(57)【要約】      （修正有）【課題】用紙搬送性が不安定になり易い用紙幅方向に厚さに違いがあるような特殊用紙においても安定した用紙蛇行補正ができる用紙蛇行補正装置を提供する。【解決手段】第１ならびに第２用紙搬送機構部の間に設けられるバッファ機構部8は、バッファドライブシャフト17の一方端に固定された第１バッファアーム20、バッファドライブシャフト17の他方端に回転可能に保持された第２バッファアーム30、バッファアーム20,30を弾性付勢するバッファスプリング23、バッファアーム20,30の自由端側に、バッファドライブシャフト17の回転によりバッファアーム20,30の自由端が上下方向に移動可能に架設されて、バッファアーム20,30の移動により連続用紙5へテンションを与えるバッファシャフト31を備え、用紙蛇行検出部からの検出結果に基づいてバッファコントロールモータ27の回転角度を制御して用紙蛇行補正する。【選択図】図２
2012158456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続用紙の搬送経路上にその用紙搬送方向上流側から下流側にかけて配置された第１用紙搬送機構部ならびに第２用紙搬送機構部と、
前記第１用紙搬送機構部と第２用紙搬送機構部の間に設けられて、前記用紙搬送機構部間の用紙搬送速度差を吸収するために前記連続用紙にテンションを付与するバッファ機構部と、
前記用紙搬送方向上流側の第１用紙搬送機構部とバッファ機構部の間に設けられて、前記連続用紙の蛇行量を検出する用紙蛇行量検出部を備えた用紙蛇行補正装置において、
前記バッファ機構部は、
前記連続用紙の幅方向の両側に用紙搬送方向と平行にそれぞれ配置されたフレームと、
前記フレームの間に回転可能に支持されたバッファドライブシャフトと、
前記バッファドライブシャフトを回転駆動するバッファコントロールモータと、
前記バッファコントロールモータの回転角を制御するバッファコントロールモータ制御部と、
前記バッファドライブシャフトの一方の端側に基端部が固定された第１バッファアームと、
前記バッファドライブシャフトの他方の端側に基端部が回転可能に保持された第２バッファアームと、
前記バッファドライブシャフトの両端部に設置されて、前記第１バッファアームならびに第２バッファアームを前記バッファドライブシャフトの回転方向に弾性付勢するバッファスプリングと、
前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの自由端側に、前記バッファドライブシャフトの上下回転方向に可動可能に架設されて、前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの移動により前記連続用紙へテンションを付与するバッファシャフトとを備え、
前記用紙蛇行検出部からの検出結果に基づいて、前記バッファコントロールモータ制御部により前記バッファコントロールモータの回転角度を制御して、前記連続用紙の蛇行補正する構成になっている、
ことを特徴とする用紙蛇行補正装置。
【請求項２】
請求項１に記載の用紙蛇行補正装置において、
前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの自由端側にそれぞれ長穴が形成され、前記長穴に前記バッファシャフトの両端部が上下回転方向に可動可能に挿入されていることを特徴とする用紙蛇行補正装置。
【請求項３】
請求項１に記載の用紙蛇行補正装置において、
前記バッファ機構部により連続用紙に与えるテンションの状態を記憶する記憶部を設け、
前記連続用紙の搬送停止後に連続用紙の搬送を再開する際に、前記記憶部に記憶している前記連続用紙の搬送停止直前のテンションの状態に基づいて、前記バッファコントロールモータを制御する構成になっていることを特徴とする用紙蛇行補正装置。
【請求項４】
トナー像が転写された連続用紙を搬送する用紙搬送機構部と、
前記用紙搬送機構部の用紙搬送方向下流側に配置されて、ヒートローラと、そのヒートローラ側に押圧されるバックアップローラと、前記バックアップローラを前記ヒートローラ側に押圧するローラ押圧手段を有し、前記連続用紙を前記ヒートローラとバックアップローラの間に通して、両ローラの回転により連続用紙を挟持・搬送しながら前記トナー像を連続用紙上に定着する定着機構部を備えた画像形成装置において、
前記用紙搬送機構部と前記定着機構部の間に請求項１ないし３のいずれか１項記載のバッファ機構部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記ローラ押圧手段が、
前記連続用紙の幅方向両側に用紙搬送方向と平行にそれぞれ配置されたフレームと、
前記フレームの間に回転可能に支持され、両端部に異相を持った第１カムと第２カムを取り付けたカムシャフトと、
前記第１カムと前記バックアップローラの一方の回転軸の間、ならびに前記第２カムと前記バックアップローラの他方の回転軸の間にそれぞれ介在された押圧力伝達部材と、
前記カムシャフトを回転駆動するカムモータと、
前記カムモータの回転角度を制御するカムモータ制御部を備え、
前記用紙蛇行検出部からの検出結果に基づいて、
前記定着機構部での前記カムモータ制御部によるカムモータの回転角度制御と、
前記バッファ機構部での前記バッファコントロールモータ制御部によるバッファコントロールモータの回転角度制御を併行して行う構成になっていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記用紙蛇行検出部からの用紙蛇行量を記憶する蛇行量記憶手段と、
前記蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、
前記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、
前記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、
前記連続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備えており、
これらの演算結果に基づいて、
前記定着機構部での前記カムモータ制御部によるカムモータの回転角度制御と、
前記バッファ機構部での前記バッファコントロールモータ制御部によるバッファコントロールモータの回転角度制御を併行して行う構成になっていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にレーザープリンタ等の電子写真装置における用紙蛇行補正装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた連続紙印刷装置の概略構成を図８と共に説明する。
【０００３】
上位装置（図示せず）からドットデータに分解された印刷信号が送信されてくると、レーザ光が感光体ドラム１の表面を走査される。感光体ドラム１の表面は予め帯電器２により一様に帯電されており、レーザ光が照射された部分の電荷が逃げ、感光体ドラム１の表面に前記印刷信号に基づいた静電潜像が形成される。
【０００４】
この静電潜像は現像機３によりトナーが付着されてトナー像が形成され、そのトナー像は回転する感光体ドラム１により転写器４の位置に運ばれる。長尺状の連続用紙（以下、用紙と略称する）５は、用紙搬送手段である搬送トラクタ６（または搬送ローラ）などによって転写器４の位置に送られ、感光体ドラム１に担持されている前記トナー像が転写器４によって用紙５上に転写される。
【０００５】
トナー像１２が転写された用紙５は、バッファ機構部８によって一定のテンションを与えられながら、ヒートローラ７とバックアップローラ１０の間を通って熱および圧力により定着され、その後スタッカ１１へ排出される。
【０００６】
図９ないし図１４を用いて、従来のバッファ機構部８の構成を説明する。図９は従来の印刷装置の搬送トラクタ６からヒートローラ７までの構成を説明するための概略構成図、図１０は従来のバッファ機構部８の平面図、図１１はそのバッファ機構部８内のバッファアームの動きを説明するための一部側面図である。
【０００７】
図８ならびに図９に示すように、バッファ機構部８は第１用紙搬送機構部に相当する搬送トラクタ６と第２用紙搬送機構部に相当する定着機構部の間に設置されて、搬送トラクタ６と定着機構部（ヒートローラ７、バックアップローラ１０）の間の用紙搬送速度差を吸収するために、用紙５にテンションを付与する機能を有している。
【０００８】
バッファ機構部８は、図１０に示すバッファドライブシャフト１９の両端部が、フレーム１７，１７に固定されたベアリングホルダ１８内のベアリング（図示せず）により回転自在に支持されている。前記フレーム１７，１７は、用紙５の幅方向の両側に用紙搬送方向Ｘと平行に対向するように配置されている。
【０００９】
前記バッファドライブシャフト１９の両端部には、用紙５の紙送り方向に向かって延びた第１，第２バッファアーム２０，２１がネジ２５によって支持され、第１，第２バッファアーム２０，２１はバッファドライブシャフト１９を中心として回動可能になっている。
【００１０】
またバッファドライブシャフト１９の両端部にそれぞれバッファスプリング２３が遊嵌され、バッファスプリング２３の一端はフレーム１７に固定され、バッファスプリング２３の他端は第１，第２バッファアーム２０，２１に連結されている。
【００１１】
第１，第２バッファアーム２０，２１の先端にはバッファシャフト２２が取り付けられて、用紙５は図１０に示すようにバッファシャフト２２の上側を通過するようになっており、前記バッファスプリング２３の上向きの弾性付勢力により第１，第２バッファアーム２０，２１ならびにバッファシャフト２２を介して、用紙５の幅全域にテンションを与える構成となっている。
【００１２】
印刷停止時は、第１，第２バッファアーム２０，２１は、図１１において鎖線で示される位置に保持されている。これは、フレーム１７に取り付けられたバッファポジションピン２９によって、バッファスプリング２３による第１，第２バッファアーム２０，２１のテンションが規制されているためである。なお、第１，第２バッファアーム２０，２１の回転角度は左右ともに同一角度となっている。
【００１３】
図１０に示すように印刷装置の奥側（図面において上側）の第１バッファアーム２０には、バッファポジションギヤ３９が取り付けてある。バッファポジションギア３９は、フレーム１７に取り付けられたバッファポジションモータ３８のギアと噛み合うように設置されている。
【００１４】
印刷起動時には、用紙搬送開始時から用紙５に与えるテンションが一定となるように、第１，第２バッファアーム２０，２１を図１１に示すように予め定められる角度（θ）まで回転させる。なお、このバッファポジションモータ３８の制御は、バッファドライブシャフト１９の端部に配置したバッファポジションセンサ２４からの位置情報を基に行われる。
【００１５】
次に用紙送りを行う搬送トラクタ６とヒートローラ７とが、それぞれ駆動を開始すると同時に、バッファポジションモータ３８の励磁を解除する。これにより、バッファシャフト２２から用紙５に前記バッファスプリング２３により一定のテンションが加わる。
【００１６】
また、印刷動作中は、一定の速度で用紙送りを行う搬送トラクタ６（または搬送ローラ）などに対して、バッファポジションセンサ２４の検出角度が予め設定した範囲内に納まるように、ヒートローラ駆動モータ４０（図９参照）は、ヒートローラ７の回転速度を微細に加減速して調節する。
【００１７】
さらに、バックアップローラ１０は、ヒートローラ７の回転駆動により従動回転する。従って、ヒートローラ駆動モータ４０により、用紙５の搬送速度が一定に制御され、第１，第２バッファアーム２０，２１の角度を一定に保ち、用紙５に一定のテンションが与えられる。
【００１８】
このとき用紙５は、用紙５自体の繊維分布や厚さのバラツキ、または熱収縮のバラツキなどの他、感光体ドラム１への静電気的な貼り付きや、ヒートローラ７の温度分布、ヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ圧力のバランスなどによって、走行性が不安定になる場合がある。
【００１９】
この用紙の走行性を安定させるために、特許文献１（特許第３７３８９８３号公報）に記載されたように、搬送トラクタ６の出口に実装された用紙蛇行検出器１３（図９参照）によって、用紙の蛇行状態を監視し、用紙蛇行状態に合わせて、ヒートローラ７に対するバックアップローラ１０のニップ圧力を可変して、用紙蛇行補正制御を行っている。
【００２０】
次に図９、図１２〜図１５を用いて、定着機構部での用紙蛇行補正の概要を説明する。図１２はカム１４によるバックアップローラ１０の押圧機構を説明するための図、図１３（ａ），（ｂ）はカム１４の形状を示す図、図１４（ａ），（ｂ）はバックアップローラ１０の押圧力の変化に伴うヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅の変化を示す図、図１５はカムモータの回転角度を説明するための概念図である。
【００２１】
図９に示すようにカムシャフト９の両端には、カム１４ａ,１４ｂが取り付けられている。このカム１４ａ,１４ｂの形状は同じであるが、図１３（ａ），（ｂ）に示すように印刷装置の手前側（図９では図面において下側）に設置されるカム１４ａと、印刷装置の奥側（図９では図面において上側）に設置されるカム１４ｂは、カム面が相対的に周方向において若干ずれた状態でカムシャフト９に取り付けられており、従ってカム１４ａとカム１４ｂは相対的に異相をもった関係になっている。
【００２２】
図９ならびに図１２に示すようにカム１４ａ,１４ｂにそれぞれ隣接するように、アーム部材１５が支軸１５ｃを中心に回動可能に配置されている。このアーム部材１５は、一部が常にカム１４ａ,１４ｂのカム面に当接するカム当接部１５ｄを有する第１アーム部１５ａと、第１アーム部１５ａと対向するように配置されてバックアップローラ１０の回転軸に当接されている第２アーム部１５ｂと、第１アーム部１５ａと第２アーム部１５ｂの間に介在されたコイルスプリング１６とを有している。
【００２３】
このアーム部材１５はバックアップローラ１０とカム１４ａ,１４ｂの間に介在されて、前記コイルスプリング１６は圧縮状態になっているから、そのコイルスプリング１６の弾性付勢力により第１アーム部１５ａのカム当接部１５ｄはカム１４ａ,１４ｂのカム面に弾接している。従って、カム面の位置によってアーム部材１５は支軸１５ｃを中心に回動するようになっている。
【００２４】
カムシャフト９とともにカム１４ａ,１４ｂを回転させることによって、カム面の位置に従って第１アーム１５ａが移動し、コイルスプリング１６を介して、第２アーム部１５ｂをヒートローラ７側に押し付ける。押し付け量が多い場合には図１４（ａ）に示すようにヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は広くなり、押し付け量が少ない場合には図１４（ｂ）に示すようにヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は狭くなる。
【００２５】
次に、バックアップローラ１０のヒートローラ７への押し付け量による用紙蛇行補正制御について説明する。  
図９に示すマイクロプロセッサ３４は、搬送トラクタ６の出口側に設置されている用紙蛇行検出器１３から用紙走行状態の検出結果を取り込む。次に、マイクロプロセッサ３４は、各種演算処理３５を行い、カムモータ３３の補正角度を算出し、カムモータ駆動回路３６に制御情報を送る。カムモータ駆動回路３６は、カムモータ３３を適正角度分回転させることでカムシャフト９を回転させ（図１２参照）、カム１４による用紙幅方向での左右の押し付け荷重を可変する。このようなフィードバック制御を行っている。なお、カムモータ３３はステッピングモータから構成されている。
【００２６】
その一例として、図９に示す用紙蛇行検出器１３によって用紙５が印刷装置の奥側（図面において上側）へ蛇行したことを検出した場合には、カム１４をＡ方向（図１２参照）に一定角度内で回転させる。このとき図１３（ａ）、（ｂ）に示すように、カム１４ａとカム１４ｂは左右で形状が異なっている。このためカム１４ａ（装置手前側）のアーム１５ａ側（カム当接部１５ｄ）の移動量は変化しないが、カム１４ｂ（装置奥側）でファアーム１５ａ側（カム当接部１５ｄ）での移動量が減った状態になる。
【００２７】
これによりカム１４ａ（装置手前側）のアーム１５ａへの押付力は変化しないで、図１４（ａ）に示すようにバックアップローラ１０は（１０ａ）の位置にあり、ヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は略維持された状態にある。これに対してカム１４ｂ（装置奥側）のアーム１５ａへの押付力は下がり、図１４（ｂ）に示すようにバックアップローラ１０は（１０ｂ）の位置まで後退し、ヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は少なくなる。これにより用紙５をカム１４ａ（装置手前）側へ蛇行補正することができる。
【００２８】
このときのカムモータ３３の回転角度、即ちカムモータ３３の蛇行補正ステップ（ＳＴＥＰ）数は、図１５に示すように、用紙蛇行検出器１３で検出された用紙蛇行量に応じて、マイクロプロセッサ３４の演算処理３５により算出される。
【００２９】
図１５は横軸に用紙蛇行検出器１３で検出される用紙蛇行量をとっており、縦軸にカムモータ３３の蛇行補正ステップ（ＳＴＥＰ）数をとっている。この用紙蛇行量とカムモータの蛇行補正ステップ（ＳＴＥＰ）数との関係は予めテーブル化されているから、用紙蛇行検出器１３で検出された用紙蛇行量に基づいてカムモータ３３の蛇行補正ステップ（ＳＴＥＰ）数を設定することができる。図中の実線は基本補正のＳＴＥＰを、鎖線は前記演算処理３５による補正ＳＴＥＰの範囲を示している。
【００３０】
特許文献２（特許４３２８０４３号公報）には、用紙搬送径路に実装された蛇行制御装置により、用紙蛇行補正を行う構成が記載されている。
【００３１】
また、特許文献３（特開２００７−１８６３０１号公報）には、前処理機と整列させるための調整時間を大幅に短縮できる印刷装置として、ウェブを蓄積部へ搬入する搬入手段を、駆動ローラと、その駆動ローラに接触して回転する少なくとも１つの押付ローラと、その押付ローラの駆動ローラに対する押付力を、ウェブの搬送方向と直角な方向（ウェブの幅方向）において可変させる押付力可変手段が記載されている。
【００３２】
さらに、特許文献４（特開２００８−２３０７３４号公報）には、圧力調整手段を有する逆張力付与手段と、連続用紙の走行にしたがって回転する回転部材の回転軸を傾け、用紙幅方向における走行位置を変化させる傾き駆動機構とを有し、圧力調整手段による調整と傾き駆動機構による補正とを順に行うことが記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
ところで、昨今の印刷業務においては、用紙の幅方向において厚さが違う等の特殊用紙の需要も増えている。この幅方向に厚さの違いがある用紙の場合には、用紙厚が厚い方向に蛇行する傾向が顕著に発生する。
【００３４】
一方で、印刷装置においては、十分な定着強度を確保する必要があり、定着強度に大きな影響力を与えるヒートローラ７とバックアップローラ１０の押し付け圧力を下げることには限界がある。また、押し付け圧力を強めることにも、用紙に与えるダメージを考慮して限界を設ける必要がある。このため、特許文献１に記載された従来の蛇行補正制御では、用紙蛇行を安定化させることが困難になる場合がある。
【００３５】
また、特許文献２や３のように、ウェブの蛇行補正を行う構成は知られているが、特許文献２や３は、定着機構部の押付力との関係については考慮されていない。
【００３６】
また、特許文献４では、用紙への押圧と、傾き補正を順に行う構成であり、制御用のセンサ等も複数必要な構成なほか、補正部を独立して２つ以上設けなくてはならず構成が複雑となる。
【００３７】
本発明の目的は、用紙搬送性が不安定になり易い用紙幅方向に厚さに違いがあるような特殊用紙においても安定した用紙蛇行補正ができる用紙蛇行補正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。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
前記目的を達成解決するため、本発明の第１の手段は、
連続用紙の搬送経路上にその用紙搬送方向上流側から下流側にかけて配置された第１用紙搬送機構部ならびに第２用紙搬送機構部と、
前記第１用紙搬送機構部と第２用紙搬送機構部の間に設けられて、前記用紙搬送機構部間の用紙搬送速度差を吸収するために前記連続用紙にテンションを付与するバッファ機構部と、
前記用紙搬送方向上流側の第１用紙搬送機構部とバッファ機構部の間に設けられて、前記連続用紙の蛇行量を検出する用紙蛇行量検出部を備えた用紙蛇行補正装置を対象とするものである。
【００３９】
そして前記バッファ機構部は、
前記連続用紙の幅方向の両側に用紙搬送方向と平行にそれぞれ配置されたフレームと、
前記フレームの間に回転可能に支持されたバッファドライブシャフトと、
前記バッファドライブシャフトを回転駆動するバッファコントロールモータと、
前記バッファコントロールモータの回転角を制御するバッファコントロールモータ制御部と、
前記バッファドライブシャフトの一方の端側に基端部が固定された第１バッファアームと、
前記バッファドライブシャフトの他方の端側に基端部が回転可能に保持された第２バッファアームと、
前記バッファドライブシャフトの両端部に設置されて、前記第１バッファアームならびに第２バッファアームを前記バッファドライブシャフトの回転方向に弾性付勢するバッファスプリングと、
前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの自由端側に、前記バッファドライブシャフトの回転により前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの自由端が上下方向に可動可能に架設されて、前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの移動により前記連続用紙へテンションを付与するバッファシャフトとを備え、
前記用紙蛇行検出部からの検出結果に基づいて、前記バッファコントロールモータ制御部により前記バッファコントロールモータの回転角度を制御して、前記連続用紙の蛇行補正する構成になっていることを特徴とするものである。
【００４０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、
前記第１バッファアームならびに第２バッファアームの自由端側にそれぞれ長穴が形成され、前記長穴に前記バッファシャフトの両端部が上下方向に可動可能に挿入されていることを特徴とするものである。
【００４１】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、
前記バッファ機構部により連続用紙に与えるテンションの状態を記憶する記憶部を設け、
前記連続用紙の搬送停止後に連続用紙の搬送を再開する際に、前記記憶部に記憶している前記連続用紙の搬送停止直前のテンションの状態に基づいて、前記バッファコントロールモータを制御する構成になっていることを特徴とするものである。
【００４２】
本発明の第４の手段は、
トナー像が転写された連続用紙を搬送する用紙搬送機構部と、
前記用紙搬送機構部の用紙搬送方向下流側に配置されて、ヒートローラと、そのヒートローラ側に押圧されるバックアップローラと、前記バックアップローラを前記ヒートローラ側に押圧するローラ押圧手段を有し、前記連続用紙を前記ヒートローラとバックアップローラの間に通して、両ローラの回転により連続用紙を挟持・搬送しながら前記トナー像を連続用紙上に定着する定着機構部を備えた画像形成装置において、
前記用紙搬送機構部と前記定着機構部の間に前記第１ないし第３のいずれかの手段のバッファ機構部を設けたことを特徴とするものである。
【００４３】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、
前記ローラ押圧手段が、
前記連続用紙の幅方向両側に用紙搬送方向と平行にそれぞれ配置されたフレームと、
前記フレームの間に回転可能に支持され、両端部に異相を持った第１カムと第２カムを取り付けたカムシャフトと、
前記第１カムと前記バックアップローラの一方の回転軸の間、ならびに前記第２カムと前記バックアップローラの他方の回転軸の間にそれぞれ介在された例えば後述するアーム部材などの押圧力伝達部材と、
前記カムシャフトを回転駆動するカムモータと、
前記カムモータの回転角度を制御するカムモータ制御部を備え、
前記用紙蛇行検出部からの検出結果に基づいて、
前記定着機構部での前記カムモータ制御部によるカムモータの回転角度制御と、
前記バッファ機構部での前記バッファコントロールモータ制御部によるバッファコントロールモータの回転角度制御を併行して行う構成になっていることを特徴とするものである。
【００４４】
本発明の第６の手段は前記第５の手段において、
前記用紙蛇行検出部からの用紙蛇行量を記憶する蛇行量記憶手段と、
前記蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、
前記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、
前記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、
前記連続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備えており、
これらの演算結果に基づいて、
前記定着機構部での前記カムモータ制御部によるカムモータの回転角度制御と、
前記バッファ機構部での前記バッファコントロールモータ制御部によるバッファコントロールモータの回転角度制御を併行して行う構成になっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は前述のような構成になっており、用紙の幅方向において厚さが違う特殊用紙の場合であっても、用紙が蛇行せず安定した用紙搬送を行うことが可能な用紙蛇行補正装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の搬送トラクタからヒートローラまでの構成を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバッファ機構部の平面図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、バッファアームとバッファシャフトの連結を示す一部側面図ならびに一部断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、バッファシャフトの両端が２つのバッファアームに対して捻じれた状態を示している図と、用紙蛇行補正時の用紙、バックアップローラならびにバッファアームの状態を示している図である。
【図５】本実施形態において、印刷停止時にバッファアームがバッファポジションピンに当接した状態を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、本実施形態においてカムモータとバッファコントロールモータのコントロール状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る印刷装置の搬送トラクタからヒートローラまでの構成を説明するための概略構成図である。
【図８】本発明の実施形態で適用される連続紙印刷装置の概略構成図である。
【図９】従来の印刷装置の搬送トラクタからヒートローラまでの構成を説明するための概略構成図である。
【図１０】従来のバッファ機構部の平面図である。
【図１１】そのバッファ機構部内のバッファアームの動きを説明するための一部側面図である。
【図１２】カムによるバックアップローラの押圧機構を説明するための図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、カム形状を示す図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は、バックアップローラの押圧の変化に伴うヒートローラとバックアップローラのニップ幅の変化を示す図である。
【図１５】カムモータの回転角度例を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
従来技術の用紙蛇行補正において、用紙幅方向での用紙厚さに偏りの無い普通の用紙の場合には、特に問題は生じない。しかしながら、一部ラベル貼付け用紙のように、用紙幅方向で厚さに偏りが存在する用紙においては、従来の定着機構部側の補正では補正しきれない場合が生じる。
【００４８】
この点について、例えば、用紙の厚さをセンサ等で検知するとしても、５０〜１５０μｍ程度であるので、高精度なセンサが必要となるほか、高速搬送時の用紙の厚さを逐次検出することは困難である。また、仮に使用する用紙が同じ種類であれば、その用紙厚さをプリセットしておきその厚さにより制御を行う方法も考えられる。しかしながら、その用紙の厚さは、実際にはやはりバラツキがあることに加えて、用紙の厚さの違いは部分的な場合があるなどの点で、上記方法での解決は困難である。
【００４９】
このため本実施形態では、定着機構部での用紙蛇行補正に加えて、搬送トラクタ６と定着機構部間に設置されるバッファ機構部８に、用紙幅方向で用紙に対し傾き補正が可能な機構を導入し、この用紙幅方向の傾きによって用紙の蛇行補正を行う。
【００５０】
次に本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、本実施形態に係る電子写真方式を用いた連続紙印刷装置の概略構成は前述した図８と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００５１】
図１は本発明の実施形態に係る印刷装置の搬送トラクタ６からヒートローラ７までの構成を説明するための概略構成図、図２は本発明の実施形態に係るバッファ機構部８の平面図、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１，第２バッファアーム２０，３０とバッファシャフト３１の連結を示す一部側面図ならびに一部断面図である。
【００５２】
図１ならびに図８に示すように、バッファ機構部８は用紙搬送経路上の搬送トラクタ６と定着機構部の間に配置されている。前記定着機構部はヒートローラ７とバックアップローラ１０を有し、用紙５は両者に挟持された状態で搬送されるから、前記バッファ機構部８は、搬送トラクタ６（または搬送ローラ）からなる一方の用紙搬送機構部と、ヒートローラ７とバックアップローラ１０からなる他方の用紙搬送機構部の間に配置され、両方の用紙搬送機構部の間に発生する搬送速度差による用紙５の破損や緩みを防止するために設けられている。
【００５３】
（バッファ機構部での用紙蛇行補正）
先ず、図１〜６を用いてバッファ機構部８での用紙蛇行補正について説明する。  
図２に示すように連続用紙５の幅方向の両側には、用紙搬送方向Ｘと平行にフレーム１７ａとフレーム１７ｂが対向するようにそれぞれ配置されている。
【００５４】
そしてバッファドライブシャフト１９の一方の端部（装置奥側端部）は、図示しないベアリングを内蔵したベアリングホルダ１８によってフレーム１７ｂに支持されている。一方、バッファドライブシャフト１９の他方の端部（装置手前側端部）は、両軸のバッファコントロールモータ２７の一方の回転軸と滑りがない状態でカップリング３２などの軸固定部材で連結されている。なお、カップリング３２に代えて、バッファドライブシャフト１９の端部を加工して、モータシャフトとネジ止めなどによって一体化し、一軸の構成にしてもよい。
【００５５】
バッファコントロールモータ２７の他方の回転軸はベアリングホルダ２８によって回転自在に支持され、そのベアリングホルダ２８は前記フレーム１７ａに固定されている。従って、前記バッファドライブシャフト１９は、フレーム１７ａとフレーム１７ｂの間で回転可能に支持されていることになる。  
前記バッファコントロールモータ２７は、バッファコントロールモータ駆動回路３７によって所定角度回転駆動される。
【００５６】
前述のようにバッファコントロールモータ２７の他方の回転軸が、ベアリングホルダ２８によってフレーム１７ａに固定されている。これにより、バッファコントロールモータ２７は、印刷動作による揺動方向には回転可能で且つ用紙幅方向の両端部の位置はフレーム１７に固定された状態となる。
【００５７】
第１，第２バッファアーム２０，３０は用紙５の搬送方向Ｘに沿って延びており、装置奥側の第１バッファアーム２０の基端部はネジ２５によりバッファドライブシャフト１９に固定され、装置手前側の第２バッファアーム３０の基端部は前記バッファコントロールモータ２７の回転軸に固定される。
【００５８】
この第１，第２バッファアーム２０，３０の自由端側（先端部側）にはバッファシャフト３１が取り付けられ、このバッファシャフト３１は、第１バッファアーム２０の自由端側（先端部側）に形成された長穴４１の中央にピン２６で位置決めされている。図３（ａ），（ｂ），（ｃ）はバッファアーム２０に対するバッファシャフト３１の支持構造を示す図で、図３（ｂ）に示しているように長穴４１の形成で、バッファシャフト３１はピン２６を中心にして所定の角度回動可能になっている。
【００５９】
これによりバッファシャフト３１の両端が、第１，第２バッファアーム２０，３０に対して捻じることが可能な構成、つまり、バッファシャフト３１の軸がバッファドライブシャフト１９の軸と（図２の紙面に対して略垂直方向に）非平行となることが可能な状態となる。図４（ａ）は、バッファシャフト３１の両端が第１，第２バッファアーム２０，３０に対して捻じれた状態を示している図である。
【００６０】
フレーム１７ａ，１７ｂには、それぞれバッファポジションピン２９が設けられている。このバッファポジションピン２９は、図２ならびに図５に示すように第１，第２バッファアーム２０，３０の回動領域の上方に設置されている。
【００６１】
また図２に示すように、バッファドライブシャフト１９の両端部にそれぞれバッファスプリング２３が遊嵌され、バッファスプリング２３の一端はフレーム１７ａ，１７ｂに固定され、バッファスプリング２３の他端は第１，第２バッファアーム２０，３０に連結されている。従ってこのバッファスプリング２３によって、第１，第２バッファアーム２０，３０はバッファドライブシャフト１９の回転方向に弾性付勢されている。
【００６２】
用紙５はバッファシャフト２２の上側を通過するようになっており、前記バッファスプリング２３の弾性付勢力により第１，第２バッファアーム２０，３０ならびにバッファシャフト２２を介して用紙５の幅全域にテンションを与える構成となっている。
【００６３】
このため印刷停止時には、バッファコントロールモータ２７は励磁されておらず、バッファコントロールモータ２７は第２バッファアーム３０に対して回転自在なフリー状態となっている。従って第１，第２バッファアーム２０，３０へ作用する力は、各バッファスプリング２３のみとなるため、バッファスプリング２３により押し上げられ、第１，第２バッファアーム２０，３０はそれぞれバッファポジションピン２９に突き当たった状態で静止している（図５参照）。つまり、各バッファアーム２０，３０は同じバッファドライブシャフト１９に対する回転角度が等しくなっており、第１，第２バッファアーム２０，３０のバッファポジションピン２９への突き当てにより、用紙５に与えるテンションが用紙幅方向で均一となる位置に保持されている。第２バッファアーム３０がバッファポジションピン２９に当接した状態が図５に示されおり、バッファポジションピン２９はストッパーピンとして機能していることになる。
【００６４】
印刷にあたり、印刷動作開始時に、バッファコントロールモータ２７を励磁する。この励磁により、バッファコントロールモータ２７と第２バッファアーム３０は互いの位置が固定され、しかも一体となった状態となる。つまりこの状態では、第１バッファアーム２０がネジ２５で固定されたバッファドライブシャフト１９及びバッファドライブシャフト１９を回転軸とするバッファコントロールモータ２７に対し第２バッファアーム３０が一体となって保持された状態となる。
【００６５】
次に、バッファポジションモータ３８（図２参照）の回転により、第２バッファアーム２０を印刷時の基準位置へ移動させる。この基準位置は、バッファスプリング２３によって、予め設定されたテンションが働く位置である。そして、用紙搬送開始時から用紙５に与えるテンションが一定となるように、第１，第２バッファアーム２０，２１を前述の基準位置である予め定められる角度（θ’）まで回転させる。なお、このバッファポジションモータ３８の制御は、バッファドライブシャフト１９の端部に配置したバッファポジションセンサ２４からの位置情報を基に行われる。
【００６６】
バッファコントロールモータ２７は常時励磁されていることにより、第１，第２バッファアーム２０，３０は相対位置関係が保持されており、その結果、第１バッファアーム２０の移動に伴い第２バッファアーム３０も基準位置へ移動する。
【００６７】
基準位置への移動が完了後、用紙送りを行う搬送トラクタ６とヒートローラ７とがそれぞれ動作を開始すると同時に、バッファポジションモータ３８の励磁を解除して、用紙５に一定のテンションを与える。なお、この間もバッファコントロールモータ２７は励磁状態にある。
【００６８】
用紙幅方向の傾きによる用紙蛇行補正は、バッファコントロールモータ２７を、図６（ｂ）に示すバッファコントロールモータ２７の回転角度例（蛇行補正ＳＴＥＰ数）に示すように、励磁状態を保持しつつ、用紙蛇行量に応じて一定量回転させる。これにより、用紙５の幅方向で傾きを与えることで用紙蛇行補正が可能となる。
【００６９】
また、印刷中の用紙５に対するテンションは、一定の速度で用紙送りを行う搬送トラクタ６（または搬送ローラ）などに対して、バッファドライブシャフト１９の端部に配置されたバッファポジションセンサ２４（図２参照）の検出角度が、予め設定した範囲内に納まるように、ヒートローラ駆動モータ４０により、定着機構部のヒートローラ７とバックアップローラ１０の速度を微細に加減速させる制御を行う。
【００７０】
次に、バッファ機構部８での用紙蛇行補正の詳細を説明する。  
なお、本実施形態のカム１４を利用した用紙補正機構において、カム１４の形状やカム１４を利用したバックアップローラ１０の押圧などについては、先に説明した図１２〜１３と同じであるから、それらの図を併用して説明する。
【００７１】
図１に示すようにカムシャフト９の両端には、カム１４ａ,１４ｂが取り付けられている。このカム１４ａ,１４ｂの形状は同じであるが、図１３（ａ），（ｂ）に示すように印刷装置の手前側（図１では図面において下側）に設置されるカム１４ａと、印刷装置の奥側（図１では図面において上側）に設置されるカム１４ｂは、カム面が相対的に周方向において若干ずれた状態でカムシャフト９に取り付けられており、従ってカム１４ａ,１４ｂは異相を持った関係になっている。
【００７２】
図１ならびに図１２に示すようにカム１４ａ,１４ｂにそれぞれ隣接するように、アーム部材１５が支軸１５ｃを中心に回動可能に配置されている。このアーム部材１５は、一部が常にカム１４ａ,１４ｂのカム面に当接するカム当接部１５ｄを有する第１アーム部１５ａと、第１アーム部１５ａと対向するように配置されてバックアップローラ１０の回転軸に当接されている第２アーム部１５ｂと、第１アーム部１５ａと第２アーム部１５ｂの間に介在されたコイルスプリング１６とを有している。
【００７３】
このアーム部材１５はバックアップローラ１０とカム１４ａ,１４ｂの間に介在されて、前記コイルスプリング１６は圧縮状態になっているから、そのコイルスプリング１６の弾性付勢力により第１アーム部１５ａのカム当接部１５ｄはカム１４ａ,１４ｂのカム面に弾接している。従って、カム面の位置によってアーム部材１５は支軸１５ｃを中心に回動するようになっている。
【００７４】
カムシャフト９とともにカム１４ａ,１４ｂを回転させることによって、カム面の位置に従って第１アーム１５ａが移動し、コイルスプリング１６を介して、第２アーム部１５ｂをヒートローラ７側に押し付ける。押し付け量が多い場合には図１４（ａ）に示すようにヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は広くなり、押し付け量が少ない場合には図１４（ｂ）に示すようにヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ幅は狭くなる。
【００７５】
搬送トラクタ６の出口に実装された用紙蛇行検出器１３（図１参照）で用紙５の蛇行状態を監視している。そして用紙蛇行検出器１３で得られる用紙幅方向の蛇行量に基づいて、定着機構部の用紙蛇行制御を行う。
【００７６】
具体的には、図１に示すマイクロプロセッサ３４は、各種演算処理３５により、カムモータ３３によってカム部材１５を回転させて、ヒートローラ７に対するバックアップローラ１０の押付圧力を可変させることにより用紙の蛇行補正がなされる。
【００７７】
更に、マイクロプロセッサ３４による用紙蛇行補正量の演算処理３５は、図６に示すカムモータ３３による定着機構部の演算処理と、バッファコントロールモータ２７によるバッファ機構部８の演算を同時に行い（併行して行い）、すなわち、定着機構部の用紙蛇行補正とバッファ機構部８での用紙蛇行補正を同時に行う（併行して行う）。なお、図６（ａ）に示している二点鎖線で示す曲線はカムモータ３３による従来技術のコントロール状態を示している。
【００７８】
次に用紙蛇行補正の一例について説明する。  
用紙蛇行検出器１３で、用紙搬送状態を監視しながら印刷動作を行っている中で、用紙蛇行検出器１３で用紙が印刷装置の奥側へ蛇行したことを検出した場合には、マイクロプロセッサ３４での演算処理３５により、カムモータ３３によりカムシャフト９を図４ならびに図１２に示すようにＡ方向に回転させる。
【００７９】
この回転に伴ってカム１４ａ，１４ｂも一緒に下向きのＡ方向に一定角度回転させることで、カム１４ａ，１４ｂでの各アーム部材１５の押し付け状態が左右で異なる。すなわち、印刷装置手前側のカム１４ａでは押付荷重が変化しないのに対して、印刷装置奥側のカム１４ｂでは押付荷重を下げることになり、ヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ部の押し付け量が、奥側で小さくなる（図１４参照）。これにより、バックアップローラ１０がヒートローラ７に対して傾斜して押し付けられる結果、用紙５を手前側（カム１４ａ側）へ蛇行補正することが出来る。
【００８０】
このとき、バッファ機構部８での用紙蛇行補正は、図６（ａ）に示すように、カムモータ３３による定着機構部での蛇行補正と同期して、バッファコントロールモータ２７を図６（ｂ）に示すようにカムモータ３３（カム１４）とは反対に上向きのＢ方向へ回転させる。この制御により、用紙５の手前側の部分に与えるテンションを軽くして、用紙５を手前側に補正することができる。
【００８１】
この図４においてδはバッファシャフト３１上での用紙５の捩れ量、実線で示す５ａは用紙５の装置手前側の端縁、一点鎖線で示す５ｂは用紙５の装置奥側の端縁、実線で示す１０ａは装置手前側のバックアップローラ１０の端部、１０ｂは装置奥側のバックアップローラ１０の端部をそれぞれ示している。
【００８２】
この定着機構部の蛇行補正とバッファ機構部８の蛇行補正とを同時に行うことで、より効率の良い用紙５の蛇行補正が可能になる。更に、用紙蛇行を微調整できる結果、用紙蛇行量を全体的に低減することが可能となり、定着機構部での用紙蛇行補正量も軽減することが可能になる。
【００８３】
前述のように本発明では、これまで左右の用紙厚の違いなどによるバックアップローラ１０のニップ圧力の可変のみでは蛇行補正が不十分となる場合がある特殊用紙に対しても、定着機構部の用紙搬送上流部にて、用紙５への張力制御機構部でも蛇行補正を行う構成としたことで、用紙の蛇行を補正することが可能となる。
【００８４】
なお、バッファコントロールモータ２７の回転角度は、ヒートローラ７とバックアップローラ１０のニップ部突入時の用紙５の挙動が安定している範囲内とし、蛇行補正制御を行うマイクロプロセッサ３４内で動作角度を制限して処理を行う。
【００８５】
更に、印刷停止直前の第２バッファアーム３０のコントロール角度をマイクロプロセッサ３４が図示しない記憶領域に記憶させ、次の印刷起動時に、直前印刷停止時の第２バッファアーム３０のコントロール角度として制御を行うようにしてもよい。これにより、印刷停止直前の用紙へのテンションを復元することができ、用紙へのテンションの微調整を不要として迅速な起動および用紙への負荷を低減することが可能となる。
【００８６】
前記実施形態では、搬送トラクタ６（または搬送ローラ）と、ヒートローラ７ならびにバックアップローラ１０を備えた定着機構部の間にバッファ機構部８を配置した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、搬送トラクタや搬送ローラを備えた第１の連続用紙搬送機構部と、同じく搬送トラクタや搬送ローラを備えた第２の連続用紙搬送機構部の間にバッファ機構部を配置する場合などにも適用可能である。
【００８７】
前記実施形態では、１つの制御部（マイクロプロセッサ３４）によって、バッファコントロールモータ２７の回転角制御と、カムモータ３３の回転角制御を行ったが、バッファコントロールモータ２７の回転角制御を行うバッファコントロールモータ制御部と、カムモータの回転角制御を行うカムモータ制御部を個別に設けることも可能である。
【００８８】
図７は、本発明の第２実施形態に係る印刷装置の搬送トラクタからヒートローラまでの構成を説明するための概略構成図である。
【００８９】
本実施形態では図に示すように、カムモータ制御部及びバッファコントロールモータ制御部は、それぞれマイクロプロセッサ３４’及び３４”を有し、用紙蛇行検出器１３からの検出値がそれぞれのマイクロプロセッサ３４’及び３４”に入力される。各マイクロプロセッサ３４’及び３４”は、前記第１実施形態と同様の演算処理３５’，３５”を行い、それぞれ独立してカムモータ駆動回路３６及びバッファコントロールモータ駆動回路３７を駆動制御する。
【００９０】
このようにカムモータ制御部及びバッファコントロールモータ制御部を独立して設ける構成とすることで、バッファ機構部８と定着機構部での用紙蛇行補正の演算処理を、ぞれぞれの特性に応じて個別に行なうことによって、より俊敏で詳細な用紙蛇行補正制御が可能になる。
【００９１】
また本実施形態において、用紙蛇行検出部からの用紙蛇行量を記憶する蛇行量記憶手段と、前記蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、前記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、前記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、前記連続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とを備え、これらの演算結果に基づいて、定着機構部での前記カムモータ制御部によるカムモータの回転角度制御と、バッファ機構部での前記バッファコントロールモータ制御部によるバッファコントロールモータの回転角度制御を併行して行う構成にすることにより、より適正な用紙蛇行補正が可能となる。
【００９２】
本発明の実施形態による作用効果を列挙すれば下記の通りである。  
（１）バッファ機構部の回転軸に用紙に与えるテンションを可変させる駆動源を設けることによって、バッファ機構部での用紙テンションの変動を即座に用紙に与えられる。
【００９３】
（２）定着機構部ローラの押し付け加重の変化と同時に、バッファ機構部の一部が回転してバッファ機構部で用紙に与えるテンションを左右で可変する用紙蛇行補正を同時に行うことによって、これまで定着機構部ローラの押し付け加重の変化では、不安定となる場合があった左右で用紙厚が異なるような特殊用紙においても、安定した用紙蛇行補正制御が可能となる。
【００９４】
（３）印刷動作停止時のバッファ機構部での用紙に与えるテンションの可変状態を記憶して、印刷再開する時には停止する直前の状態を再現することで、印刷再開直後から安定した用紙蛇行補正制御が可能である。
【００９５】
（４）本発明に係る用紙蛇行補正を画像形成装置において行うことによって、動作信頼性が高く、安定した印刷品質が得られる。
【符号の説明】
【００９６】
１  感光体ドラム
２  帯電器
３  現像機
４  転写器
５  連続用紙
６  搬送トラクタ（または搬送ローラ）
７  ヒートローラ
８  バッファ機構部
９  カムシャフト
１０  バックアップローラ
１１  スタッカ
１２  トナー像
１３  用紙蛇行検出器
１４ａ  装置手前側のカム
１４ｂ  装置奥側のカム
１５  アーム部材
１５ａ  第１アーム部
１５ｂ  第２アーム部
１５ｃ  支軸
１５ｄ  カム当接部
１６  コイルスプリング
１７ａ  装置手前側のフレーム
１７ｂ  装置奥側のフレーム
１８  ベアリングホルダ
１９  バッファドライブシャフト
２０  第１バッファアーム
２２  バッファシャフト
２３  バッファスプリング
２４  バッファポジションセンサ
２５  バッファアーム固定ネジ
２６  ピン
２７  バッファコントロールモータ
２８  ベアリングホルダ
２９  バッファポジションピン
３０  第２バッファアーム
３１  バッファシャフト
３２  カップリング
３３  カムモータ
３４、３４’、３４”  マイクロプロセッサ
３５  演算処理
３６  カムモータ駆動回路
３７  バッファコントロールモータ駆動回路
３８  バッファポジションモータ
３９  バッファポジションギヤ
４０  ヒートローラ駆動モータ
Ｘ  用紙搬送方向。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９７】
【特許文献１】特許第３７３８９８３号公報
【特許文献２】特許第４３２８０４３号公報
【特許文献３】特開２００７−１８６３０１号公報
【特許文献４】特開２００８−２３０７３４号公報
【図１】
2012158456.tif 000003
【図２】
2012158456.tif 000004
【図３】
2012158456.tif 000005
【図４】
2012158456.tif 000006
【図５】
2012158456.tif 000007
【図６】
2012158456.tif 000008
【図７】
2012158456.tif 000009
【図８】
2012158456.tif 000010
【図９】
2012158456.tif 000011
【図１０】
2012158456.tif 000012
【図１１】
2012158456.tif 000013
【図１２】
2012158456.tif 000014
【図１３】
2012158456.tif 000015
【図１４】
2012158456.tif 000016
【図１５】
2012158456.tif 000017