回転した状態を示す図３と同様の図である。 本発明に係るカール除去装置の制御手順を示すフローチャートである。

以下に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は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのカラーレーザープリンターの断面図であり、図示のカラーレーザープリンターはタンデム型であって、その本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１Ｋが一定の間隔でタンデムに配置されている。

上記各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されており、各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電ローラー３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、１次転写ローラー５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ及びドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

ここで、前記感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示の駆動モーターによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、前記帯電ローラー３ａ〜３ｄは、各感光ドラム２ａ〜２ｄに接触して従動回転することによって各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面をそれぞれ所定の電位に均一に帯電させるものである。

更に、前記現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（Ｋ）トナーをそれぞれ収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化するものである。

又、前記１次転写ローラー５ａ〜５ｄは、各１次転写部にて無端状の像担持体である中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。ここで、中間転写ベルト７は、駆動ローラー８と２つのテンションローラー９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されており、前記駆動ローラー８は、２次転写部において中間転写ベルト７を介して２次転写ローラー１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラー９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。

更に、装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋの下方にはレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１２が配置され、その下方の本体１００の底部には給紙カセット１３が着脱可能に設置されている。そして、給紙カセット１３には記録材である複数枚の用紙が積層収容されており、この給紙カセット１３の近傍には、給紙カセット１３から用紙を取り出すピックアップローラー１４と、取り出された用紙を分離して搬送パスＳへと１枚ずつ送り出すフィードローラー１５とリタードローラー１６が設けられている。

又、装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＳには、用紙を搬送する搬送ローラー対１７と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記駆動ローラー８と中間転写ベルト７との当接部である２次転写部へと供給するレジストローラー対１８が設けられている。尚、搬送パスＳの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＳ’が形成されており、この搬送パスＳ’には複数の反転ローラー対１９が適当な間隔で設けられている。

更に、装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＳは、装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２０まで延びており、その途中には定着装置２１と搬送ローラー対２２、カール除去装置３０及び排紙ローラー対２３が設けられている。

次に、以上の構成を有するカラーレーザープリンターによる画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｋにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電ローラー３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。又、レーザースキャナーユニット１２は、各色毎のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

そして、先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラー５ａとの間の１次転写部（転写ニップ部）において、トナーと逆極性の１次転写バイアスが印加された転写ローラー５ａの作用によって、図示矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に１次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が１次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１Ｋの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各１次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が中間転写ベルト７と２次転写ローラー１０間の２次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１３からピックアップローラー１４とフィードローラー１５及びリタードローラー１６によって搬送パスＳへと送り出された用紙がレジストローラー対１８によって２次転写部へと搬送される。そして、２次転写部に搬送された用紙に、トナーと逆極性の２次転写バイアスが印加された２次転写ローラー１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から一括して二次転写される。

而して、フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２１へと搬送され、フルカラーのトナー像が定着装置２１によって加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着され、トナー像が定着された用紙は、搬送ローラー対２２によってカール除去装置３０へと送られ、カール除去装置３０を通過することによってカールが除去される。そして、カールが除去された用紙は、排紙ローラー対２３によって排紙トレイ２０上に排出され、これによって一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

次に、本発明に係る前記カール除去装置３０の詳細を図２〜図５に基づいて以下に説明する。

図２はカール除去装置の正断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はカール除去装置のケーシングが１８０°回転した状態を示す図３と同様の図、図５はカール除去装置の制御手順を示すフローチャートである。

図１に示すように、カール除去装置３０は、用紙搬送方向において定着装置２１の下流側に配置されており、その入口の近傍の用紙幅方向中央（図２参照）にはアナログセンサー４０が配置されている。このアナログセンサー４０は、ここを通過する用紙との距離を検出するためのものであって、その電圧値は用紙との距離が小さいほど（用紙か上にカールしているほど）大きな値を示す。

図２に示すように、カール除去装置３０は、圧接状態で回転する第１ローラー３１と第２ローラー３２を円筒状のケーシング３３の内部に収容して構成されており、第１ローラー３１と第２ローラー３２は用紙幅方向（図２の左右方向）に平行に配されている。ここで、本実施の形態では、第１ローラー３１は軟質ローラーであって、合成樹脂等の軟質材料で構成され、第２ローラー３２は硬質ローラーであって、金属等の硬質材料で構成されており、これらの第１ローラー３１と第２ローラー３２は互いに圧接された状態でケーシング３３に回転可能に支持されている。即ち、第１ローラー３１の中心を貫通する回転軸３４の長手方向両端は、不図示の軸受を介してケーシング３３に回転可能に支持されている。又、第２ローラー３２の中心を貫通する回転軸３５の長手方向両端は、不図示の軸受を介してケーシング３３に回転可能に支持されており、回転軸３５の一端（図２の左端）にはギヤＧ１が結着されている。

又、ケーシング３３の左右両端の中心からは回転軸３６ａ，３６ｂが左右方向に延びており、これらの回転軸３６ａ，３６ｂが画像形成装置本体１００（図１参照）のフレーム１０１に不図示の軸受によって回転可能に支持されることによって、ケーシング３３は回転軸３６ａ，３６ｂを介してフレーム１０１に回転可能に支持されている。ここで、一方（図２の右側）の回転軸３６ｂにはギヤＧ２が結着されている。

そして、図２に示すように、フレーム１０１には電動モーターＭ１が取り付けられており、この電動モーターＭ１の出力軸（モーター軸）に結着されたギヤＧ３は前記ギヤＧ２に噛合している。ここで、電動モーターＭ１やギヤＧ２，Ｇ３は、ケーシング３３を回転駆動するためのケーシング回転手段を構成している。

又、図２に示すように、ケーシング３３内の長手方向一端（図２の左端）には電動モーターＭ２が配置されており、この電動モーターＭ２の出力軸（モーター軸）に結着されたギヤＧ４は前記ギヤＧ１に噛合している。ここで、電動モーターＭ２とギヤＧ１，Ｇ４は、第２ローラー３２を回転駆動するためのローラー回転手段を構成している。尚、第２ローラー３２に圧接された第１ローラー３１は、第２ローラー３２の回転に従動して回転する。

更に、図３に示すように、ケーシング３３の内部には中心を径方向に貫通する搬送路３７が形成されており、この搬送路３７に第１ローラー３１と第２ローラー３２の圧接部（ニップ部）が配置されている。

ところで、図２に示すように、前記アナログセンサー４０は、制御手段としてのコントローラー５０に電気的に接続されており、このコントローラー５０は、ケーシング回転手段を構成する前記電動モーターＭ１に対して制御信号を出力する。ここで、コントローラー５０は、アナログセンサー４０によって検出される距離（アナログセンサー４０と用紙との距離）に基づいて用紙のカール方向を判定し、その判定結果に応じて電動モーターＭ１の駆動を制御してケーシング３３を選択的に１８０°回転させて第１ローラー３１と第２ローラー３２の配置を逆転させる機能を果たすものである。

而して、図１に示す定着装置２１によってトナー像の定着を受けた用紙Ｐの先端が図３に示すように下にカールしている場合には、図２及び図３に示すように第２ローラー３２が上、第１ローラー３１が下になるように配置されている（この配置を第１ローラー３１と第２ローラー３２のホームポジションとする）。ここで、カール除去装置３０のコントローラー５０による制御手順を図５に示すフローチャートに従って以下に説明する。

先ず、第１ローラー３１と第２ローラー３２が図２及び図３に示すホームポジション位置に配置され（図５のステップＳ１）、アナログセンサー４０から出力される電圧値が取得される（ステップＳ２）。次に、取得した電圧値が所定の閾値よりも大きいか否かが判定され（ステップＳ３）、電圧値が閾値以下である場合、つまり、用紙Ｐの先端が下にカールしていて、用紙Ｐの先端がアナログセンサー４０から遠く離れている場合（ステップＳ３での判断結果がＮｏである場合）には、そのままの状態が維持されて処理が終了する（ステップＳ５）。

而して、上述のようにカール除去装置３０に進入する用紙Ｐの先端が下にカールしているものと判別された場合には、図２及び図３に示すように第２ローラー３２が上、第１ローラー３１が下に配置され、電動モーターＭ２が起動される。すると、電動モーターＭ２の出力軸の回転はギヤＧ４，Ｇ１及び回転軸３５を経て第２ローラー３２に伝達され、該第２ローラー３２が所定の速度で図３の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、この第２ローラー３２に圧接された第１ローラー３１は図示矢印方向（反時計方向）に従動回転する。

先端が下にカールした用紙Ｐは、搬送ローラー対２２によってカール搬送装置３０へと搬送され、ケーシング３３の搬送路３７へと進入する。そして、用紙Ｐは、互いに逆方向に回転する第１ローラー３１と第１ローラー３２に挟持されて搬送路３７を通過するが、このとき、用紙Ｐはカール方向とは逆の上向きのカールを与えられるために元の下向きのカールが相殺されて除去される。このようにしてカール除去装置３０によって下向きのカールが除去されて平坦化された用紙Ｐは、図１に示す排紙ローラー対２３によって排紙トレイ２０へと排出され、排紙トレイ上２０に積載された複数枚の用紙Ｐのストック性が高められる。

他方、アナログセンサー４０から出力される電圧値が閾値よりも大きい場合、つまり、用紙Ｐの先端が上にカールしていて、用紙Ｐの先端がアナログセンサー４０に近づいている場合（ステップＳ３での判断結果がＹｅｓである場合）には、コントラーラー５０は電動モーターＭ１を駆動してケーシング３３を１８０°回転（半回転）させ、図４に示すように第２ローラー３２と第１ローラー３１の位置を逆転させる。即ち、電動モーターＭ１が駆動されると、その出力軸の回転はギヤＧ３，Ｇ２及び回転軸３６ｂを介してケーシング３３へと伝達され、ケーシング３３が第１ローラー３１と第２ローラー３２と共に１８０°回転するため、第１ローラー３１と第２ローラー３２の位置が逆転し、図４に示すように第１ローラー３１が上、第２ローラー３２が下に位置する。

而して、先端が上にカールした用紙Ｐは、搬送ローラー対２２よってカール搬送装置３０へと搬送され、ケーシング３３の搬送路３７へと進入する。そして、用紙Ｐは、互いに逆方向に回転する第１ローラー３１と第２ローラー３２に挟持されて搬送路３７を通過するが、このとき、用紙Ｐはカール方向とは逆の下向きのカールを与えられるために元の下向きのカールが相殺されて除去される。このようにしてカール除去装置３０によって上向きのカールが除去されて平坦化された用紙Ｐは、排紙ローラー対２３によって排紙トレイ２０へと排出され、排紙トレイ２０上に積載された複数枚の用紙Ｐのストック性が高められる。

以上のように、本発明に係るカール除去装置３０によれば、用紙Ｐがカール除去装置３０に進入する以前にそのカール方向がアナログセンサー４０の検出結果に基づいてコントローラー５０によって自動的に判別され、該用紙Ｐのカール方向に応じてケーシング３３が選択的に１８０°回転（半回転）されて第１ローラー３１と第２ローラー３２の配置（用紙Ｐにそのカール方向とは反対方向のカールを与えるような配置）が決定されるため、用紙Ｐのカールが効率良く確実に除去され、ユーザーの負担が軽減されるという効果が得られる。

尚、以上は本発明をカラーレーザープリンターとこれに備えられたカール除去装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、カラー複写機等の他の任意のカラー画像形成装置、或いはモノクロ画像形成装置とこれに備えられたカール除去装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１Ｍ マゼンタ画像形成ユニット
１Ｃ シアン画像形成ユニット
１Ｙ イエロー画像形成ユニット
１Ｋ ブラック画像形成ユニット
２ａ〜２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ 帯電ローラー
４ａ〜４ｄ 現像装置
５ａ〜５ｄ 転写ローラー
６ａ〜６ｄ ドラムクリーニング装置
７ 中間転写ベルト（トナー像担持体）
８ 駆動ローラー
９ テンションローラー
１０ ２次転写ローラー（転写ローラー）
１１ ベルトクリーニング装置
１２ レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）
１３ 給紙カセット
１４ ピックアップローラー
１５ フィードローラー
１６ リタードローラー
１７ 搬送ローラー対
１８ レジストローラー対
１９ 搬送ローラー対
２０ 排紙トレイ
２１ 定着装置
２２ 搬送ローラー対
２３ 排紙ローラー対
３０ カール除去装置
３１ 第１ローラー
３２ 第２ローラー
３３ ケーシング
３４，３５ 回転軸
３６ａ，３６ｂ 回転軸
３７ ケーシングの搬送路
４０ アナログセンサー（センサー）
５０ コントローラー（制御手段）
１００ 画像形成装置本体
１０１ 画像形成装置本体のフレーム
Ｇ１〜Ｇ４ ギヤ
Ｍ１ 電動モーター（ケーシング回転手段）
Ｍ２ 電動モーター（ローラー回転手段）
Ｐ 用紙（記録材）
Ｓ，Ｓ’ 搬送パス

Claims (5)

1. 圧接状態で回転する第１ローラーと第２ローラーから成るローラー対と、該ローラー対を収容するケーシングと、前記ローラー対を回転駆動するローラー回転手段と、前記ケーシングを前記ローラー対と平行な軸回りに回転させるケーシング回転手段を備え、前記ローラー対の間に記録材を通過させることによって該記録材のカールを除去するカール除去装置において、
   前記ローラー対の記録材搬送方向上流側に、記録材との距離を検出するセンサーを配置し、該センサーによって検出される距離に基づいて記録材のカール方向を判定し、その判定結果に応じて前記ケーシング回転手段の駆動を制御して前記ケーシングを選択的に１８０°回転させる制御手段を設けたことを特徴とするカール除去装置。
2. 前記センサーを記録材の幅方向中央に配置したことを特徴とする請求項１記載のカール除去装置。
3. 前記センサーは、記録材との距離によって電圧値が変化するアナログセンサーであることを特徴とする請求項１又は２記載のカール除去装置。
4. 前記制御手段は、前記アナログセンサーの電圧値が所定の閾値を超えると前記ケーシングを１８０°回転させることを特徴とする請求項３記載のカール除去装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載のカール除去装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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