JP2009029554A - カール除去装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用される用紙に発生するカールを除去するためのカール除去装置であって、設置スペースが小さくてもすむものを提供すること。
【解決手段】柔軟な材料で作られた軟質ローラ５２と該軟質ローラ５２と平行で該軟質ローラに圧接される硬質ローラ５１とからなるローラ対と、内部に用紙の搬送路が形成され、該搬送路に臨ませてローラ対を収納するケーシング５５と、ローラ対を回転駆動するローラ回転用モータ６５と、ケーシングをローラ対のローラの軸と平行な軸回りに回転させるケーシング回転用モータ６０とを具備する構成。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置等に関するもので、さらに詳しくは、画像形成装置及び、それに使用される記録媒体に発生するカールを除去するためのカール除去装置に関するものである。

複写機、プリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラム等の画像形成手段によって用紙の表面にトナー像を形成した後、定着手段で熱と圧力を加えてこのトナー画像を用紙に定着させている。

上記定着手段を通過した用紙は、加熱されているため、搬送方向にカールしやすい状態となっており、このような用紙を排出ローラを通して排出トレーへと排出すると、当該排出トレー上で多数の用紙を積み重ねたときにカールによる隙間が生じ、収容性が悪くなると云う問題点がある。

このため、従来から各種のカール除去装置（矯正装置）が考えられている。その１例をあげれば、例えば、定着手段の下流側の搬送路に用紙を搬送する搬送ローラと、該搬送ローラに従動圧接する圧接コロを備えたものである。

ところで、用紙に生じるカールには、用紙の先端が上面側へ曲がる上カールと、下面側に曲がる下カールとがあるので、上下いずれのカールも除去できるようにするには、上下二組のカール除去装置を組み合わせて設置しておき、カールの種類によって選択的に用紙を一方のカール除去装置に送り込むようにしていた。

しかしながら、このように、上下二組のカール除去装置を設置しておくと、上下方向にかなりの設置スペースが必要となり、コンパクトな装置を得るのが困難であると云う問題点があった。このため、このような上下二組のカール除去装置を設置しなくても、上下のカールを除去できるカール除去装置として、下記特許文献１に示すようなものが提案されている。
特開平０９−１８８４６０号公報

上記特許文献１に記載されている装置は、第１、第２のカール矯正搬送路の間に一つのカール取りローラを設け、この一つのカール取りローラを正逆回転させることにより、第１、第２のカール矯正搬送路中のシート材（用紙）を搬送しつつカールを除去するものである。

そして、上記特許文献１に記載の装置は、第１、第２のカール矯正搬送路の間に一つのカール取りローラを設け、この一つのカール取りローラを正逆回転させて、第１、第２のカール矯正搬送路中のシート材を搬送するようにしたので、二つの搬送ローラを設ける必要がなくなり、第１、第２カール矯正搬送路のスペースを小さくできるとされている。

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置は、一つのカール取りローラで上下両方のカールを除去するものではあるが、当該カール取りローラを中心に二つの搬送路が設けられており、しかもそれぞれの搬送路に前記カール取りローラに圧接する従動ローラが一つずつ設けられているので、依然として大きなスペースが必要であり、満足できるほどコンパクト化がはかれるものとは云えない。

また、特許文献１に記載の装置では、シート材のカールの方向によって、進入する搬送路が選択されるようになっているため、殆どカールのないシート材が進入するときに、該シート材が引っかかるおそれがあると考えられる。

そこで、本発明は、従来の装置に比べてさらにスペースが少なくてすみ、しかも用紙が引っ掛かりにくいカール除去装置、及び画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するため、第１の本発明は、画像形成装置における記録媒体のカールを除去するカール除去装置であって、柔軟な材料で作られた軟質ローラと該軟質ローラと平行で該軟質ローラに圧接される硬質ローラとからなるローラ対と、内部に記録媒体の搬送路が形成され、該搬送路に臨ませて前記ローラ対を収納するケーシングと、前記ローラ対を回転駆動するローラ駆動装置と、前記ケーシングを前記ローラ対のローラの軸と平行な軸回りに回転させるケーシング回転装置とを具備することを特徴とするカール除去装置である。

また、第２の本発明は、上記ローラ対の配置を逆転させるために、前記ケーシング回転装置に１８０度の回転指令を与える制御部を備えた上記第１の本発明のカール除去装置である。

また、第３の本発明は、上記ローラ駆動装置は、前記硬質ローラを回転駆動するように構成されている上記第２の本発明のカール除去装置である。

また、第４の本発明は、上記ローラ駆動装置は、前記ケーシング内に収納されたモータを駆動源とする上記第２または第３の本発明のカール除去装置である。

また、第５の本発明は、上記内部に形成された搬送路は、前記記録媒体の排出側に通じる第１の搬送経路と、前記記録媒体にトナー像を定着させるための定着部の下流側に通じる第２の搬送経路と、前記記録媒体の裏面にトナー像を形成するために表面にトナー像が定着された前記記録媒体をトナー画像形成部側に搬送するための第３の搬送経路の分岐点に配置されており、
前記内部に形成された搬送路の一方の端が、前記第１の搬送経路に通じ、且つ、前記搬送路の他方の端が、前記第２の搬送経路に通じるように、前記ケーシング回転装置が前記ケーシングを回転させる、上記第２乃至４の何れかの本発明のカール除去装置である。

また、第６の本発明は、トナー画像が表面に形成される感光体ドラムと、
前記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、
前記転写された前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、
前記定着装置の下流側に設けられた上記第１乃至５の何れかの本発明のカール除去装置と、
を備えた画像形成装置である。

本発明に係るカール除去装置、及び画像形成装置は、硬質ロールと軟質ロールを組み合わせたロール対で記録媒体のカールを搬送しながら除去するものであり、このロール対を収納するケーシングが軸回りに回転可能で、当該回転によって上記ロール対に対する記録媒体の搬送方向を変えることができるので、一組の装置で方向の異なるカールの除去を行うことができる。このため、設置スペースが少なくてすみ、カールのない記録媒体もうまく搬送することができる。また、記録媒体の入口は共通であるから、カールのない記録媒体もそのまま搬送することができる。

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１、図２は、本発明に係るカール除去装置を備えた画像形成装置の一例としての複写機の構成を表すものである。

この複写機は、印刷するための用紙を保管する用紙カセット１と、用紙を手差しする手差しトレー２と、用紙カセット１または２から供給される用紙にトナー画像を形成する画像形成手段３と、画像が形成された用紙を排出するか、または画像形成手段３側にスイッチバックするための排出・反転手段４と、該排出・反転手段４から排出された用紙が載置される排出トレー４４と、露光ランプ、レンズ、ミラー等により原稿の画像光を結像する露光部１３とを備えている。

なお、前記排出・反転手段４は、排出トレー４４の直前に排出・反転ローラ部３０を備えている。

前記画像形成手段３は、用紙にトナーを転写する画像転写部５と、高温にすることによってトナーを用紙に定着させる定着部６とを備えている。画像転写部５には、感光体ドラム７と、感光体ドラム７の表面を耐電させるための帯電器８と、露光部１３におけるデータに基づいて画像が形成される部分以外の感光体ドラム７の表面に光を当てて帯電電荷を除去し、静電画像を形成する露光器９と、感光体ドラム７の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像とする現像器１０とを備えている。さらに、画像転写部５には、搬送される用紙に対して感光体ドラム７の反対側からトナーと逆特性の電荷を与え、静電力により用紙にトナーを転写する転写器１１と、感光体ドラム７の表面の帯電と、転写されずに残ったトナーを除去するクリーニングユニット１２を備えている。

また、前記定着部６には、ヒータを有する定着ローラ１４と、該定着ローラ１４に圧接する圧ローラ１５とが設けられている。

この複写機の用紙搬送路１６は、用紙カセット１、感光体ドラム７と転写器１１の間、定着ローラ１４と圧ローラ１５の間、後述のカール除去装置、及び排出・反転ローラ部３０の順に設けられている。図１中の矢印は、用紙の搬送方向を示す。

用紙搬送方向を基準にして、排出・反転ローラ部３０と定着部６の間の分岐部Ｏから分岐し、画像転写部５の上流側の合流部Ｇで用紙搬送路１６に合流する用紙逆搬送路１７が設けられている。用紙逆搬送路１７を通って用紙が搬送される方向を点線矢印で示している。

上述したように、排出・反転手段４は、排出トレー４４の直前に、正逆回転可能な排出・反転ローラ部３０を有していて、この排出・反転ローラ部３０の上流側に用紙の検知を行うセンサ部３９が設けられている。図中の２８はセンサ部３９の信号を受けて伸縮駆動されるソレノイドであり、その鉄芯２８ａが下側のローラの支持部材に連結されている。なお、センサ部３９としては、アクチュエータや光学センサ等を用いることができる。

排出・反転手段４は、片面印刷モードの場合は、後述のカール除去装置から送り出された用紙を、そのまま排出トレー４４上に排出するが、両面印刷モードの場合は、前記センサ部３９の用紙検知結果に基づいて、片面に印刷された用紙を用紙逆搬送路１７側に送り返す構成となっている。

また、用紙逆搬送路１７の分岐部Ｏの下流側には、搬送ローラ対３５が設けられており、この搬送ローラ対３５の下流側には分岐ガイド３６が設けられている。

なお、分岐ガイド３６の上方には、用紙の排出口３８が形成されている。この排出口３８には、画像が形成された用紙を丁合、とじ込み、折り込みなどを行うためのフィニッシャー（図示を省略）を取り付けることができる。分岐ガイド３６を回転させることにより、画像が形成された用紙を排出口３８へと導くための搬送路が形成される。

つぎに、本発明のカール除去装置５０の具体例について説明する。図２、図３、図４、図５は、このカール除去装置５０の構造を表すもので、このカール除去装置５０は、金属等の硬質材料で作られた硬質ローラ５１と、合成樹脂等の柔軟な材料で作られた軟質ローラ５２と、これら両ローラ５１、５２を収納するケーシング５５を備えている。上記硬質ローラ５１の軸５１ａと軟質ローラ５２の軸５２ａは互いに平行であり、それぞれケーシング５５に設けた軸受けに回転自在に支承されている。なお、硬質ローラ５１の外周面は軟質ローラ（柔ローラ）５２の外周面に圧接されている。

ケーシング５５には、直径方向の搬送路５７が形成されている。この搬送路５７はカールした用紙が進入できるような大きさを持ち、用紙の入口と出口になる両側の開口部は同じ形状で、ロート状に広がっている。この搬送路５７の中間部に前記硬質ローラ５１と軟質ローラ５２が圧接状態で突出している。ケーシング５５はその中心に設けられた両側の軸５５ａが複写機のフレームＦに回転自在に支承されており、その一方の軸に取り付けられた歯車５６が、複写機のフレームＦに設けられたケーシング回転用モータ６０の出力軸に取り付けられた歯車６１に噛合している。前記ケーシング回転用モータ６０を駆動すると、ケーシング５５が前記硬質ローラ５１と軟質ローラ５２を内蔵したまま回転する。

硬質ローラ５１の軸５１ａの一方の端部には歯車５１ｂが取り付けられており、この歯車５１ｂが、前記ケーシング５５内に設けたローラ回転用モータ６５の出力軸に取り付けた歯車６６に噛合している。このため、ローラ回転用モータ６５を駆動すると、硬質ローラ５１が回転する。

前記軟質ローラ５２は、回転自在に支承されており、前記硬質ローラ５１に圧接されているので、当該硬質ローラ５１の回転によって従動回転（連れ回り）する。一対のローラのうち、硬質ローラ５１のみを回転駆動するので、両側のローラを共に駆動する構造に比べて構造的に簡単である。また、駆動源であるモータ６５が、ハウジング５５の内部に設けられているので、この点でもコンパクトで、構造的にも簡単である。

このカール除去装置５０は、用紙Ｐの搬送をするガイドとしての機能も有するもので、図１に示すように、定着部６の下流側に設置されている。そして、定着部６から送られてくる用紙をケーシング５５の搬送路５７に受け入れ、硬質ローラ５１と軟質ローラ５２との間を通して送り出すようになっている。

カール除去装置５０の下流側の搬送路内には、図２に示すように、スイッチバック切り替えガイド７０が設けられている。また、図７に示すように、スイッチバック切り替えガイド７０は、用紙の搬送方向を切り替えるためのもので、その搬送路７５を上側通路７５ａと下側通路７５ｂに上下２分するように軸７１で支持された分岐爪７２と、前記軸７１に一方向（図では時計回り）に回動可能に支持され、反時計方向には回動が規制された弾力的なガイド板７３とを備えている。ガイド板７３は、それ自体弾力的な板で形成してもよく、コイルバネ等で図の反時計方向に付勢された板を設けておいてもよい。

上記カール除去装置５０を出た用紙Ｐは、前記分岐爪７２によってその一方の通路（図７に示す例では上側の通路７５ａ）に案内され、ガイド板７３を押し開けて排出・反転ローラ部３０側に送られる。一方、前記排出・反転ローラ部３０によって反転して逆送されてくる用紙Ｐは、反時計方向への回動が規制されたガイド板７３に突き当たるため、分岐爪７２の下側の通路７５ｂを通って再度カール除去装置５０に送り込まれるようになっている。

なお、本発明の第１の搬送経路の一例として、本実施の形態の搬送路７５の上側の通路７５ａが対応し、本発明の第２の搬送経路の一例として、本実施の形態の用紙搬送路１６が対応し、また、本発明の第３の搬送経路の一例として、本実施の形態の用紙逆搬送路１７が対応する。

この複写機の動作について説明するとつぎのとおりである。なお、用紙の片面のみに印刷するか、表裏両面に印刷するかは、ユーザーが操作パネルで印刷モードを選択することによって決定される。

まず、片面印刷モードが選択された場合には、用紙カセット１または手差しトレー２から用紙Ｐが用紙搬送路１６へと供給される。露光部１３によって読み取られた画像が、画像転写部５において前記供給された用紙にトナー画像として転写され、定着部６で当該トナー画像が用紙に定着される。

トナー画像が定着された用紙は、定着部６の直後に設置されているカール除去装置５０に送られる。この用紙は、カール除去装置５０の搬送路５７において一対のローラ５１，５２の間を通る間に両ローラで挟圧されるが、このとき、軟質ローラ５２は硬質ローラ５１に押されて若干凹んだ状態となっているので、両ローラ間を通る用紙も軟質ローラ５２側に凹まされる。このため、図６に示すように、端部が軟質ローラ５２側にカールした用紙の当該カールが、平坦に矯正されるのである。

図１に示すように、カール除去装置５０の一対のローラ間を出た用紙は、スイッチバック切り替えガイド７０を通って排出・反転ローラ部３０に送られ、そこから排出トレー４４上に排出される。前述のとおり、カール除去装置５０から排出・反転ローラ部３０に至る搬送路は、図７に示すように、スイッチバック切り替えガイド７０の分岐爪７２によって上下に分離されており、定着部６から送られてきた用紙は、図７に示すように、カール除去装置５０から分岐爪７２の上側の通路７５ａを通ってガイド板７３を押し開き、排出・反転ローラ部３０へ送られる。

つぎに、両面印刷モードが選択された場合は、上記と同様に、用紙カセット１または手差しトレー２から用紙Ｐが用紙搬送路１６へと供給され、露光部１３によって読み取られた画像が、画像転写部５においてトナー画像として転写され、定着部６で当該トナー画像が用紙に定着される。

トナー画像が定着された用紙は、上記と同様に、カール除去装置５０に送られ、一対のローラ５１，５２の間を通ってカールが除去されたのち、スイッチバック切り替えガイド７０を通って排出・反転ローラ部３０に送られる。片面印刷の場合は、排出・反転ローラ部３０は排出方向に回転して、用紙Ｐを排出するだけであるが、両面印刷の場合は、図８に示すように、排出・反転ローラ部３０に送られた用紙が、該排出・反転ローラ部３０の逆転により再度スイッチバック切り替えガイド７０に送り返される。このとき、カール除去装置５０は、ケーシング５５が内部のローラ対５１、５２とともに時計方向に若干回転し、搬送路５７が分岐爪７２の下側の通路７５ｂに臨む状態となっている。

スイッチバック切り替えガイド７０に送られた用紙は、ガイド板７３が上側の通路７５ａを塞いでいるため、分岐爪７２の下側の通路７５ｂを通ってカール除去装置５０の一対のローラ５１、５２の間に送り込まれ、図１に示す点線矢印に沿って画像転写部５から定着部６に再度送られて、裏面にも画像が形成されるのである。

裏面にも印刷された用紙は、片面印刷の場合と同様に、カール除去装置５０に送られ、カールが除去された後、図７に示すように、スイッチバック切り替えガイド７０の上側の通路７５ａを通って排出・反転ローラ部３０に送られ、そこから排出トレー４４に排出される。排出・反転ローラ部３０の正転・逆転動作の切り替えは、センサ部３９による用紙の検知結果と、予め設定されているタイミングとに基づいて行われる。

なお、以上の説明では、図７、図８に示すように、カール除去装置５０は、上側（左側）に硬質ローラ５１が配置され、下側（右側）に軟質ローラ５２が配置されていて、端部が下向きに湾曲したカール（下向きカール）を除去するようになっているが、カール除去装置５０のケーシング５５を１８０度回転させて、硬質ローラ５１を下側（右側）に、軟質ローラ５２を上側（左側）に配置することにより、上記と逆に、端部が上向きに湾曲したカール（上向きカール）を除去することも可能である。カール除去装置５０の搬送路５７の入口と出口は同じ形状であるから、いずれの方向から用紙を供給しても問題はない。なお、除去すべきカールの方向は、排出トレー４４に排出された用紙のストック性を見たユーザが適切な方向を選択できるように構成されている。ユーザからの設定を受け付けた制御部（図示省略）が、ケーシング回転用モータ６０に対して、１８０度回転させるための回転指令を出す。これにより、ケーシング５５が回転する。本発明のケーシング回転装置の一例が本実施の形態のケーシング回転用モータ６０に対応する。

このカール除去装置５０は、用紙のカールを硬質ローラ５１と軟質ローラ５２の組み合わせによって矯正・除去するものであり、これら両ローラを収納するケーシング５５を軸回りに回転させて用紙の入口と出口の向きを変えることができるものであるから、一組のローラ対だけで、上下いずれのカールも除去することができ、二組のローラ対を必要とする従来のものに比べて設置スペースを大幅に低減することができる。

なお、本発明の記録媒体は、上記実施の形態では用紙として説明したがこれに限らず、例えば、紙以外の記録用シート部材でもかまわない。

また、上記実施の形態では、カール除去装置５０が、分岐部Ｏに配置されている場合について説明したが、これに限らず例えば、分岐部Ｏと定着部６の間に配置されていても良いし、その他、カールが効果的に除去出来る場所であればどこでも良い。

また、上記実施の形態で説明した「両面印刷モード」の場合、用紙が反転ローラ部３０により反転されて再びカール除去装置５０を通過することになるので、一旦カールが概ね除去された用紙に対して再び強制的にカールを付けることになると考えられる。しかし、上記の用紙反転動作の時に強制的に付けられたカールは、その後、その用紙が裏面印刷のために定着部６等を通過して、再びカール除去装置５０に進入した場合に付けられる強制的カールとの関係において、カールの方向が逆向きの関係にあるので、結果的に強制的カールが相殺されると考えられる。

また、上記「両面印刷モード」の場合のカールが相殺されないで何れか一方の方向にカールが残る場合は、例えば、軟質ローラ５２の回転軸５２ａ（図４参照）を移動可能な構造（図示省略）にすることにより、反転動作の場合には、そこを通過する用紙に強制的カールの発生を抑制するために、硬質ローラ５１と軟質ローラ５２の軸間距離を広くして、軟質ローラ５２の表面の変形を少なくする構成としても良い。あるいは、軸間距離を可変にしなくても、例えば、裏面印刷が完了した用紙が再びカール除去装置５０に進入するまでに、そのカール除去装置を自動的に１８０度回転させる構成としても良い。

本発明に係るカール除去装置、及び画像形成装置は、硬質ローラ５１と軟質ローラ５２を組み合わせた１対のローラだけで、いずれの方向のカールも除去できるものであり、設置スペースが少なくてすむので、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置のカール除去装置等として効果的に利用することができる。

本発明の画像形成装置の一実施の形態である複写機の構成を表す断面図である。 本実施の形態の画像形成装置の要部の構成を表す断面図である。 本実施の形態のカール除去装置をその破面で表した模式図である。 本実施の形態のカール除去装置の概略構成図である。 本実施の形態のカール除去装置におけるカール除去動作を表す説明図である。 図５に示す本実施の形態のカール除去装置においてローラ対を１８０度回転した状態における説明図である。 本実施の形態のカール除去装置において、用紙を排出トレー側に送り出す状態を表す説明図である。 本実施の形態の画像形成装置における両面印刷モードにおいて用紙を反転して転写器側へ送り返す場合の説明図である。

符号の説明

１ 用紙カセット
５ 画像転写部
６ 定着部
７ 感光体ドラム
１６ 用紙搬送路
１７ 用紙逆搬送路
３０ 排出・反転ローラ部
４４ 排出トレー
５０ カール除去装置
５１ 硬質ローラ
５２ 軟質ローラ
５５ ケーシング
７０ スイッチバック切り替えガイド
７２ 分岐爪
７３ ガイド板

Claims (6)

1. 画像形成装置における記録媒体のカールを除去するカール除去装置であって、柔軟な材料で作られた軟質ローラと該軟質ローラと平行で該軟質ローラに圧接される硬質ローラとからなるローラ対と、内部に記録媒体の搬送路が形成され、該搬送路に臨ませて前記ローラ対を収納するケーシングと、前記ローラ対を回転駆動するローラ駆動装置と、前記ケーシングを前記ローラ対のローラの軸と平行な軸回りに回転させるケーシング回転装置とを具備することを特徴とするカール除去装置。
2. 前記ローラ対の配置を逆転させるために、前記ケーシング回転装置に１８０度の回転指令を与える制御部を備えた請求項１に記載のカール除去装置。
3. 前記ローラ駆動装置は、前記硬質ローラを回転駆動するように構成されている請求項２に記載のカール除去装置。
4. 前記ローラ駆動装置は、前記ケーシング内に収納されたモータを駆動源とする請求項２または３に記載のカール除去装置。
5. 前記内部に形成された搬送路は、前記記録媒体の排出側に通じる第１の搬送経路と、前記記録媒体にトナー像を定着させるための定着部の下流側に通じる第２の搬送経路と、前記記録媒体の裏面にトナー像を形成するために表面にトナー像が定着された前記記録媒体をトナー画像形成部側に搬送するための第３の搬送経路の分岐部に配置されており、
   前記内部に形成された搬送路の一方の端が、前記第１の搬送経路に通じ、且つ、前記搬送路の他方の端が、前記第２の搬送経路に通じるように、前記ケーシング回転装置が前記ケーシングを回転させる、請求項２乃至４の何れか一つに記載のカール除去装置。
6. トナー画像が表面に形成される感光体ドラムと、
   前記トナー画像を記録媒体に転写する転写装置と、
   前記転写された前記トナー画像を前記記録媒体に定着させる定着装置と、
   前記定着装置の下流側に設けられた請求項１乃至５の何れか一つに記載のカール除去装置と、
   を備えた画像形成装置。

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