カール除去装置
【課題】簡易な構成かつ低コストで、カールを除去、補正または矯正するカール除去装置を提供する。
【解決手段】画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールを、回転する発熱部を含む加熱ローラと、予め定められた押圧力で加熱ローラに押圧されて接触している弾性ローラとの接触部であるニップ部に用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることでカール状態を矯正する際、加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とする。
【解決手段】画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールを、回転する発熱部を含む加熱ローラと、予め定められた押圧力で加熱ローラに押圧されて接触している弾性ローラとの接触部であるニップ部に用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることでカール状態を矯正する際、加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置から排出された記録用紙のカールを除去するカール除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ，ファクシミリ，およびこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置では形成したトナーを用紙へ定着させるために、用紙は定着ローラによって加熱，加圧される。この加熱，加圧，および定着されたトナーによって用紙にはカールが生じることがある。この用紙に生じたカールによって、排紙された用紙の不揃いが生ずる、先に排紙された用紙のカール部分に後から排紙された用紙の先端が突き当り用紙を排紙トレイから落としてしまう、といった問題が発生する。
【０００３】
そこで、こうしたカールを除去するため、種々のカール補正装置が考案されている（特許文献１，２参照）。また、こうしたカールを除去する方法として、用紙に対して引っ張り力を与えながらしごき処理を行うことが考案されている（特許文献３参照）。また、用紙に生じたカール量は、用紙の紙種、紙厚、紙サイズや、トナー量による画像の濃度、及び画像形成装置が使用される環境の温湿度によっても影響されるため、これらの情報に基づいてカール補正量を導いて、カール除去を行う方法が考案されている（特許文献４，５参照）。また、カール除去手段によって補正された用紙をＣＣＤカメラ等の検出手段によってカール除去結果をフィードバックする方法も考案されている。（特許文献６参照）
【０００４】
また、検知されたカール量およびカール方向に基づいて、複数のカール矯正手段のうち、カールを減少させるカール矯正手段を選択して、用紙のカールを矯正するるカール補正装置が考案されている（特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１４４６７８号公報
【特許文献２】特開平０６−１５６８５２号公報
【特許文献３】特開平０３−２８４５７３号公報
【特許文献４】特開平０８−２１７３１３号公報
【特許文献５】特開平０６−２５８９０６号公報
【特許文献６】特開２００６−０１６１５７号公報
【特許文献７】特開２００７−３２０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜６の発明は、用紙の搬送方向に直交する側端縁に形成されるカールを除去、補正または矯正するものであって、用紙の搬送方向に平行する側端縁に形成されるサイドカールを除去、補正または矯正するものではない。
【０００７】
また、特許文献６の構成では、１枚目のカール除去結果を用いており、１枚目はカール除去ができていない場合がある。さらに、カール検出手段としてＣＣＤカメラを用いているが、ＣＣＤカメラを用いた場合は、ＣＣＤカメラによって撮影された画像の一時保存のためのメモリ、および撮影された画像からカール量を検出するための画像認識機能が必要となるため、メモリおよび画像認識機能を追加するで、装置のコストが上昇するという問題も生ずる。
【０００８】
特許文献７の構成では、カール検知手段は、用紙搬送路を挟んで左右対称に対向配置された一対の支持板と、支持板に回転自在に支持された少なくとも左右一対の拍車ローラと、拍車ローラの回転を検知するセンサ等を含んでおり、カール検知手段の構成が複雑になるという問題がある。また、カール除去手段は、カールの向きに応じて複数設けられており、装置の大型化，製造コストの上昇の一因となっている。
【０００９】
上記問題点を背景として、本発明の課題は、簡易な構成かつ低コストで、カールを除去、補正または矯正するカール除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのカール除去装置は、
画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールのカール量およびカール方向を含むカール状態を検出するカール状態検出手段と、カール状態に基づいて、該カール状態を矯正するカール矯正手段と、を備えたカール除去装置であって、
カール矯正手段は、その内側に発熱部を含んで回転可能な加熱ローラと、予め定められた押圧力で加熱ローラに押圧されて接触し、該加熱ローラの回転駆動に従動して回転する、または自ら回転駆動して加熱ローラを従動させる弾性ローラと、発熱部の発熱量を制御する発熱量制御手段と、を含み、回転する加熱ローラと弾性ローラとの接触部であるニップ部に用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることでカール状態を矯正するものであり、
加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によって、簡易な構成かつ低コストでカールを除去、補正または矯正することができる。また、特許文献３のような、用紙に対して引っ張り力を与えながらしごき処理を行ってカールを除去する方法とは異なり、用紙に無理な力を加えることなくカール除去状態を保つことができる。
【００１２】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラには、搬送される用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、用紙に対する加熱量のより低い領域が形成され、その中心から外側に向かって、表面に用紙への加熱量がより高くなる領域が順次形成される。
【００１３】
上記構成によって、用紙の搬送方向に平行する側端縁に形成されるサイドカールを除去、補正または矯正することができる。
【００１４】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラには、搬送される用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、用紙に対する加熱量のより高い領域が形成されるとともに、その中心から外側に向かって、表面に用紙への加熱量がより低くなる領域が順次形成される。
【００１５】
上記構成によっても、サイドカールを除去、補正または矯正することができる。
【００１６】
また、本発明のカール除去装置における発熱部は、複数の発熱体を含んで構成され、発熱量制御手段は、複数の発熱体の発熱量を個別に制御する。
【００１７】
上記構成によって、複数個の発熱体の発熱量をそれぞれ独立して制御可能としたことにより、加熱ローラの表面を任意の発熱温度分布状態にすることができるので、使用環境、画像の濃度の違いによって生じるカール量の違いに影響なくカールを補正、除去することができる。また、用紙のカールが発生していない領域に対向する発熱体の発熱量を抑えることで、用紙に対する熱の影響を低減することもできる。
【００１８】
また、本発明のカール除去装置における複数の発熱体は、加熱ローラの回転軸と平行に配置される。
【００１９】
上記構成によって、回転軸上に沿って加熱ローラの表面を任意の発熱温度分布状態にすることができるので、使用環境、画像の濃度の違いによって生じるカール量の違いに影響なくカールを補正、除去することができる。
【００２０】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラの少なくとも表面には、発熱部が発生した熱を用紙に伝導する熱伝導率が異なる複数の領域が形成される。
【００２１】
上記構成によっても、サイドカールを除去、補正または矯正することができる。また、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な（つまり低コストな）構成で、カール除去量の変更ができる。
【００２２】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラの表面には、熱伝導率が異なる複数の領域を形成するために、対応した熱伝導率を有する複数のシート状の熱伝導部材が貼り付けられる。
【００２３】
上記構成によって、発熱部を１つの発熱体で構成することができるため、発熱量制御手段を簡易なものとすることができる。
【００２４】
また、本発明のカール除去装置は、加熱ローラの表面の全体を覆うように、シート状で単一の熱伝導率を有するカバー部材が貼り付けられる。
【００２５】
上記構成によって、発熱部が複数の発熱体を含んで構成される場合には、隣接する発熱体間のギャップにより発生する発熱量の落ち込みあるいは上昇による用紙への影響を低減することができる。また、複数のシート状の熱伝導部材が貼り付ける場合には、これら隣接する熱伝導部材の繋ぎ目部分によって用紙に発生する皺を無くすことができる。また、繋ぎ目部分を均一に構成する必要がなく、カール除去装置の製造コストを低減することができる。
【００２６】
また、本発明のカール除去装置における発熱量制御手段は、カール状態に応じて発熱部の発熱量を制御する。
【００２７】
上記構成によって、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な構成で、カール除去量の変更ができる。よって、この変化機構を必要とせず、カール矯正手段が簡単な機構となるため、低コスト化・小型化が可能となる。
【００２８】
また、本発明のカール除去装置におけるカール矯正手段は、カール状態に応じて加熱ローラ、または弾性ローラの回転速度を制御する回転速度制御手段を含む。
【００２９】
上記構成によっても、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な構成で、カール除去量の変更ができる。よって、カール矯正手段が簡単な機構となるため、低コスト化・小型化が可能となる。また、発熱部の温度を制御する必要がないので、発熱部の構成や発熱量を制御するための処理を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カール除去装置が画像形成装置に装着された例を示す図。
【図２】カール除去装置の構成の詳細を示す図。
【図３】カール除去装置の制御部の構成を示す図。
【図４】カール状態検出処理を説明するフロー図。
【図５】カール状態検出時のカール状態検出部の状態を示す側面図。
【図６】図５に続く、搬送ローラユニットが分離された状態を示す図。
【図７】図６をＡ方向から見た上面図。
【図８】図６をＢ方向から見た正面図。
【図９】カール矯正処理を説明するフロー図。
【図１０】上カール矯正時のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１１】下カール矯正時のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１２】従来の加熱ローラの構成を示す図。
【図１３】本発明の加熱ローラの構成を示す図。
【図１４】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１５】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１６】図１５の加熱ローラを用いた場合のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１７】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１８】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るカール除去装置の実施形態を、カール除去装置が画像形成装置に接続された例を用いて、図面を参照しつつ説明する。図１に、本発明のカール除去装置１０７が、画像形成装置の１つであるプリンタ１００と、プリンタ１００から出力された用紙をソート等の後処理を行う周知のフィニッシャー１０８との間に装着された構成を示す。
【００３２】
プリンタ１００は、画像が形成されるシート状の用紙が入っている用紙トレイ１０１、用紙トレイ１０１から用紙２０６（図５等参照）を給紙する給紙コロ１０２、給紙コロ１０２で給紙された用紙２０６を感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋへ搬送する搬送ベルト１０４、搬送ベルト１０４を駆動する駆動ローラ１０３、用紙２０６に転写される画像を形成する感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋ、形成された画像を用紙２０６に定着させる定着ローラ１０６等を含んで構成される。
【００３３】
給紙コロ１０２，搬送ベルト１０４により感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋへ搬送された用紙２０６は、それぞれの感光ドラムのイエロー（ｙ），マゼンタ（ｍ），シアン（ｃ），ブラック（ｋ）の各色のトナーにて印刷データに基づいて形成された画像が転写される。このとき、用紙２０６に転写された各色のトナーは用紙２０６に定着していないので、定着ローラ１０６で加熱・加圧されることで、トナーを溶融させて用紙２０６に定着させ、画像の形成が完了する。
【００３４】
通常の構成では、本発明のカール除去装置１０７が接続されていないため、定着ローラ１０６から搬送された用紙２０６はフィニッシャー１０８へ送られ、フィニッシャー１０８の有する例えばソート機能によって印刷部数単位で排紙トレイ（図示せず）に分けて排紙される。
【００３５】
しかし、プリンタ１００等のトナーを用いた画像形成装置では、上述したように、形成したトナーを用紙へ定着させるために、定着ローラ１０６によって加熱・加圧される、この加熱、加圧、および定着されたトナーによって用紙はカールが生じてしまうことがある。
【００３６】
図２に、カール除去装置１０７の構成の詳細を示す。カール除去装置１０７は、カール状態検出部２００，カール矯正部３００，およびカール状態検出部２００とカール矯正部３００の動作を制御する制御部４００とを含んで構成される。なお、カール状態検出部２００が本発明のカール状態検出手段に相当する。また、カール矯正部３００が本発明のカール矯正手段に相当する。
【００３７】
カール状態検出部２００は、画像形成装置１００（定着ローラ１０６）より画像形成されて排出された用紙２０６を搬送する受入ローラ２０１（２個で１組）、用紙２０６をカール状態検出位置へ搬送する下側搬送ローラユニット２０２，上側搬送ローラユニット２０３、カール状態の検出が完了した用紙２０６をカール矯正部３００へ搬送する排出ローラ２０４（２個で１組）、カール状態の検出を行う超音波センサ２０５を含んで構成される。
【００３８】
下側搬送ローラユニット２０２は上流側駆動ローラ２０２ａ，下流側駆動ローラ２０２ｂを含み、上側搬送ローラユニット２０３は、上流側従動ローラ２０３ａと，下流側従動ローラ２０３ｂを含み、これら上下の搬送ローラユニットは、上流側駆動ローラ２０２ａと上流側従動ローラ２０３ａとが組をなし、また、下流側駆動ローラ２０２ｂと下流側従動ローラ２０３ｂとが組をなす、２組のローラとして用紙２０６を搬送する。
【００３９】
カール矯正部３００は、ヒータ３０１ａ（図３等参照）を備えて発熱可能な加熱ローラ３０１、加熱ローラ３０１と接触している上カール除去ローラ３０２ａおよび下カール除去ローラ３０２ｂ、用紙２０６をカール除去ローラ３０２ａを含む搬送路および下カール除去ローラ３０２ｂを含む搬送路のいずれの搬送路を通過させるかを切り替える分岐爪３０３を含んで構成される（詳細は後述）。
【００４０】
上カール除去ローラ３０２ａおよび下カール除去ローラ３０２ｂは弾性ローラであり、加熱ローラ３０１に予め定められた押圧力で押し当てるように構成されており、これらカール除去ローラ３０２ａ，３０２ｂのいずれかを加熱ローラ３０１に押し当てることで、加熱ローラ３０１との接触部（すなわちニップ部）にニップ力を生じさせている。カール除去ローラ３０２ａ，３０２ｂは、加熱ローラ３０１の回転に従動して回転するものであるが、モータによりこれらカール除去ローラを駆動する構成としてもよい。
【００４１】
図３に、制御部４００の構成を示す。制御部４００は、モータドライバ４０１、ヒータドライバ４０２、超音波センサＩ／Ｆ（インターフェース）４０３、ＲＡＭ４０４、ＣＰＵ４０５、ＲＯＭ４０６、通信Ｉ／Ｆ４０７、センサＩ／Ｆ４０８を含んで構成される。
【００４２】
モータドライバ４０１は、ＣＰＵ４０５からの回転制御指令に基づいて、カール状態検出部２００に含まれる、受入ローラ２０１を駆動するための受入ローラ用モータ２０１ｍ、下側搬送ローラユニット２０２の各駆動ローラ２０２ａ，２０２ｂを駆動するための搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ、下側搬送ローラユニット２０２と上側搬送ローラユニット２０３とを分離するための搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍ、排出ローラ２０４を駆動するための排出ローラ用モータ２０４ｍ、超音波センサ２０５を移動するための超音波センサモータ２０５ｍ、さらに、カール矯正部３００に含まれる、加熱ローラ３０１を駆動するための加熱ローラ用モータ３０１ｍ、分岐爪３０３を駆動するための分岐爪駆動用モータ３０３ｍのそれぞれについて回転制御を行うためのドライバＩＣ等を含む回路で構成される。なお、モータドライバ４０１が本発明の回転速度制御手段に相当する。
【００４３】
上記各モータにより、搬送ローラ２０１、下側搬送ローラユニット２０２の各駆動ローラ（２０２ａ，２０２ｂ）、排出ローラ２０４は回転駆動されるが、２個のローラをモータにより個別に回転駆動してもよいし、１個のローラのみをモータにより回転駆動し、他方のローラを従動させるようにしてもよい。
【００４４】
ヒータドライバ４０２は、ＣＰＵ４０５からの発熱制御指令に基づいて、加熱ローラ３０１に備えられたヒータ３０１ａの発熱を行うためのドライバ回路等を含む。なお、ヒータドライバ４０２が本発明の発熱量制御手段に相当する。また、ヒータ３０１ａが本発明の発熱部に相当する。
【００４５】
超音波センサＩ／Ｆ４０３は、ＣＰＵ４０５からの制御指令に基づいて、超音波センサ２０５の動作制御（超音波センサ２０５の移動，超音波の発射／停止など）および超音波センサ２０５が検出したデータの取得を行う。
【００４６】
通信Ｉ／Ｆ４０７は、例えばプリンタ１００とのデータ通信を行うための通信インターフェース回路である。
【００４７】
センサＩ／Ｆ４０８、後述する各センサ（２０１ａ，２０４ａ，３０４）が検出したデータの取得を行う。
【００４８】
制御部４００では、ＣＰＵ４０５がＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムおよびデータ（図示せず）を実行することで、本発明のカール除去装置としての機能を実現する。また、ＲＡＭ４０４は、必要に応じてデータが保存されるワークエリアとして用いられる。
【００４９】
図４および図５〜８を用いて、カール状態検出部２００におけるカール状態検出処理について説明する。なお、本処理はＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムに含まれ、ＣＰＵ４０５により制御プログラムの他の処理とともに繰り返し実行される。
【００５０】
まず、下記のうちの少なくともいずれかの方法を用いて、カール状態検出部２００の起動条件が成立したか否かを検出する（Ｓ１１０）。
・通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から、定着ローラ１０６を駆動するための制御指令信号である定着開始信号を取得したときに、起動条件が成立したと判定する。
・搬送用ローラ２０１の上流側（すなわちプリンタ１００側）に、プリンタ１００から搬送される用紙２０６を検出するための、例えば周知の光センサを含んで構成されるセンサ２０１ａ（図２等参照）を取り付ける。このセンサ２０１ａが用紙を検出したときに、起動条件が成立したと判定する。
【００５１】
カール状態検出部２００の起動条件が成立した場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、受入ローラ用モータ２０１ｍ，搬送ローラユニット用モータ２０２ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１２０）。
【００５２】
用紙２０６が搬送ローラ２０１から搬送され、上下の各搬送ローラユニット２０２，２０３の所定位置に到達した場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、受入ローラ用モータ２０１ｍ，搬送ローラユニット用モータ２０２ｍを停止するように回転制御指令を送る（Ｓ１４０）。所定位置とは、超音波センサ２０５により用紙２０６のカール状態（サイドカール）を検出できる位置であり、例えば、図５のように、用紙２０６が上下の各搬送ローラユニット（２０２，２０３）の上流側駆動ローラ２０２ａ，上流側従動ローラ２０３ａおよび下流側駆動ローラ２０２ｂ，下流側従動ローラ２０３ｂのそれぞれに挟まれ、かつ受入ローラ２０１および排出ローラ２０４には挟まれていない位置にある状態とする。
【００５３】
次に、下側搬送ローラユニット２０２と上側搬送ローラユニット２０３とを分離して、用紙２０６のカール状態を検出できるようにするために、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１５０）。すなわち、図６のように、上側搬送ローラユニット２０３を上方に移動する。この状態では用紙２０６には各従動ローラ（２０３ａ，２０３ｂ）による押圧力が加わっていないため、画像形成装置１００の画像形成によって生じたサイドカールによって湾曲した状態となっている。
【００５４】
図６、および図６をＢ方向（すなわち、搬送方向上流側）から見た状態である図８のように、上側搬送ローラユニット２０３の、上流側従動ローラ２０３ａおよび下流側従動ローラ２０３ｂを回転可能に支持する架台２０３ｄは、その架台２０３ｄの上流端近傍および下流端近傍において、架台２０３ｄを昇降可能とする２組４本の支柱２０３ｃに取り付けられている。支柱２０３ｃの下端は、図示しないカール状態検出部２００の筐体底部に取り付けられている。
【００５５】
また、架台２０３ｄには、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍが取り付けられている。搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍは、その回転軸に取り付けられたピニオンギア（図示せず）が支柱２０３ｃの上下方向に沿って取り付けられたラックギア（図示せず）と噛合するように取り付けられる。そして、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍの回転にともなって回転するピニオンギアがラックギア上を移動することで、架台２０３ｄの昇降を行うことができる。ラックギアを全ての支柱２０３ｃに取り付けて、個々のラックギアに対応するように搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを（図６の例では４個）取り付けてもよい。
【００５６】
次に、超音波センサ２０５によって、用紙２０６のカール状態（カール量およびカール方向）を検出する（Ｓ１６０）。図７に、図６をＡ方向（すなわち、用紙２０６の上方向）から見た状態を示す。但し、超音波センサ２０５の構成に関連のないものは、図示を省略してある。図７のように、超音波センサ２０５は、架台２０５ａに取り付けられ、図８のように、架台２０５ａは２本の支柱２０５ｂにより支持され、支柱２０５ｂの下端は、図示しないカール状態検出部２００の筐体底部に取り付けられている。また、超音波センサ用モータ２０５ｍは、超音波センサ２０５と一体的に取り付けられ、例えば、超音波センサ用モータ２０５ｍの回転軸に取り付けられたピニオンギア（図示せず）が架台２０５ａの長手方向（すなわち，図７の両矢印Ｐで示される、用紙２０６の搬送方向に直交する方向）に沿って取り付けられたラックギア（図示せず）上を移動することで、用紙２６０に発生したカール状態を検出できる。なお、架台２０５ａには、超音波センサ２０５および超音波センサ用モータ２０５ｍの落下を防止するとともに、超音波センサ２０５の移動を容易とするためのガイドレール（図示せず）も設けられている。また、架台２０５ａの構造を、超音波センサ２０５を用紙２０６の搬送方向に平行な方向にも移動可能としてもよい。
【００５７】
ここで、ＣＰＵ４０５から、超音波センサ２０５より超音波２０７（図８参照）を発射させるために超音波センサＩ／Ｆ４０３に指令を送り、続いて、超音波センサ２０５を架台２０５ａの一端から他の一端へ（すなわち、少なくとも用紙２０６の搬送方向に平行する一方の側端縁の略上方から他の側端縁の略上方を含む範囲）移動させるために、超音波センサ用モータ２０５ｍを駆動するようモータドライバ４０１に回転制御指令を送る。なお、超音波センサ２０５の移動距離は用紙２０６のサイズによって異なるが、用紙サイズに関する情報は、例えば、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から取得する。
【００５８】
そして、用紙２０６に反射した反射波が超音波センサ２０５に戻ってくるまでの時間を計測してカール量およびカール方向を検出する。図６〜図８の例では、用紙２０６は側端縁が下側に湾曲したカール状態（下カール）になっている。すなわち、用紙２０６の搬送方向に平行する中心近傍での超音波センサ２０５と用紙２０６との距離Ｌ１が、用紙２０６の搬送方向に平行する側端縁近傍での超音波センサ２０５と用紙２０６との距離Ｌ２よりも大きい場合には上カールと判定し、距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも小さい場合には下カールと判定する。また、カール量は、Ｌ２とＬ１との差の絶対値で表すことができ、その絶対値が例えばＲＯＭ４０６に記憶される予め定められた閾値を上回るときに、カールが発生していると判定する。
【００５９】
上述の構成では、超音波センサは１つのみを図示しているが、画像形成される用紙のサイズは様々であるので、用紙サイズの搬送方向の長さに合った数の超音波センサを配置してもよい。ただし、本実施例では、超音波センサ２０５は用紙２０６の搬送方向に直交する方向に移動できる機構としているため、用紙サイズに合わせて超音波センサ位置を動作させることができ、複数個の超音波センサを用いる必要がなく、カール状態検出部２００の製造コストを低減することができる。
【００６０】
カール状態の検出の結果、カールが発生していると判定した場合（Ｓ１７０：Ｙｅｓ）、検出されたカール方向およびカール量に基づいてカール矯正量を算出し、算出したカール矯正量に基づいて加熱ローラ３０１に含まれる発熱体３０１ａの発熱量と加熱ローラ３０１の回転速度を算出する（Ｓ１８０）。
【００６１】
例えば、まず、加熱ローラ３０１の回転速度は予め定められたデフォルト値とし、発熱量を変化させてカールを除去可能な発熱量を算出する。ヒータ３０１ａの最大発熱量あるいは用紙２０６に加えることが可能な熱量の上限を超える場合には、加熱ローラ３０１の回転速度を変化させて再度カールを除去可能な発熱量を算出する。例えば、カール量が大きければ加熱ローラ３０１の回転速度を遅くし、カール量が小さければ加熱ローラ３０１の回転速度を速くする。なお、用紙２０６に加えることが可能な熱量は用紙の質（上質紙，再生紙等）毎に異なり、用紙の質に関する情報は、例えば、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から取得する。
【００６２】
一方、カールが発生していないと判定した場合（Ｓ１７０：Ｎｏ）、カール矯正量をゼロとし、カール矯正量がゼロのときに対応する発熱量（例えばゼロあるいはＲＯＭ４０６に記憶される予め定められたデフォルト値）および加熱ローラ３０１の回転速度（例えば例えばＲＯＭ４０６に記憶される予め定められたデフォルト値）を設定する（Ｓ２３０）。
【００６３】
次に、上述のステップＳ１５０で分離した上側搬送ローラユニット２０３と下側搬送ローラユニット２０２とを結合する（分離前の状態に戻す）ために、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１９０）。
【００６４】
次に、用紙２０６をカール矯正部３００側へ搬送するために、搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ，排出ローラ用モータ２０４ｍを駆動するようにＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ２００）。そして、例えば周知の光センサを含んで構成される用紙排出検知センサ２０４ａ（図５，図６参照）で用紙２０６の排紙が完了したか否かを検出する。すなわち、用紙排出検知センサ２０４ａにおいて、用紙２０６を検知した状態から検知しなくなった状態に遷移したとき、用紙２０６の排紙が完了したとする。
【００６５】
用紙２０６の排紙が完了したことを検出した場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ，排出ローラ用モータ２０４ｍを停止するように回転制御指令を送る（Ｓ２２０）。
【００６６】
図９を用いて、カール矯正部３００におけるカール矯正処理について説明する。なお、本処理はＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムに含まれ、ＣＰＵ４０５により制御プログラムの他の処理とともに繰り返し実行される。
【００６７】
まず、分岐爪３０３を切り替える条件が成立したか否かを判定する。例えば、用紙２０６をカール矯正部３００側へ搬送するために、搬送ローラ２０２，排出ローラ２０４を駆動したとき（すなわち、図４のステップＳ２００を実行したとき）、切り替え条件が成立したと判定する。また、用紙排出検知センサ２０４ａが用紙２０６の排出を検知したとき、切り替え条件が成立したと判定してもよい。分岐爪３０３を切り替えるタイミングであると判定された場合（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、分岐爪３０３を切り替える（Ｓ３２０）。
【００６８】
分岐爪３０３の切り替えは、カールの状態に基づいて行う。図４のカール状態を検出するステップ（Ｓ１６０）において、図６あるいは図８のように搬送ユニット上で下向きにカールしている場合は「下カール」と判定される。一方、搬送ユニット上で上向きにカールしている場合は「上カール」と判定される。
【００６９】
上カールと判定された場合には、図１０のように、用紙２０６を上カール除去ローラ３０２ａ側（上カール搬送路Ｕ）へ搬送するために、分岐爪３０３を下側に切り替えるべく分岐爪用モータ３０３ｍを駆動するように、モータドライバ４０１に回転制御指令を送る。一方、下カールと判定された場合には、図１１のように、用紙２０６を下カール除去ローラ３０２ｂ側（下カール搬送路Ｌ）へ搬送するために、分岐爪３０３を上側に切り替えるべく分岐爪用モータ３０３ｍを駆動するように、モータドライバ４０１に回転制御指令を送る。図１０，図１１のいずれにおいても、用紙２０６は矢印のように搬送される。
【００７０】
カールなしと判定された場合には、図１０のように、分岐爪３０３を下側に切り替えて用紙２０６を上カール除去ローラ３０２ａ側へ搬送する。あるいは、分岐爪３０３の切り替えは行わず、その時点で形成されている搬送路を使って用紙２０６搬送する。この場合、分岐爪３０３の切り替え時にモータドライバ４０１および分岐爪用モータ３０３ｍで消費される電力を節約できる。
【００７１】
次に、用紙２０６にカールありと判定されている場合（Ｓ３３０：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ１８０で算出されたヒータ３０１ａの発熱量となるようにヒータ３０１ａに通電するべく、ＣＰＵ４０５からヒータドライバ４０２に制御指令を送る（Ｓ３４０）。用紙２０６にカールがない場合（Ｓ３３０：Ｎｏ）でも、予め定められた発熱量となるようにヒータ３０１ａに通電してもよい。
【００７２】
続いて、同じく図４のステップＳ１８０で算出された回転速度で加熱ローラ用モータ３０１ｍを回転させるように、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ３５０）。
【００７３】
図１０の上カールの例では加熱ローラ３０１は反時計回りに回転し、上カール除去ローラ３０２ａは時計回りに従動回転する。また、図１１の下カールの例では加熱ローラ３０１は時計回りに回転し、下カール除去ローラ３０２ｂは反時計回りに従動回転する。
【００７４】
続いて、用紙２０６のカール矯正が完了したか否かを調べる。例えば、上カール搬送路Ｕと下カール搬送路Ｌとの合流点からフィニッシャー１０８へ至る搬送路上に、図５の用紙排出検知センサ２０４ａと同様の構成をとる用紙排出検知センサ３０４を取り付け、用紙排出検知センサ３０４において、用紙２０６を検知した状態から検知しなくなった状態に遷移したとき、用紙２０６のカール矯正が完了したと判定する。用紙２０６のカール矯正が完了したと判定した場合（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、ヒータ３０１ａへの通電を停止するように、ＣＰＵ４０５からヒータドライバ４０２に制御指令を送るとともに、加熱ローラ用モータ３０１ｍを停止するように、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ３７０）。
【００７５】
また、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、用紙のサイズ（つまり、搬送方向の長さ）をプリンタ１００から取得し、加熱ローラ用モータ３０１ｍの回転速度とに基づいて、用紙２０６を搬送するために要する加熱ローラ用モータ３０１ｍの回転時間Ｔを算出し、加熱ローラ用モータ３０１ｍの駆動開始からの時間ｔを測定して、その駆動時間ｔが前述の時間Ｔを超えた場合、用紙２０６のカール矯正が完了したと判定し、加熱ローラモータ３０１ｍを停止するようにしてもよい。
【００７６】
以下、本発明における加熱ローラ３０１の構成について説明する。まず、図１２に、従来の加熱ローラの構成の断面図および用紙２０６の搬送方向から見た正面図を示す。加熱ローラ３０１の回転軸方向に平行に、内壁の少なくとも一部に接するようにヒータ３０１ａが取り付けられている。そして、ヒータ３０１ａに通電すると、ヒータ３０１ａが発熱し、その熱が伝導して加熱ローラ３０１が加熱される。しかし、この構成では、加熱ローラ３０１の用紙２０６の幅方向の両端部３１０（すなわち、用紙２０６の搬送方向に平行する側端縁）に発生するサイドカール以外の部分も加熱するので、用紙２０６のサイドカール以外の部分への熱による影響（皺の発生，変形）が懸念される。
【００７７】
図１３に、本発明の加熱ローラ３０１の構成を示す。加熱ローラ３０１の外周面には、複数のフィルム状の熱伝導シート３０１ｂ１（本発明の熱伝導部材）で構成される熱伝導シート群３０１ｂが加熱ローラ３０１の回転方向（すなわち、用紙２０６の搬送方向）に平行となるように貼り付けられている。熱伝導シート３０１ｂ１は、ポリマー基材（バインダーともいう）に熱伝導性の粉（フィラーともいう）が練り込まれたもので、ポリマー基材としてシリコーンポリマー，アクリル樹脂等が用いられ、フィラーとしてアルミナ（酸化アルミニウム）や窒化ホウ素といった高熱伝導率の無機粉や、アルミ二ウムや銀、銅などの金属粉が用いられる。
【００７８】
図１３の例では、熱伝導シート群３０１ｂは、加熱ローラ３０１の中央部から外側に向かうほど熱伝導率が高い（あるいは低い）ものが用いられている。これにより、サイドカールの矯正を確実に行うことができるとともに、用紙２０６のサイドカール以外の部分への熱による影響（皺の発生，変形）を防止することができる。
【００７９】
図１３の例では、個々の熱伝導シート３０１ｂ１は、加熱ローラ３０１の回転方向に平行に、加熱ローラ３０１の周方向を１周するように貼り付けられているが、例えば、ヒータ３０１ａと対向する面付近のみのような、加熱ローラ３０１の周方向の１周長よりも短い長さで貼り付けてもよい。
【００８０】
また、図１３の例において、個々の熱伝導シート３０１ｂ１は、加熱ローラ３０１の回転方向に直交するように貼り付けてもよい（図１７参照）。こうすることで、用紙２０６の、加熱ローラ３０１の回転方向に直交する側端縁に発生するカールを矯正、除去することもできる。図１３の構成に図１７の熱伝導シートを重ね貼りしてもよい。また、加熱ローラ３０１の回転方向に対して予め定められた角度を有するように貼り付けてもよい（図１８参照）。また、連続した複数の熱伝導シート３０１ｂ１を、加熱ローラ３０１に略螺旋状に貼り付けてもよい。
【００８１】
図１４に、本発明の加熱ローラ３０１の構成の別例を示す。本構成は、図１３の構成の変形例である。図１４の例では、熱伝導シート群３０１ｂの外側を覆うように、均一の熱伝導率を有するカバー部材３０１ｃが貼り付けられている（正面図ではカバー部材３０１ｃを一部のみ図示）。本構成によって、熱伝導シート群３０１ｂの隣り合う熱伝導シート３０１ｂ１の繋ぎ目部分によって用紙に皺が発生することを防止できる。また、繋ぎ目部分を均一に構成する必要もなく、コストアップを抑制できる。
【００８２】
図１５に、本発明の加熱ローラ３０１の構成の別例を示す。本構成は、図１２の従来技術の構成において、ヒータを単一の発熱体で構成したものではなく、複数個の発熱体３０１ｄ１が加熱ローラ３０１の回転軸方向に平行に配置されたヒータ群３０１ｄにより構成したものである。これら発熱体３０１ｄ１は、ＣＰＵ４０５によって個別に発熱制御が可能となっている。よって、プリンタ１００等の画像形成装置の使用環境、および画像の濃淡等の違いによって生じるカール状態の違いに対応して、カール矯正、除去を行うことができる。
【００８３】
発熱体３０１ｄ１の発熱状態を個別に制御することで、加熱ローラ３０１の熱分布の状態を例えば、用紙２０６の搬送方向に対して外側を中心側より熱くする、またはその逆に中心側を外側より熱くするという状態にすることが可能になり、図１０，図１１のようにカール方向によって搬送経路を切り替える必要がなくなり、図１６のような弾性ローラを１個とする構成を実現できるため、部品点数を削減でき、カール矯正部３００ひいてはカール除去装置１０７を小型化することが可能となる。
【００８４】
図１５の例において、図１４のように、加熱ローラ３０１の表面にカバー部材３０１ｃを貼り付けてもよい。このようにすることで、加熱ローラ３０１上における熱分布状態の急激な変動を緩和することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１００ プリンタ
１０７ カール除去装置
１０８ フィニッシャー
２００ カール状態検出部（カール状態検出手段）
２０２ 下側搬送ローラユニット
２０３ 上側搬送ローラユニット
２０２ｍ 搬送ローラユニット用モータ
２０３ｍ 搬送ローラユニット分離用モータ
２０５ 超音波センサ
２０６ 用紙
３００ カール矯正部（カール矯正手段）
３０１ 加熱ローラ
３０１ａ ヒータ（発熱部）
３０１ｂ 熱伝導シート群
３０１ｂ１ 熱伝導シート（熱伝導部材）
３０１ｃ カバー部材
３０１ｄ ヒータ群
３０１ｄ１ 発熱体
３０１ｍ 加熱ローラ用モータ
３０２ａ 上カール除去ローラ
３０２ｂ 下カール除去ローラ
３０３ 分岐爪
４００ 制御部
４０１ モータドライバ（回転速度制御手段）
４０２ ヒータドライバ（発熱量制御手段）
４０５ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置から排出された記録用紙のカールを除去するカール除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機，プリンタ，ファクシミリ，およびこれらの機能を有する複合機等の画像形成装置では形成したトナーを用紙へ定着させるために、用紙は定着ローラによって加熱，加圧される。この加熱，加圧，および定着されたトナーによって用紙にはカールが生じることがある。この用紙に生じたカールによって、排紙された用紙の不揃いが生ずる、先に排紙された用紙のカール部分に後から排紙された用紙の先端が突き当り用紙を排紙トレイから落としてしまう、といった問題が発生する。
【０００３】
そこで、こうしたカールを除去するため、種々のカール補正装置が考案されている（特許文献１，２参照）。また、こうしたカールを除去する方法として、用紙に対して引っ張り力を与えながらしごき処理を行うことが考案されている（特許文献３参照）。また、用紙に生じたカール量は、用紙の紙種、紙厚、紙サイズや、トナー量による画像の濃度、及び画像形成装置が使用される環境の温湿度によっても影響されるため、これらの情報に基づいてカール補正量を導いて、カール除去を行う方法が考案されている（特許文献４，５参照）。また、カール除去手段によって補正された用紙をＣＣＤカメラ等の検出手段によってカール除去結果をフィードバックする方法も考案されている。（特許文献６参照）
【０００４】
また、検知されたカール量およびカール方向に基づいて、複数のカール矯正手段のうち、カールを減少させるカール矯正手段を選択して、用紙のカールを矯正するるカール補正装置が考案されている（特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０６−１４４６７８号公報
【特許文献２】特開平０６−１５６８５２号公報
【特許文献３】特開平０３−２８４５７３号公報
【特許文献４】特開平０８−２１７３１３号公報
【特許文献５】特開平０６−２５８９０６号公報
【特許文献６】特開２００６−０１６１５７号公報
【特許文献７】特開２００７−３２０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜６の発明は、用紙の搬送方向に直交する側端縁に形成されるカールを除去、補正または矯正するものであって、用紙の搬送方向に平行する側端縁に形成されるサイドカールを除去、補正または矯正するものではない。
【０００７】
また、特許文献６の構成では、１枚目のカール除去結果を用いており、１枚目はカール除去ができていない場合がある。さらに、カール検出手段としてＣＣＤカメラを用いているが、ＣＣＤカメラを用いた場合は、ＣＣＤカメラによって撮影された画像の一時保存のためのメモリ、および撮影された画像からカール量を検出するための画像認識機能が必要となるため、メモリおよび画像認識機能を追加するで、装置のコストが上昇するという問題も生ずる。
【０００８】
特許文献７の構成では、カール検知手段は、用紙搬送路を挟んで左右対称に対向配置された一対の支持板と、支持板に回転自在に支持された少なくとも左右一対の拍車ローラと、拍車ローラの回転を検知するセンサ等を含んでおり、カール検知手段の構成が複雑になるという問題がある。また、カール除去手段は、カールの向きに応じて複数設けられており、装置の大型化，製造コストの上昇の一因となっている。
【０００９】
上記問題点を背景として、本発明の課題は、簡易な構成かつ低コストで、カールを除去、補正または矯正するカール除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するためのカール除去装置は、
画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールのカール量およびカール方向を含むカール状態を検出するカール状態検出手段と、カール状態に基づいて、該カール状態を矯正するカール矯正手段と、を備えたカール除去装置であって、
カール矯正手段は、その内側に発熱部を含んで回転可能な加熱ローラと、予め定められた押圧力で加熱ローラに押圧されて接触し、該加熱ローラの回転駆動に従動して回転する、または自ら回転駆動して加熱ローラを従動させる弾性ローラと、発熱部の発熱量を制御する発熱量制御手段と、を含み、回転する加熱ローラと弾性ローラとの接触部であるニップ部に用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることでカール状態を矯正するものであり、
加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によって、簡易な構成かつ低コストでカールを除去、補正または矯正することができる。また、特許文献３のような、用紙に対して引っ張り力を与えながらしごき処理を行ってカールを除去する方法とは異なり、用紙に無理な力を加えることなくカール除去状態を保つことができる。
【００１２】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラには、搬送される用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、用紙に対する加熱量のより低い領域が形成され、その中心から外側に向かって、表面に用紙への加熱量がより高くなる領域が順次形成される。
【００１３】
上記構成によって、用紙の搬送方向に平行する側端縁に形成されるサイドカールを除去、補正または矯正することができる。
【００１４】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラには、搬送される用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、用紙に対する加熱量のより高い領域が形成されるとともに、その中心から外側に向かって、表面に用紙への加熱量がより低くなる領域が順次形成される。
【００１５】
上記構成によっても、サイドカールを除去、補正または矯正することができる。
【００１６】
また、本発明のカール除去装置における発熱部は、複数の発熱体を含んで構成され、発熱量制御手段は、複数の発熱体の発熱量を個別に制御する。
【００１７】
上記構成によって、複数個の発熱体の発熱量をそれぞれ独立して制御可能としたことにより、加熱ローラの表面を任意の発熱温度分布状態にすることができるので、使用環境、画像の濃度の違いによって生じるカール量の違いに影響なくカールを補正、除去することができる。また、用紙のカールが発生していない領域に対向する発熱体の発熱量を抑えることで、用紙に対する熱の影響を低減することもできる。
【００１８】
また、本発明のカール除去装置における複数の発熱体は、加熱ローラの回転軸と平行に配置される。
【００１９】
上記構成によって、回転軸上に沿って加熱ローラの表面を任意の発熱温度分布状態にすることができるので、使用環境、画像の濃度の違いによって生じるカール量の違いに影響なくカールを補正、除去することができる。
【００２０】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラの少なくとも表面には、発熱部が発生した熱を用紙に伝導する熱伝導率が異なる複数の領域が形成される。
【００２１】
上記構成によっても、サイドカールを除去、補正または矯正することができる。また、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な（つまり低コストな）構成で、カール除去量の変更ができる。
【００２２】
また、本発明のカール除去装置における加熱ローラの表面には、熱伝導率が異なる複数の領域を形成するために、対応した熱伝導率を有する複数のシート状の熱伝導部材が貼り付けられる。
【００２３】
上記構成によって、発熱部を１つの発熱体で構成することができるため、発熱量制御手段を簡易なものとすることができる。
【００２４】
また、本発明のカール除去装置は、加熱ローラの表面の全体を覆うように、シート状で単一の熱伝導率を有するカバー部材が貼り付けられる。
【００２５】
上記構成によって、発熱部が複数の発熱体を含んで構成される場合には、隣接する発熱体間のギャップにより発生する発熱量の落ち込みあるいは上昇による用紙への影響を低減することができる。また、複数のシート状の熱伝導部材が貼り付ける場合には、これら隣接する熱伝導部材の繋ぎ目部分によって用紙に発生する皺を無くすことができる。また、繋ぎ目部分を均一に構成する必要がなく、カール除去装置の製造コストを低減することができる。
【００２６】
また、本発明のカール除去装置における発熱量制御手段は、カール状態に応じて発熱部の発熱量を制御する。
【００２７】
上記構成によって、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な構成で、カール除去量の変更ができる。よって、この変化機構を必要とせず、カール矯正手段が簡単な機構となるため、低コスト化・小型化が可能となる。
【００２８】
また、本発明のカール除去装置におけるカール矯正手段は、カール状態に応じて加熱ローラ、または弾性ローラの回転速度を制御する回転速度制御手段を含む。
【００２９】
上記構成によっても、従来技術のような、弾性ローラの発熱ローラに対する押圧力（弾性ローラの発熱ローラへの食い込み量）を変更することでカール除去量を変化させる必要がなく、弾性ローラの食い込み量の変化機構に比べて簡単な構成で、カール除去量の変更ができる。よって、カール矯正手段が簡単な機構となるため、低コスト化・小型化が可能となる。また、発熱部の温度を制御する必要がないので、発熱部の構成や発熱量を制御するための処理を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カール除去装置が画像形成装置に装着された例を示す図。
【図２】カール除去装置の構成の詳細を示す図。
【図３】カール除去装置の制御部の構成を示す図。
【図４】カール状態検出処理を説明するフロー図。
【図５】カール状態検出時のカール状態検出部の状態を示す側面図。
【図６】図５に続く、搬送ローラユニットが分離された状態を示す図。
【図７】図６をＡ方向から見た上面図。
【図８】図６をＢ方向から見た正面図。
【図９】カール矯正処理を説明するフロー図。
【図１０】上カール矯正時のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１１】下カール矯正時のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１２】従来の加熱ローラの構成を示す図。
【図１３】本発明の加熱ローラの構成を示す図。
【図１４】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１５】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１６】図１５の加熱ローラを用いた場合のカール矯正部の作動状態を示す図。
【図１７】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【図１８】本発明の加熱ローラの構成の別例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係るカール除去装置の実施形態を、カール除去装置が画像形成装置に接続された例を用いて、図面を参照しつつ説明する。図１に、本発明のカール除去装置１０７が、画像形成装置の１つであるプリンタ１００と、プリンタ１００から出力された用紙をソート等の後処理を行う周知のフィニッシャー１０８との間に装着された構成を示す。
【００３２】
プリンタ１００は、画像が形成されるシート状の用紙が入っている用紙トレイ１０１、用紙トレイ１０１から用紙２０６（図５等参照）を給紙する給紙コロ１０２、給紙コロ１０２で給紙された用紙２０６を感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋへ搬送する搬送ベルト１０４、搬送ベルト１０４を駆動する駆動ローラ１０３、用紙２０６に転写される画像を形成する感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋ、形成された画像を用紙２０６に定着させる定着ローラ１０６等を含んで構成される。
【００３３】
給紙コロ１０２，搬送ベルト１０４により感光ドラム１０５ｙ，１０５ｍ，１０５ｃ，１０５ｋへ搬送された用紙２０６は、それぞれの感光ドラムのイエロー（ｙ），マゼンタ（ｍ），シアン（ｃ），ブラック（ｋ）の各色のトナーにて印刷データに基づいて形成された画像が転写される。このとき、用紙２０６に転写された各色のトナーは用紙２０６に定着していないので、定着ローラ１０６で加熱・加圧されることで、トナーを溶融させて用紙２０６に定着させ、画像の形成が完了する。
【００３４】
通常の構成では、本発明のカール除去装置１０７が接続されていないため、定着ローラ１０６から搬送された用紙２０６はフィニッシャー１０８へ送られ、フィニッシャー１０８の有する例えばソート機能によって印刷部数単位で排紙トレイ（図示せず）に分けて排紙される。
【００３５】
しかし、プリンタ１００等のトナーを用いた画像形成装置では、上述したように、形成したトナーを用紙へ定着させるために、定着ローラ１０６によって加熱・加圧される、この加熱、加圧、および定着されたトナーによって用紙はカールが生じてしまうことがある。
【００３６】
図２に、カール除去装置１０７の構成の詳細を示す。カール除去装置１０７は、カール状態検出部２００，カール矯正部３００，およびカール状態検出部２００とカール矯正部３００の動作を制御する制御部４００とを含んで構成される。なお、カール状態検出部２００が本発明のカール状態検出手段に相当する。また、カール矯正部３００が本発明のカール矯正手段に相当する。
【００３７】
カール状態検出部２００は、画像形成装置１００（定着ローラ１０６）より画像形成されて排出された用紙２０６を搬送する受入ローラ２０１（２個で１組）、用紙２０６をカール状態検出位置へ搬送する下側搬送ローラユニット２０２，上側搬送ローラユニット２０３、カール状態の検出が完了した用紙２０６をカール矯正部３００へ搬送する排出ローラ２０４（２個で１組）、カール状態の検出を行う超音波センサ２０５を含んで構成される。
【００３８】
下側搬送ローラユニット２０２は上流側駆動ローラ２０２ａ，下流側駆動ローラ２０２ｂを含み、上側搬送ローラユニット２０３は、上流側従動ローラ２０３ａと，下流側従動ローラ２０３ｂを含み、これら上下の搬送ローラユニットは、上流側駆動ローラ２０２ａと上流側従動ローラ２０３ａとが組をなし、また、下流側駆動ローラ２０２ｂと下流側従動ローラ２０３ｂとが組をなす、２組のローラとして用紙２０６を搬送する。
【００３９】
カール矯正部３００は、ヒータ３０１ａ（図３等参照）を備えて発熱可能な加熱ローラ３０１、加熱ローラ３０１と接触している上カール除去ローラ３０２ａおよび下カール除去ローラ３０２ｂ、用紙２０６をカール除去ローラ３０２ａを含む搬送路および下カール除去ローラ３０２ｂを含む搬送路のいずれの搬送路を通過させるかを切り替える分岐爪３０３を含んで構成される（詳細は後述）。
【００４０】
上カール除去ローラ３０２ａおよび下カール除去ローラ３０２ｂは弾性ローラであり、加熱ローラ３０１に予め定められた押圧力で押し当てるように構成されており、これらカール除去ローラ３０２ａ，３０２ｂのいずれかを加熱ローラ３０１に押し当てることで、加熱ローラ３０１との接触部（すなわちニップ部）にニップ力を生じさせている。カール除去ローラ３０２ａ，３０２ｂは、加熱ローラ３０１の回転に従動して回転するものであるが、モータによりこれらカール除去ローラを駆動する構成としてもよい。
【００４１】
図３に、制御部４００の構成を示す。制御部４００は、モータドライバ４０１、ヒータドライバ４０２、超音波センサＩ／Ｆ（インターフェース）４０３、ＲＡＭ４０４、ＣＰＵ４０５、ＲＯＭ４０６、通信Ｉ／Ｆ４０７、センサＩ／Ｆ４０８を含んで構成される。
【００４２】
モータドライバ４０１は、ＣＰＵ４０５からの回転制御指令に基づいて、カール状態検出部２００に含まれる、受入ローラ２０１を駆動するための受入ローラ用モータ２０１ｍ、下側搬送ローラユニット２０２の各駆動ローラ２０２ａ，２０２ｂを駆動するための搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ、下側搬送ローラユニット２０２と上側搬送ローラユニット２０３とを分離するための搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍ、排出ローラ２０４を駆動するための排出ローラ用モータ２０４ｍ、超音波センサ２０５を移動するための超音波センサモータ２０５ｍ、さらに、カール矯正部３００に含まれる、加熱ローラ３０１を駆動するための加熱ローラ用モータ３０１ｍ、分岐爪３０３を駆動するための分岐爪駆動用モータ３０３ｍのそれぞれについて回転制御を行うためのドライバＩＣ等を含む回路で構成される。なお、モータドライバ４０１が本発明の回転速度制御手段に相当する。
【００４３】
上記各モータにより、搬送ローラ２０１、下側搬送ローラユニット２０２の各駆動ローラ（２０２ａ，２０２ｂ）、排出ローラ２０４は回転駆動されるが、２個のローラをモータにより個別に回転駆動してもよいし、１個のローラのみをモータにより回転駆動し、他方のローラを従動させるようにしてもよい。
【００４４】
ヒータドライバ４０２は、ＣＰＵ４０５からの発熱制御指令に基づいて、加熱ローラ３０１に備えられたヒータ３０１ａの発熱を行うためのドライバ回路等を含む。なお、ヒータドライバ４０２が本発明の発熱量制御手段に相当する。また、ヒータ３０１ａが本発明の発熱部に相当する。
【００４５】
超音波センサＩ／Ｆ４０３は、ＣＰＵ４０５からの制御指令に基づいて、超音波センサ２０５の動作制御（超音波センサ２０５の移動，超音波の発射／停止など）および超音波センサ２０５が検出したデータの取得を行う。
【００４６】
通信Ｉ／Ｆ４０７は、例えばプリンタ１００とのデータ通信を行うための通信インターフェース回路である。
【００４７】
センサＩ／Ｆ４０８、後述する各センサ（２０１ａ，２０４ａ，３０４）が検出したデータの取得を行う。
【００４８】
制御部４００では、ＣＰＵ４０５がＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムおよびデータ（図示せず）を実行することで、本発明のカール除去装置としての機能を実現する。また、ＲＡＭ４０４は、必要に応じてデータが保存されるワークエリアとして用いられる。
【００４９】
図４および図５〜８を用いて、カール状態検出部２００におけるカール状態検出処理について説明する。なお、本処理はＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムに含まれ、ＣＰＵ４０５により制御プログラムの他の処理とともに繰り返し実行される。
【００５０】
まず、下記のうちの少なくともいずれかの方法を用いて、カール状態検出部２００の起動条件が成立したか否かを検出する（Ｓ１１０）。
・通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から、定着ローラ１０６を駆動するための制御指令信号である定着開始信号を取得したときに、起動条件が成立したと判定する。
・搬送用ローラ２０１の上流側（すなわちプリンタ１００側）に、プリンタ１００から搬送される用紙２０６を検出するための、例えば周知の光センサを含んで構成されるセンサ２０１ａ（図２等参照）を取り付ける。このセンサ２０１ａが用紙を検出したときに、起動条件が成立したと判定する。
【００５１】
カール状態検出部２００の起動条件が成立した場合（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、受入ローラ用モータ２０１ｍ，搬送ローラユニット用モータ２０２ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１２０）。
【００５２】
用紙２０６が搬送ローラ２０１から搬送され、上下の各搬送ローラユニット２０２，２０３の所定位置に到達した場合（Ｓ１３０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、受入ローラ用モータ２０１ｍ，搬送ローラユニット用モータ２０２ｍを停止するように回転制御指令を送る（Ｓ１４０）。所定位置とは、超音波センサ２０５により用紙２０６のカール状態（サイドカール）を検出できる位置であり、例えば、図５のように、用紙２０６が上下の各搬送ローラユニット（２０２，２０３）の上流側駆動ローラ２０２ａ，上流側従動ローラ２０３ａおよび下流側駆動ローラ２０２ｂ，下流側従動ローラ２０３ｂのそれぞれに挟まれ、かつ受入ローラ２０１および排出ローラ２０４には挟まれていない位置にある状態とする。
【００５３】
次に、下側搬送ローラユニット２０２と上側搬送ローラユニット２０３とを分離して、用紙２０６のカール状態を検出できるようにするために、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１５０）。すなわち、図６のように、上側搬送ローラユニット２０３を上方に移動する。この状態では用紙２０６には各従動ローラ（２０３ａ，２０３ｂ）による押圧力が加わっていないため、画像形成装置１００の画像形成によって生じたサイドカールによって湾曲した状態となっている。
【００５４】
図６、および図６をＢ方向（すなわち、搬送方向上流側）から見た状態である図８のように、上側搬送ローラユニット２０３の、上流側従動ローラ２０３ａおよび下流側従動ローラ２０３ｂを回転可能に支持する架台２０３ｄは、その架台２０３ｄの上流端近傍および下流端近傍において、架台２０３ｄを昇降可能とする２組４本の支柱２０３ｃに取り付けられている。支柱２０３ｃの下端は、図示しないカール状態検出部２００の筐体底部に取り付けられている。
【００５５】
また、架台２０３ｄには、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍが取り付けられている。搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍは、その回転軸に取り付けられたピニオンギア（図示せず）が支柱２０３ｃの上下方向に沿って取り付けられたラックギア（図示せず）と噛合するように取り付けられる。そして、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍの回転にともなって回転するピニオンギアがラックギア上を移動することで、架台２０３ｄの昇降を行うことができる。ラックギアを全ての支柱２０３ｃに取り付けて、個々のラックギアに対応するように搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを（図６の例では４個）取り付けてもよい。
【００５６】
次に、超音波センサ２０５によって、用紙２０６のカール状態（カール量およびカール方向）を検出する（Ｓ１６０）。図７に、図６をＡ方向（すなわち、用紙２０６の上方向）から見た状態を示す。但し、超音波センサ２０５の構成に関連のないものは、図示を省略してある。図７のように、超音波センサ２０５は、架台２０５ａに取り付けられ、図８のように、架台２０５ａは２本の支柱２０５ｂにより支持され、支柱２０５ｂの下端は、図示しないカール状態検出部２００の筐体底部に取り付けられている。また、超音波センサ用モータ２０５ｍは、超音波センサ２０５と一体的に取り付けられ、例えば、超音波センサ用モータ２０５ｍの回転軸に取り付けられたピニオンギア（図示せず）が架台２０５ａの長手方向（すなわち，図７の両矢印Ｐで示される、用紙２０６の搬送方向に直交する方向）に沿って取り付けられたラックギア（図示せず）上を移動することで、用紙２６０に発生したカール状態を検出できる。なお、架台２０５ａには、超音波センサ２０５および超音波センサ用モータ２０５ｍの落下を防止するとともに、超音波センサ２０５の移動を容易とするためのガイドレール（図示せず）も設けられている。また、架台２０５ａの構造を、超音波センサ２０５を用紙２０６の搬送方向に平行な方向にも移動可能としてもよい。
【００５７】
ここで、ＣＰＵ４０５から、超音波センサ２０５より超音波２０７（図８参照）を発射させるために超音波センサＩ／Ｆ４０３に指令を送り、続いて、超音波センサ２０５を架台２０５ａの一端から他の一端へ（すなわち、少なくとも用紙２０６の搬送方向に平行する一方の側端縁の略上方から他の側端縁の略上方を含む範囲）移動させるために、超音波センサ用モータ２０５ｍを駆動するようモータドライバ４０１に回転制御指令を送る。なお、超音波センサ２０５の移動距離は用紙２０６のサイズによって異なるが、用紙サイズに関する情報は、例えば、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から取得する。
【００５８】
そして、用紙２０６に反射した反射波が超音波センサ２０５に戻ってくるまでの時間を計測してカール量およびカール方向を検出する。図６〜図８の例では、用紙２０６は側端縁が下側に湾曲したカール状態（下カール）になっている。すなわち、用紙２０６の搬送方向に平行する中心近傍での超音波センサ２０５と用紙２０６との距離Ｌ１が、用紙２０６の搬送方向に平行する側端縁近傍での超音波センサ２０５と用紙２０６との距離Ｌ２よりも大きい場合には上カールと判定し、距離Ｌ１が距離Ｌ２よりも小さい場合には下カールと判定する。また、カール量は、Ｌ２とＬ１との差の絶対値で表すことができ、その絶対値が例えばＲＯＭ４０６に記憶される予め定められた閾値を上回るときに、カールが発生していると判定する。
【００５９】
上述の構成では、超音波センサは１つのみを図示しているが、画像形成される用紙のサイズは様々であるので、用紙サイズの搬送方向の長さに合った数の超音波センサを配置してもよい。ただし、本実施例では、超音波センサ２０５は用紙２０６の搬送方向に直交する方向に移動できる機構としているため、用紙サイズに合わせて超音波センサ位置を動作させることができ、複数個の超音波センサを用いる必要がなく、カール状態検出部２００の製造コストを低減することができる。
【００６０】
カール状態の検出の結果、カールが発生していると判定した場合（Ｓ１７０：Ｙｅｓ）、検出されたカール方向およびカール量に基づいてカール矯正量を算出し、算出したカール矯正量に基づいて加熱ローラ３０１に含まれる発熱体３０１ａの発熱量と加熱ローラ３０１の回転速度を算出する（Ｓ１８０）。
【００６１】
例えば、まず、加熱ローラ３０１の回転速度は予め定められたデフォルト値とし、発熱量を変化させてカールを除去可能な発熱量を算出する。ヒータ３０１ａの最大発熱量あるいは用紙２０６に加えることが可能な熱量の上限を超える場合には、加熱ローラ３０１の回転速度を変化させて再度カールを除去可能な発熱量を算出する。例えば、カール量が大きければ加熱ローラ３０１の回転速度を遅くし、カール量が小さければ加熱ローラ３０１の回転速度を速くする。なお、用紙２０６に加えることが可能な熱量は用紙の質（上質紙，再生紙等）毎に異なり、用紙の質に関する情報は、例えば、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、プリンタ１００から取得する。
【００６２】
一方、カールが発生していないと判定した場合（Ｓ１７０：Ｎｏ）、カール矯正量をゼロとし、カール矯正量がゼロのときに対応する発熱量（例えばゼロあるいはＲＯＭ４０６に記憶される予め定められたデフォルト値）および加熱ローラ３０１の回転速度（例えば例えばＲＯＭ４０６に記憶される予め定められたデフォルト値）を設定する（Ｓ２３０）。
【００６３】
次に、上述のステップＳ１５０で分離した上側搬送ローラユニット２０３と下側搬送ローラユニット２０２とを結合する（分離前の状態に戻す）ために、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット分離用モータ２０３ｍを駆動するように回転制御指令を送る（Ｓ１９０）。
【００６４】
次に、用紙２０６をカール矯正部３００側へ搬送するために、搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ，排出ローラ用モータ２０４ｍを駆動するようにＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ２００）。そして、例えば周知の光センサを含んで構成される用紙排出検知センサ２０４ａ（図５，図６参照）で用紙２０６の排紙が完了したか否かを検出する。すなわち、用紙排出検知センサ２０４ａにおいて、用紙２０６を検知した状態から検知しなくなった状態に遷移したとき、用紙２０６の排紙が完了したとする。
【００６５】
用紙２０６の排紙が完了したことを検出した場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に、搬送ローラユニット用モータ２０２ｍ，排出ローラ用モータ２０４ｍを停止するように回転制御指令を送る（Ｓ２２０）。
【００６６】
図９を用いて、カール矯正部３００におけるカール矯正処理について説明する。なお、本処理はＲＯＭ４０６に記憶された制御プログラムに含まれ、ＣＰＵ４０５により制御プログラムの他の処理とともに繰り返し実行される。
【００６７】
まず、分岐爪３０３を切り替える条件が成立したか否かを判定する。例えば、用紙２０６をカール矯正部３００側へ搬送するために、搬送ローラ２０２，排出ローラ２０４を駆動したとき（すなわち、図４のステップＳ２００を実行したとき）、切り替え条件が成立したと判定する。また、用紙排出検知センサ２０４ａが用紙２０６の排出を検知したとき、切り替え条件が成立したと判定してもよい。分岐爪３０３を切り替えるタイミングであると判定された場合（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、分岐爪３０３を切り替える（Ｓ３２０）。
【００６８】
分岐爪３０３の切り替えは、カールの状態に基づいて行う。図４のカール状態を検出するステップ（Ｓ１６０）において、図６あるいは図８のように搬送ユニット上で下向きにカールしている場合は「下カール」と判定される。一方、搬送ユニット上で上向きにカールしている場合は「上カール」と判定される。
【００６９】
上カールと判定された場合には、図１０のように、用紙２０６を上カール除去ローラ３０２ａ側（上カール搬送路Ｕ）へ搬送するために、分岐爪３０３を下側に切り替えるべく分岐爪用モータ３０３ｍを駆動するように、モータドライバ４０１に回転制御指令を送る。一方、下カールと判定された場合には、図１１のように、用紙２０６を下カール除去ローラ３０２ｂ側（下カール搬送路Ｌ）へ搬送するために、分岐爪３０３を上側に切り替えるべく分岐爪用モータ３０３ｍを駆動するように、モータドライバ４０１に回転制御指令を送る。図１０，図１１のいずれにおいても、用紙２０６は矢印のように搬送される。
【００７０】
カールなしと判定された場合には、図１０のように、分岐爪３０３を下側に切り替えて用紙２０６を上カール除去ローラ３０２ａ側へ搬送する。あるいは、分岐爪３０３の切り替えは行わず、その時点で形成されている搬送路を使って用紙２０６搬送する。この場合、分岐爪３０３の切り替え時にモータドライバ４０１および分岐爪用モータ３０３ｍで消費される電力を節約できる。
【００７１】
次に、用紙２０６にカールありと判定されている場合（Ｓ３３０：Ｙｅｓ）、図４のステップＳ１８０で算出されたヒータ３０１ａの発熱量となるようにヒータ３０１ａに通電するべく、ＣＰＵ４０５からヒータドライバ４０２に制御指令を送る（Ｓ３４０）。用紙２０６にカールがない場合（Ｓ３３０：Ｎｏ）でも、予め定められた発熱量となるようにヒータ３０１ａに通電してもよい。
【００７２】
続いて、同じく図４のステップＳ１８０で算出された回転速度で加熱ローラ用モータ３０１ｍを回転させるように、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ３５０）。
【００７３】
図１０の上カールの例では加熱ローラ３０１は反時計回りに回転し、上カール除去ローラ３０２ａは時計回りに従動回転する。また、図１１の下カールの例では加熱ローラ３０１は時計回りに回転し、下カール除去ローラ３０２ｂは反時計回りに従動回転する。
【００７４】
続いて、用紙２０６のカール矯正が完了したか否かを調べる。例えば、上カール搬送路Ｕと下カール搬送路Ｌとの合流点からフィニッシャー１０８へ至る搬送路上に、図５の用紙排出検知センサ２０４ａと同様の構成をとる用紙排出検知センサ３０４を取り付け、用紙排出検知センサ３０４において、用紙２０６を検知した状態から検知しなくなった状態に遷移したとき、用紙２０６のカール矯正が完了したと判定する。用紙２０６のカール矯正が完了したと判定した場合（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、ヒータ３０１ａへの通電を停止するように、ＣＰＵ４０５からヒータドライバ４０２に制御指令を送るとともに、加熱ローラ用モータ３０１ｍを停止するように、ＣＰＵ４０５からモータドライバ４０１に回転制御指令を送る（Ｓ３７０）。
【００７５】
また、通信Ｉ／Ｆ４０７を介して、用紙のサイズ（つまり、搬送方向の長さ）をプリンタ１００から取得し、加熱ローラ用モータ３０１ｍの回転速度とに基づいて、用紙２０６を搬送するために要する加熱ローラ用モータ３０１ｍの回転時間Ｔを算出し、加熱ローラ用モータ３０１ｍの駆動開始からの時間ｔを測定して、その駆動時間ｔが前述の時間Ｔを超えた場合、用紙２０６のカール矯正が完了したと判定し、加熱ローラモータ３０１ｍを停止するようにしてもよい。
【００７６】
以下、本発明における加熱ローラ３０１の構成について説明する。まず、図１２に、従来の加熱ローラの構成の断面図および用紙２０６の搬送方向から見た正面図を示す。加熱ローラ３０１の回転軸方向に平行に、内壁の少なくとも一部に接するようにヒータ３０１ａが取り付けられている。そして、ヒータ３０１ａに通電すると、ヒータ３０１ａが発熱し、その熱が伝導して加熱ローラ３０１が加熱される。しかし、この構成では、加熱ローラ３０１の用紙２０６の幅方向の両端部３１０（すなわち、用紙２０６の搬送方向に平行する側端縁）に発生するサイドカール以外の部分も加熱するので、用紙２０６のサイドカール以外の部分への熱による影響（皺の発生，変形）が懸念される。
【００７７】
図１３に、本発明の加熱ローラ３０１の構成を示す。加熱ローラ３０１の外周面には、複数のフィルム状の熱伝導シート３０１ｂ１（本発明の熱伝導部材）で構成される熱伝導シート群３０１ｂが加熱ローラ３０１の回転方向（すなわち、用紙２０６の搬送方向）に平行となるように貼り付けられている。熱伝導シート３０１ｂ１は、ポリマー基材（バインダーともいう）に熱伝導性の粉（フィラーともいう）が練り込まれたもので、ポリマー基材としてシリコーンポリマー，アクリル樹脂等が用いられ、フィラーとしてアルミナ（酸化アルミニウム）や窒化ホウ素といった高熱伝導率の無機粉や、アルミ二ウムや銀、銅などの金属粉が用いられる。
【００７８】
図１３の例では、熱伝導シート群３０１ｂは、加熱ローラ３０１の中央部から外側に向かうほど熱伝導率が高い（あるいは低い）ものが用いられている。これにより、サイドカールの矯正を確実に行うことができるとともに、用紙２０６のサイドカール以外の部分への熱による影響（皺の発生，変形）を防止することができる。
【００７９】
図１３の例では、個々の熱伝導シート３０１ｂ１は、加熱ローラ３０１の回転方向に平行に、加熱ローラ３０１の周方向を１周するように貼り付けられているが、例えば、ヒータ３０１ａと対向する面付近のみのような、加熱ローラ３０１の周方向の１周長よりも短い長さで貼り付けてもよい。
【００８０】
また、図１３の例において、個々の熱伝導シート３０１ｂ１は、加熱ローラ３０１の回転方向に直交するように貼り付けてもよい（図１７参照）。こうすることで、用紙２０６の、加熱ローラ３０１の回転方向に直交する側端縁に発生するカールを矯正、除去することもできる。図１３の構成に図１７の熱伝導シートを重ね貼りしてもよい。また、加熱ローラ３０１の回転方向に対して予め定められた角度を有するように貼り付けてもよい（図１８参照）。また、連続した複数の熱伝導シート３０１ｂ１を、加熱ローラ３０１に略螺旋状に貼り付けてもよい。
【００８１】
図１４に、本発明の加熱ローラ３０１の構成の別例を示す。本構成は、図１３の構成の変形例である。図１４の例では、熱伝導シート群３０１ｂの外側を覆うように、均一の熱伝導率を有するカバー部材３０１ｃが貼り付けられている（正面図ではカバー部材３０１ｃを一部のみ図示）。本構成によって、熱伝導シート群３０１ｂの隣り合う熱伝導シート３０１ｂ１の繋ぎ目部分によって用紙に皺が発生することを防止できる。また、繋ぎ目部分を均一に構成する必要もなく、コストアップを抑制できる。
【００８２】
図１５に、本発明の加熱ローラ３０１の構成の別例を示す。本構成は、図１２の従来技術の構成において、ヒータを単一の発熱体で構成したものではなく、複数個の発熱体３０１ｄ１が加熱ローラ３０１の回転軸方向に平行に配置されたヒータ群３０１ｄにより構成したものである。これら発熱体３０１ｄ１は、ＣＰＵ４０５によって個別に発熱制御が可能となっている。よって、プリンタ１００等の画像形成装置の使用環境、および画像の濃淡等の違いによって生じるカール状態の違いに対応して、カール矯正、除去を行うことができる。
【００８３】
発熱体３０１ｄ１の発熱状態を個別に制御することで、加熱ローラ３０１の熱分布の状態を例えば、用紙２０６の搬送方向に対して外側を中心側より熱くする、またはその逆に中心側を外側より熱くするという状態にすることが可能になり、図１０，図１１のようにカール方向によって搬送経路を切り替える必要がなくなり、図１６のような弾性ローラを１個とする構成を実現できるため、部品点数を削減でき、カール矯正部３００ひいてはカール除去装置１０７を小型化することが可能となる。
【００８４】
図１５の例において、図１４のように、加熱ローラ３０１の表面にカバー部材３０１ｃを貼り付けてもよい。このようにすることで、加熱ローラ３０１上における熱分布状態の急激な変動を緩和することができる。
【００８５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１００ プリンタ
１０７ カール除去装置
１０８ フィニッシャー
２００ カール状態検出部（カール状態検出手段）
２０２ 下側搬送ローラユニット
２０３ 上側搬送ローラユニット
２０２ｍ 搬送ローラユニット用モータ
２０３ｍ 搬送ローラユニット分離用モータ
２０５ 超音波センサ
２０６ 用紙
３００ カール矯正部（カール矯正手段）
３０１ 加熱ローラ
３０１ａ ヒータ（発熱部）
３０１ｂ 熱伝導シート群
３０１ｂ１ 熱伝導シート（熱伝導部材）
３０１ｃ カバー部材
３０１ｄ ヒータ群
３０１ｄ１ 発熱体
３０１ｍ 加熱ローラ用モータ
３０２ａ 上カール除去ローラ
３０２ｂ 下カール除去ローラ
３０３ 分岐爪
４００ 制御部
４０１ モータドライバ（回転速度制御手段）
４０２ ヒータドライバ（発熱量制御手段）
４０５ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールのカール量およびカール方向を含むカール状態を検出するカール状態検出手段と、
前記カール状態に基づいて、該カール状態を矯正するカール矯正手段と、
を備えたカール除去装置であって、
前記カール矯正手段は、
その内側に発熱部を含んで回転可能な加熱ローラと、
予め定められた押圧力で前記加熱ローラに押圧されて接触し、該加熱ローラの回転駆動に従動して回転する、または自ら回転駆動して前記加熱ローラを従動させる弾性ローラと、
前記発熱部の発熱量を制御する発熱量制御手段と、を含み、
回転する前記加熱ローラと前記弾性ローラとの接触部であるニップ部に前記用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることで前記カール状態を矯正するものであり、
前記加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とするカール除去装置。
【請求項２】
前記加熱ローラには、搬送される前記用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、前記用紙に対する加熱量のより少ない領域が形成され、その中心から外側に向かって、表面に前記用紙への加熱量がより大きくなる領域が順次形成される請求項１に記載のカール除去装置。
【請求項３】
前記加熱ローラには、搬送される前記用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、前記用紙に対する加熱量のより大きい領域が形成されるとともに、その中心から外側に向かって、表面に前記用紙への加熱量がより少なくなる領域が順次形成される請求項１に記載のカール除去装置。
【請求項４】
前記発熱部は、複数の発熱体を含んで構成され、
前記発熱量制御手段は、前記複数の発熱体の発熱量を個別に制御する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項５】
前記複数の発熱体は、前記加熱ローラの回転軸と平行に配置される請求項４に記載のカール除去装置。
【請求項６】
前記加熱ローラの少なくとも表面には、前記発熱部が発生した熱を前記用紙に伝導する熱伝導率が異なる複数の領域が形成される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項７】
前記加熱ローラの表面には、前記熱伝導率が異なる複数の領域を形成するために、対応した熱伝導率を有する複数のシート状の熱伝導部材が貼り付けられる請求項６に記載のカール除去装置。
【請求項８】
前記加熱ローラの表面の全体を覆うように、シート状で単一の熱伝導率を有するカバー部材が貼り付けられる請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項９】
前記発熱量制御手段は、前記カール状態に応じて前記発熱部の発熱量を制御する請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項１０】
前記カール矯正手段は、前記カール状態に応じて前記加熱ローラ、または前記弾性ローラの回転速度を制御する回転速度制御手段を含む請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項１】
画像が形成されたシート状の用紙に発生したカールのカール量およびカール方向を含むカール状態を検出するカール状態検出手段と、
前記カール状態に基づいて、該カール状態を矯正するカール矯正手段と、
を備えたカール除去装置であって、
前記カール矯正手段は、
その内側に発熱部を含んで回転可能な加熱ローラと、
予め定められた押圧力で前記加熱ローラに押圧されて接触し、該加熱ローラの回転駆動に従動して回転する、または自ら回転駆動して前記加熱ローラを従動させる弾性ローラと、
前記発熱部の発熱量を制御する発熱量制御手段と、を含み、
回転する前記加熱ローラと前記弾性ローラとの接触部であるニップ部に前記用紙を挟圧しつつ通過させ、該用紙の該加熱ローラに接触している面を熱膨張させることで前記カール状態を矯正するものであり、
前記加熱ローラの表面における熱分布状態を異ならせたことを特徴とするカール除去装置。
【請求項２】
前記加熱ローラには、搬送される前記用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、前記用紙に対する加熱量のより少ない領域が形成され、その中心から外側に向かって、表面に前記用紙への加熱量がより大きくなる領域が順次形成される請求項１に記載のカール除去装置。
【請求項３】
前記加熱ローラには、搬送される前記用紙の搬送方向に対する中心に対向する表面に、前記用紙に対する加熱量のより大きい領域が形成されるとともに、その中心から外側に向かって、表面に前記用紙への加熱量がより少なくなる領域が順次形成される請求項１に記載のカール除去装置。
【請求項４】
前記発熱部は、複数の発熱体を含んで構成され、
前記発熱量制御手段は、前記複数の発熱体の発熱量を個別に制御する請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項５】
前記複数の発熱体は、前記加熱ローラの回転軸と平行に配置される請求項４に記載のカール除去装置。
【請求項６】
前記加熱ローラの少なくとも表面には、前記発熱部が発生した熱を前記用紙に伝導する熱伝導率が異なる複数の領域が形成される請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項７】
前記加熱ローラの表面には、前記熱伝導率が異なる複数の領域を形成するために、対応した熱伝導率を有する複数のシート状の熱伝導部材が貼り付けられる請求項６に記載のカール除去装置。
【請求項８】
前記加熱ローラの表面の全体を覆うように、シート状で単一の熱伝導率を有するカバー部材が貼り付けられる請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項９】
前記発熱量制御手段は、前記カール状態に応じて前記発熱部の発熱量を制御する請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【請求項１０】
前記カール矯正手段は、前記カール状態に応じて前記加熱ローラ、または前記弾性ローラの回転速度を制御する回転速度制御手段を含む請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のカール除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−１２６６５６（Ｐ２０１１−１２６６５６Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８６５０２（Ｐ２００９−２８６５０２）
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
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