JP3738983B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙を搬送する用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を補正する蛇行矯正装置を有する印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
用紙を搬送する用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を補正する蛇行矯正装置を有する印刷装置として複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真装置を例として用紙搬送について示す。
【０００３】
用紙搬送装置は、印刷品質の向上、実効印刷速度、省力化等の面で極めて重要な位置を占めている。従来の印刷装置では、印刷速度、印刷品質の向上に加え紙質、紙厚、寸法など多岐にわたる印刷用紙に対応するため用紙の蛇行矯正装置とその制御装置が設けられている。
【０００４】
用紙搬送装置でも、加圧ロール方式を採用している定着装置は、用紙走行性能に与える影響が大きく、特に連続用紙用レーザビームプリンタなどでは、定着装置に用紙の蛇行矯正装置をもたせた例が多く知られている。
【０００５】
連続紙用レーザビームプリンタ等の電子写真装置は、図２に示すように印刷用紙２０１をトラクタ２０３により感光ドラム２０２の周期と同速度で移動させ、転写器２０８により印刷用紙２０１にトナー像を転写させた後、印刷用紙２０１に一定の張力を与える為のバッファ２０４を通り、用紙搬送ガイド２０５を通過後、熱ロール２０６及び加圧ロール２０７によりトナー像を加圧・加熱し、印刷用紙２０１に溶融定着させ、プラー２１１とプラーロール２１０で印刷用紙２０１を一定張力で引張り、印刷用紙２０１を折り畳むためのスゥィングフィン２１２で印刷用紙を折り畳んだ後、印刷用紙２０１を積載するスタッカ２１３へ印刷用紙２０１を搬送する。
【０００６】
上記の構成の電子写真装置では、印刷用紙２０１の駆動はトラクタ２０３によるピン駆動と、熱ロール２０６−印刷用紙２０１−加圧ロール２０７の摩擦駆動との２つの駆動によりなされるが、熱ロール２０６−加圧ロール２０７間の摩擦力で印刷用紙２０１を搬送する部分においては、印刷用紙２０１が左右に蛇行することにより印刷用紙２０１にストレスがかかり、送り穴の穴がれやシワなどが発生する。その為、センサ２０９で印刷用紙２０１の蛇行を検出し、熱ロール２０６と加圧ロール２０７の接触圧力を熱ロール２０６の支持軸に対し左右に変化させることにより、印刷用紙２０１の蛇行を矯正する蛇行矯正装置が付加されている。
【０００７】
図３に、従来の蛇行矯正装置の一例を示す。熱ロール２０６は、図示しない支持部と駆動部とで一定位置で回転可能に構成される。加圧ロール２０７は、印刷用紙２０１を挟んで熱ロール２０６に対向して位置する。
【０００８】
加圧ロール２０７は図示しない案内溝にそって半径方向に可動な構造となっている。加圧ロール２０７を熱ロール２０６に押しつける押し付け手段はアーム３０４とカム３０２とスプリング３０７とから構成され、加圧ロール２０７両端に各々１組ずつ設けられている。アーム３０４は、一端に軸受け３０５を有し、図示しないフレームに回転可能に支持される。アーム３０４の他端は、スプリング３０７の一端が連結され、熱ロール２０６の方向へ引っ張られている。カム３０２は、アーム３０４に設けられたカムフォロア３０３に当接する位置に設置される。１対のカム３０２はカムシャフト３０６で連結され、カムシャフト３０６は図示しないフレームに回転可能に支持され、モータ３０１により回転させることができる。加圧ロール２０７の両端からは、回転可能なシャフトが突き出しており、シャフトは常にアームの一部に当接している。
【０００９】
非印刷時において、カムシャフト３０６は加圧ロール２０７が熱ロール２０６から離れた位置にくるように回転し、停止する。印刷時は、カムシャフト３０６が回転し、カム３０２がカムフォロア３０３から離れ、加圧ロール２０７が熱ロール２０６に完全に接する位置で停止する。この時、スプリング３０７が加圧ロール２０７を押しつけ印刷用紙２０１は加圧ロール２０７と熱ロール２０６とに挟まれ、熱ロール２０６の回転により、加圧ロール２０７は従動し印刷用紙２０１は定着されながら搬送される。
【００１０】
印刷用紙送行位置は、センサ２０９により検出される。
【００１１】
１対のカム３０２は図４に示すように、位相をずらしてカムシャフト３０６に固定されている。印刷用紙の搬送方向に向かって左側のカム３０２aは、カムシャフト３０６左側からみて反時計方向をプラスとすると、右側のカム３０２bよりプラス１０度ずれている。
【００１２】
上記印刷用紙搬送位置を検出するセンサ２０９が、用紙送行位置の送行方向に向かって左にずれていることを検出した場合、モータ３０１はカムシャフト３０６を左側からみて反時計方向に回転させる。
【００１３】
この動きによって左側のカム３０２aがカムフォロア３０３に当接し、左側のスプリング力に対して、アーム３０４aをわずかに押し戻す。この結果、加圧ロール２０７左側の押しつけ力が右側と比べて小さくなり、用紙左側の搬送力が右側より小さくなるため、用紙送行位置は右側にずれることになる。このようにして、用紙送行位置ずれ（蛇行）を矯正することができる。右側に蛇行した場合、上記の反対の動作をおこなう。
【００１４】
すなわち、図５に示すように、印刷用紙２０１をＡ側に曲げたい時は、熱ロール２０６と圧力ロール２０７の接触圧をＡ側を高く、Ｂ側を低くすることにより、熱ロール２０６及び圧力ロール２０７はＡ側の径rAが圧縮されてＢ側の径rBよりも小さくなり、熱ロール２０６及び圧力ロール２０７の周速はＢ側の方が速くなる（VrA＜VrB）。従って、搬送される印刷用紙２０１の移動量はＡ側よりもＢ側の方が多くなり、印刷用紙２０１はA側に寄っていくことになる。逆に、印刷用紙２０１をＢ側に曲げたい時は、同様に熱ロール２０６と圧力ロール２０７の接触圧をＢ側を高く、Ａ側を低くすることにより印刷用紙２０１はＢ側に寄ってくる。
【００１５】
図６に従来の用紙蛇行を矯正する制御装置を示す。従来の制御装置では、用紙送行位置を検出するセンサ２０９からの信号を印刷用紙２０１の送行期間中に一定周期でマイクロプロセッサ１０１に入力し、マイクロプロセッサ１０１のプログラム処理である蛇行量記憶処理１０２で、センサ２０９からの信号より印刷用紙２０１が送行すべき理想送行位置からの蛇行量を記憶する。センサ２０９からの信号が一定時間に達するとマイクロプロセッサ１０１のプログラム処理である蛇行量算出処理１０３で一定時間内の蛇行量を平均し図７に示す蛇行量とモータ３０１の駆動量データテーブルよりマイクロプロセッサ１０１のプログラム処理であるモータ駆動量算出処理１０６にてモータ３０１の駆動量をモータ駆動回路１０７へ出力する。モータ駆動回路１０７からの駆動信号によりモータ３０１を駆動しカムシャフト３０６を回転し印刷用紙２０１を送行すべき位置に蛇行補正させる。この動作を印刷用紙２０１が送行中に一定時間毎に繰返し実行していた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の印刷装置では、蛇行補正に使用する蛇行量の値が一定時間毎の平均値であるために、印刷用紙２０１が急激な蛇行を発生させても、蛇行補正の為のモータ駆動量算出処理１０６の結果が蛇行を補正するのに不足した駆動量となるために、印刷用紙２０１の送行位置が補正できない位置まで達してしまうような遅れが発生するという課題があった。
【００１７】
また図７に示すように、蛇行位置とモータ３０１の駆動量の関係式が比例であるため、印刷用紙２０１の理想送行位置と蛇行位置の距離に応じてモータ３０１の駆動量を決定するため蛇行補正力も距離に応じて一定となっていた。このため、蛇行補正力が不足しても、それ以上補正のためのモータ３０１の駆動量が増大しない、又は蛇行補正力が必要以上であるために理想送行位置よりも行きすぎて反対方向に行過ぎてしまうという課題があった。
【００１８】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決して、用紙幅や厚さ、蛇行しやすい等の雑多な印刷用紙に対して適切な用紙蛇行矯正制御を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、蛇行補正に使用する蛇行量を算出するマイクロプロセッサのプログラム処理を以下の点に着目し蛇行補正を制御する制御装置を設けた。
【００２０】
（１）用紙位置を検出するデータを一定周期でサンプリングして、その平均値をサンプリング毎に演算し、蛇行量とモータ駆動量テーブルからモータの駆動量を求めその値を記憶する。
【００２１】
（２）用紙位置を検出するデータから、一定周期でサンプリングして、前回のサンプリングで記憶している用紙位置データと今回検出した用紙位置データの差分を求め、用紙位置の変化率によるモータの駆動量を求めその値を記憶する。
【００２２】
（３）用紙位置が理想の送行位置にあるか否かを判別し、理想の送行位置にない場合は固定のモータ駆動量を記憶する。
【００２３】
以上３点のプログラム処理にて求めたモータ駆動量を加算して、印刷用紙の急激な変化や理想送行位置に対してドライブ力が不足や過大を防ぐように制御するように工夫したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１及び図８に示す。
【００２５】
図１に示すように、印刷用紙２０１が送行を開始すると、用紙送行位置を検出するセンサ２０９からの信号を一定周期でマイクロプロセッサ１０１に入力し、マイクロプロセッサ１０１のプログラム処理である蛇行量記憶処理１０２にて理想送行位置からの離れている蛇行量を記憶する。蛇行量記憶処理１０２は、図８に示すように、規定の数ｎを格納する記憶エリアに蛇行量をセンサ２０９からの信号読込み毎に格納して行き、規定の記憶エリア迄データを書き込むと、最初の記憶エリアにデータを上書きするようにして規定数ｎを越えないようにする。
【００２６】
蛇行量算出処理１０３では、蛇行量記憶処理１０２で記憶しているｎ個の距離の平均値である蛇行量平均値を算出して記憶する。
【００２７】
蛇行量変化率算出処理１０４では、蛇行量記憶処理１０２で記憶した蛇行量平均値を使用して、
（今回の蛇行量平均値）―（前回の蛇行量平均値）＝（蛇行量変化率）
の式にて蛇行量変化率を算出して、図８と同様の方式にて蛇行量変化率をセンサ２０９からの信号読込み毎に規定の記憶エリアにデータを書き込み、さらにこれらの記憶エリア内のデータを平均して蛇行量変化率の平均を算出して記憶する。
【００２８】
オフセット量算出処理１０５では、蛇行量記憶処理１０２で記憶した蛇行量平均値を使用して理想送行位置から離れているか否かを判別して一定の値を駆動量に加算するように処理する。
【００２９】
モータ駆動量算出処理１０６では、一定時間毎に蛇行量算出処理１０３で求めた蛇行量平均値から、図７に示す蛇行量とモータ３０１の駆動量データテーブルからの駆動量と蛇行量変化率算出処理１０４で求めた蛇行量変化率からのドライブ量、及びオフセット量算出処理１０５からの駆動量を加算したモータの駆動量をモータ駆動回路１０７へ出力する。モータ駆動回路１０７からの駆動信号によりモータ３０１を駆動し前述したカムシャフト３０６を回転し印刷用紙２０１を送行すべき理想送行位置に蛇行補正させる。
【００３０】
また、他の方法として図７に示す蛇行量とモータ３０１の駆動量データテーブルからの駆動量と蛇行量変化率からの駆動量を加算したモータの駆動量、或いは蛇行量とモータ３０１の駆動量データテーブルからの駆動量とオフセット量算出処理１０５からの駆動量を加算したモータの駆動量をモータ駆動回路１０７へ出力する制御方法もある。
【００３１】
【発明の効果】
本発明においては、用紙幅や厚さ、蛇行しやすい等の雑多な印刷用紙に対して急激な変化や理想送行位置に対して駆動量が不足や過大を防ぐように制御することにより、印刷用紙を蛇行することなく用紙搬送できる印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例である印刷装置の模式図である。
【図２】 印刷装置の例として連続紙用レーザビームプリンタを示した模式図である。
【図３】 用紙蛇行矯正装置の模式図である。
【図４】 用紙蛇行矯正装置で用いられるカムシャフトの断面図である。
【図５】 用紙蛇行矯正装置における蛇行補正時の熱ロールと圧力ロールの状態を示す模式図である。
【図６】 従来の印刷装置の模式図である。
【図７】 用紙蛇行量とモータ駆動量の関係を示すグラフである。
【図８】 蛇行量記憶方式を示す図である。
【符号の説明】
１０１…マイクロプロセッサ、１０２…蛇行量記憶処理、１０３…蛇行量算出処理、１０４…蛇行量変化率算出処理、１０５…オフセット量算出処理、１０６…モータ駆動量算出処理、１０７…モータ駆動回路、２０１…印刷用紙、２０２…感光ドラム、２０３…トラクタ、２０４…バッファ、２０５…用紙搬送ガイド、２０６…熱ロール、２０７…加圧ロール、２０８…転写器、２０９…センサ、２１０…プラーロール、２１１…プラー、２１２…スウィングフィン、２１３…スタッカ、３０１…モータ、３０２…カム、３０３…カムフォロア、３０４…アーム、３０５…軸受け、３０６…カムシャフト、３０７…スプリング。

Claims (3)

1. 用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を補正する蛇行矯正装置と、用紙位置を検出する用紙位置検出手段と、用紙位置検出手段によって検出されたデータより用紙の蛇行量を記憶する記憶手段と、蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、蛇行量平均値から蛇行量変化率を算出する蛇行量変化率算出手段と、蛇行量変化率による用紙搬送駆動手段の駆動量を算出する駆動量算出手段と、用紙の位置が所定の位置から離れているかを判別するオフセット量算出手段を設けたことを特徴とする印刷装置。
2. 用紙搬送装置が、熱ロールと加圧ロールを有する定着装置であることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 蛇行矯正装置が、加圧ロールを熱ロールに押しつける押しつけ手段であることを特徴とする請求項２記載の印刷装置。

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