JP2004317892A

JP2004317892A - ウェブ印刷装置

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Publication number: JP2004317892A
Application number: JP2003113433A
Authority: JP
Inventors: Akitomo Kuwabara; 章友桑原; Hideho Yokogawa; 秀穂横川; Isao Nakajima; 勇夫中嶋; Akihiko Yamazaki; 彰彦山崎
Original assignee: Hitachi Printing Solutions Inc
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】高精度なウェブ搬送により印刷位置ずれを低減し、かつ高速処理に対応可能で、更に安全性を確保した両面又は片面のウェブ印刷装置の提供。
【解決手段】連続したウェブを搬送する駆動源を備えた摩擦搬送ローラを有するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有しトナー担持体表面に形成されたトナー像をウェブの片面又は両面に転写する少なくとも一つの画像記録手段と、ウェブの片面又は両面に転写されたトナー像を定着する定着手段とを備えるウェブ印刷装置において、定着手段は画像記録手段とウェブ搬送手段の間に配置され、ウェブ予熱手段と、加熱源を有し駆動源を有しない少なくとも一つの自由回転加熱ローラを備え、ウェブが所定の巻付け角度にて自由回転加熱ローラに巻付けられる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙又はシート状プラスチックフィルム等の連続したウェブの片面又は両面にトナー像を定着することにより印刷を行うウェブ印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェブ上に画像を形成するプリンタ等の印刷装置において、画像をウェブ上に永久的に定着させる手段としては、熱源を有したヒートローラと圧力を付与するバックアップロールから構成されるニップ定着方式が一般的に知られている。単色印刷装置でのローラニップ定着方式の場合、連続したウェブを使用する印刷装置においては、Ａ４横送り換算で２００頁／分以上の超高速領域まで、対応可能である。また、画質という点では加熱ローラ表面に弾性体を被覆することにより、画像悪化の原因となるトナーの押し潰しを低減出来るため、高画質化にもある程度対応可能である。かかる構成による両面の単色印刷に対しては、装置を２台並べることにより（タンデム印刷）対応可能である。
【０００３】
一方、連続したウェブを使用した多色印刷装置で、且つタンデム印刷でない１筐体両面印刷装置においては、オーブン定着のような被加熱体とウェブを接触させない非接触定着方式が低速領域では知られている。例えば、トナー画像が受容材料のウェブの両側に形成された後に非接触の放射定着装置により受容材料に定着される多色両面印刷装置が知られている。この多色両面印刷装置には、放射定着装置の下流側に仕上げ要素として低温の加熱仕上げローラなるものが具備されており、これにより印刷物表面の光沢を達成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、このような非接触の放射定着装置を備えた印刷装置においては、非接触の定着であるため、熱効率が一般的に２０〜３０％程度と低くなる。従って、印刷速度や用紙坪量にもよるが、熱源の温度を略２５０℃以上の高温にする必要があるが、消費電力や使用温度の制約から印刷速度が低速領域に限定されてしまう。高速印刷に対応するために、放射定着装置の温度を上げる又は定着装置の加熱長さを延長する手段が考えられるが、安全性や消費電力、装置の大きさ等の問題から現実的ではない。
【０００５】
また、上記のニップ定着方式を用いる場合、片面印刷装置であれば熱源を有したヒートローラと圧力を付与するバックアップロールでニップすれば良いのだが、１筐体両面印刷装置においては、表面と裏面を同時に定着するために一対のヒートローラ同士でニップさせる必要がある。このため、弾性層を厚くできないためにニップ時間をかせぐことができず、印刷速度が低速領域に限定されてしまう。上記のニップ時間、いわゆるトナーの加熱時間をかせぐために、両面ヒートローラをニップさせ、かつニップ前後でウェブをヒートローラに巻付ける手段が知られており、トナーに対して十分な熱量を供給することを可能としている（例えば、特許文献２参照。）。同様に、ウェブをヒートローラにニップして巻付ける手段を用い、更にヒートローラをウェブから離接させる手段を備えた印刷装置も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】
特開平９−１０６２０６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２６８６８２号公報
【特許文献３】
特開平１０−２６０６０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、多色印刷装置の場合は複数色のトナーの色重ねにより色再現を行うため、ウェブ上に各色のトナー層が積層された未定着画像が形成されて定着装置に送られる。従って、単色印刷の場合と比較すると、積層されたトナー層の表面からウェブとトナーの界面への熱伝導性が低いためトナーとウェブとの接着性は低くなる。従って、従来の単色印刷装置と同等のトナー定着性を確保するためには十分な熱量を寄与する必要性が生じる。
【０００７】
１筐体両面同時定着において超高速処理に対応可能な従来のニップ定着方式による場合、一対の加熱加圧ローラの両方に加熱源を持たせ、離型性に優れた弾性体を被覆するのであるが、弾性体の厚みは弾性体と芯金の境界の熱劣化を防止するため、厚み１ｍｍ以下とする必要がある。よって、上記構成においてはニップ幅が大きくとれず、十分な熱量を寄与できないため、両面印刷装置、特に多色両面印刷装置において印刷速度は低速領域に限定される。また、上記多色両面印刷装置に非接触の放射定着装置等を用いる場合も、同様に印刷速度に限界があり高速印刷への対応は困難である。
【０００８】
一方、上述のようにニップ定着方式による印刷装置を２台並べた構成（タンデム印刷）は、高速領域での単色両面印刷が可能である。しかし、本構成においては、表面側のトナーを定着させた後に裏面側のトナーを定着させるため、裏面側の転写性の低下や表面側と裏面側の印刷位置ずれなどタンデム印刷による課題が多い。
【０００９】
また、送り穴を持たないウェブを搬送ローラで挟持・搬送しながらウェブ上に画像形成を行う印刷装置で特に多色印刷装置の場合、高精度搬送の必要性から搬送ローラに高精度金属ローラを使用しており温度変化による外径変化は許容されない。しかし、本構成では、加熱ローラがウェブの搬送を行い、しかもトナーの定着のために高温になるので高精度搬送ができない。即ち、加熱ローラによるニップ搬送は高精度搬送には適さない。
【００１０】
そこで、本発明は、高精度なウェブ搬送により印刷位置ずれを低減し、かつ高速処理に対応可能で、更に安全性を確保した両面又は片面の多色印刷装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、連続したウェブを搬送する駆動源を備えた摩擦搬送ローラを有するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し該トナー担持体表面に形成されたトナー像を前記ウェブの片面又は両面に転写する少なくとも一つの画像記録手段と、前記ウェブの片面又は両面に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを備えるウェブ印刷装置において、前記定着手段は前記画像記録手段と前記ウェブ搬送手段の間に配置され、ウェブ予熱手段と、加熱源を有し駆動源を有しない少なくとも一つの自由回転加熱ローラを備え、前記ウェブが所定の巻付け角度にて前記自由回転加熱ローラに巻付けられるウェブ印刷装置を提供している。
【００１２】
ここで、前記所定の巻付け角度は６０〜１２０度の角度であるのが好ましい。また、前記定着手段は前記自由回転加熱ローラを支持するローラ支持手段を更に備え、該ローラ支持手段は、前記自由回転加熱ローラを保持・勘合する保持部材と、軸受け部と、該軸受け部を介して前記保持部材を回転可能に支持する支持部材とを備え、前記保持部材は前記自由回転加熱ローラよりも熱膨張率の小さい材料であるのが好ましい。また、前記ウェブ搬送手段はウェブ張力５０〜２００Ｎで前記ウェブを搬送するのが好ましい。
【００１３】
更に、前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを印刷時には接触させ非印刷時には離脱させる離接手段を備えるのが好ましい。また、前記離接手段は前記自由回転加熱ローラを収容する収容手段を備え、前記収容手段を回動して前記自由回転加熱ローラを移動させることにより前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを離接するのが好ましい。また、前記離接手段は前記自由回転加熱ローラの外周にガイドロールを備え、前記ガイドロールを移動させることにより前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを離接するのが好ましい。また、前記離接手段は、前記自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの前記所定の巻付け角度を任意に可変可能であるのが好ましい。
更に、前記画像記録手段は前記トナー像を前記ウェブの両面に転写可能であり、前記定着手段は前記ウェブの両面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、該下流側自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの巻付け角度φ２は前記上流側自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの巻付け角度φ１に対しφ１＞φ２の関係とするのが好ましい。また、前記画像記録手段は前記トナー像を前記ウェブの両面に転写可能であり、前記定着手段は前記ウェブの両面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、該下流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ２は前記上流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ１に対しＴ１＞Ｔ２の関係とするのが好ましい。また、多色印刷を行うための複数の前記画像記録手段を備え、前記複数の画像記録手段の転写間距離は前記自由回転加熱ローラの外周長の自然数倍の長さとするのが好ましい。
【００１４】
また、前記ウェブの第１面に前記トナー像を転写するための第１所定個数の前記画像記録手段、及び前記第１面と反対側の第２面に前記トナー像を転写するための前記第１所定個数よりも少ない第２所定個数の前記画像記録手段を備え、前記定着手段は前記ウェブの前記第２面及び前記第１面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、前記ウェブの前記第２面が前記上流側自由回転加熱ローラに接触し、且つ前記ウェブの前記第１面が前記下流側自由回転加熱ローラに接触する位置関係とするのが好ましい。また、前記第１所定個数の前記画像記録手段は前記ウェブの前記第１面に多色印刷を行うために３個以上設けられ、前記第２所定個数の前記画像記録手段は前記ウェブの前記第２面に単色又は２色印刷を行うために１個又は２個設けられるのが好ましい。また、前記ウェブ予熱手段は前記ウェブに対して所定の隙間をあけて非接触で加熱するのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるウェブ印刷装置１について図１乃至図１０に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態によるウェブ印刷装置１の全体的構成を示す説明図である。
【００１６】
ウェブ印刷装置１は、バッファ装置１０、張力付与装置２０、蛇行補正装置３０、画像形成装置４０、定着装置５０、アウトフィード装置９０、及び各案内ローラから構成される。
【００１７】
まず、紙又はプラスチックフィルムなどの材質でつくられたウェブ２が、搬送経路上に配置された案内ローラ３Ａ、３Ｂを経て、バッファ装置１０へ導入される。バッファ装置１０は、ウェブ搬入部に設けられウェブ２を搬送する一対の駆動ローラ１１及び１２と、ウェブ排出部に設けられた一対の駆動ローラ１３及び１４と、蓄積部におけるウェブ２のたるみ量を監視する複数のセンサ１６と、ローラ１３、１４の近傍に設けられ搬送されるウェブ２のエッジ位置を規制するガイド部材１５を備えている。センサ１６は、その出力に応じて駆動ローラ１１、１２と１３、１４の回転速度を制御してウェブ２が一定のたるみ量となるように制御するものである。ガイド部材１５は、ウェブ２の走行位置を規制するものであり、ウェブ２は弛んだ状態にあるため効果的にウェブ２の走行位置を規制することができる。
【００１８】
バッファ装置１０から排出されたウェブ２は、案内ローラ４を経て、張力付与装置２０に搬入される。張力付与装置２０は、駆動源を有するインフィードローラ２１と、インフィードローラ２１に対し圧接可能に設けられた加圧ローラ２２と、回動中心Ｃ１の周りに回動可能に支持されたアーム２４と、アーム２４の一端に回転可能に支持されたダンサーローラ２３と、アーム２４の他端に接続されたバネ２５とを備える。ダンサーローラ２３は、アーム２４の回動作用とバネ２５の弾性作用により、ウェブ搬送中の微少な搬送速度差を吸収するように構成されている。本実施の形態では、ダンサーローラ２３によって、インフィードローラ２１と後述するアウトフィードローラ９１間におけるウェブ２の張力が、用紙の坪量や幅によって５０〜２００Ｎの範囲で調節されている。
【００１９】
続いて、張力付与装置２０から排出されたウェブ２は、案内ローラ５を経て蛇行補正装置３０に搬入される。蛇行補正装置３０は、回動中心軸Ｃ２の周りに回動可能に支持されたフレーム３１と、フレーム３１の両端に回転可能に支持された２本の位置規制ローラ３２、３３と、ウェブ２のエッジ位置を検出するセンサ３４から構成されている。フレーム３１は基準位置ではその長手方向が図１の左右方向となるように支持されているが、センサ３４の出力に基づきフレーム３１を回動中心軸Ｃ２の周りに回動させることにより、フレーム３１を所定量傾ける。ウェブ２の高精度搬送にはウェブ搬送方向の精度と共に蛇行方向（ウェブ２の進行方向に向かって左右方向）の精度が要求されるが、上記の構成によりウェブ２の蛇行（ウェブ２の進行方向に向かって左右方向へのずれ）を補正している。
【００２０】
蛇行補正装置３０を通過したウェブ２は、案内ローラ６Ａ、６Ｂを経て画像形成装置４０へ搬入される。画像形成装置４０は、ウェブ２の一面に４つの印写部４１〜４４と、その反対面に更に４つの印写部４５〜４８を備え、両面のカラー画像を１筐体で形成する構成である。これら両側の４つの印写部は、例えば、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色に対応している。
【００２１】
各印写部４１〜４８の構成は同様であるので、代表して印写部４１に基づき説明する。印写部４１は、金属製のドラム又はベルトに感光体層を塗布した感光体ベルト４１１、コロナ帯電器４１２、半導体レーザーや発光ダイオード等で構成された光源４１３、現像装置４１４、転写器４１５、清掃機４１６を備えている。
【００２２】
感光体ベルト４１１が回転を開始すると、コロナ帯電器４１２に高電圧が印加され、感光体ベルト４１１の表面は均一に帯電される。光源４１３から出力されたレーザービームは、感光体ベルト４１１上を像露光して静電潜像を形成する。この静電潜像を保持した感光体ベルト領域が現像装置４１４と対向する位置に到達すると、静電潜像にトナーが供給され、感光体ベルト４１１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は、ウェブ２の背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器４１５の作用によって、ウェブ２上に転写される。転写位置を通過した感光体ベルト領域は清掃機４１６で清掃され、次の印刷動作に備えられる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては周知の電子写真プロセスを用いて感光体上にトナー像を形成する形態の画像形成装置４０を示したが、他の形態の画像形成装置を用いても良い。また、本実施の形態においては、感光体として感光体ベルトを用いたが感光体ドラムを用いても良いことは言うまでもない。
【００２４】
画像形成装置４０においてトナー像の転写が行われたウェブ２は、未定着トナー像が付着しないように構成された案内ローラ７Ａ、７Ｂを経て、定着装置５０に搬入される。定着装置５０は、未定着トナーを保持したウェブ２を挟んで非接触に対向配置されて加熱を行う加熱板５１と、加熱されたウェブ２上のトナー像を完全に定着させるローラ加熱装置５２から構成される。
【００２５】
定着装置５０を通過したウェブ２は、案内ローラ８を経て、アウトフィード装置９０へ搬送される。アウトフィード装置９０は、上述のインフィードローラ２１と同様に構成された駆動源を有するアウトフィードローラ９１と、アウトフィードローラ９１に対し圧接可能に設けられた加圧ローラ９２を備える。ウェブ２はアウトフィード装置９０を通過した後、案内ローラ９を経てウェブ印刷装置１から排出される。最後に図示しない後処理装置によって、所定の処理が行われて一連の作業が終了する。
【００２６】
次に、本発明の定着装置５０について、詳細に説明する。加熱板５１はヒータ５３や温度検出センサ５４を内装しており、温度検出センサ５４の検出結果に基づいてヒータ５３の出力を制御する構成となっている。未定着トナー像を保持したウェブ２は、ウェブ２の両面に対向して配置された加熱板５１の間を所定の隙間をあけて非接触で通過し、ウェブ２及びその両面に保持された未定着トナーが加熱される。
【００２７】
なお、本実施の形態では対向配置された加熱板５１を２対使用しているが、ウェブ搬送速度やウェブ坪量により２対以上配列することも可能である。このとき、ウェブ搬送速度がＡ４横送り換算で５０頁／分以下の低速であるならば、ローラ加熱装置５２を使用せず、加熱板５１単独による非接触加熱で永久画像を形成することは容易である。しかし、ウェブ搬送速度が同２００頁／分を超える超高速の印刷装置の場合は加熱時間が短いため、加熱板５１のような非接触加熱装置単独でトナー像の永久定着を行うことは安全性、装置の大きさ、消費電力、コスト増の問題を考慮すると困難である。従って、ウェブ搬送速度が超高速領域の場合、本実施の形態のように加熱板５１は予熱手段として使用される。
【００２８】
加熱板５１を通過後のウェブ２と未定着トナーは、ウェブの搬送速度や坪量によるが約５０〜１００℃に加熱される。つまり、未定着トナーは少なくともトナーのガラス転移点よりも高い温度に予熱されて、ローラ加熱装置５２へ搬送される。ローラ加熱装置５２は、ウェブ２の第一面（表面）に形成された画像を定着させるローラ加熱ユニット５５と、反対側の第二面（裏面）に形成された画像を定着させるローラ加熱ユニット５６から構成される。ローラ加熱ユニット５５と５６は同様の構成であるので、ローラ加熱ユニット５５について図２に基づき説明する。
【００２９】
ローラ加熱ユニット５５は、加熱ローラ６０、加熱ローラ６０の表面温度を検知してコントロールするための温度センサ５８、表面にオイル等の離型材を塗布するためのオイル塗布機構５９を備える。加熱ローラ６０は、アルミニウム等できた加熱ローラ本体６１と、加熱ローラ本体６１の表面に離型性の優れた材料（好適にはＰＦＡ樹脂）でコーティング又はチュービングを施した部分である外周部６２と、加熱ローラ本体６１と外周部６２を内面から加熱するヒータ６３を備えているが、駆動源を持たない非駆動の自由回転ローラである。
【００３０】
加熱ローラ６０を自由回転ローラとしたのは以下の理由による。即ち、本発明によるウェブ印刷装置１のような多色印刷装置においてはウェブの高精度搬送の実現が必須であり、ウェブの搬送手段には高精度の金属ローラが好ましく、従来の加熱ローラとバックアップロールによるニップ定着方式では熱による外径のバラツキや弾性体によるローラの機械的なバラツキから搬送ローラには適さない。従って、ウェブ搬送ローラには加熱源を持たない高精度の金属ローラを使用する。また、本発明の加熱ローラ６０はウェブ搬送ローラであるアウトフィードローラ９１の上流に設けられるが、ウェブ搬送用に２つの駆動源を備え、制御することは困難である。従って、加熱ローラ６０は非駆動の自由回転ローラとしている。
【００３１】
ここで、ウェブ２を加熱ローラ６０に巻付ける巻付け角度φは、トナー画像のウェブ２への固着（永久定着）に必要な加熱時間によって決定される巻付け角度φ１と、摩擦力によってウェブと滑りなく加熱ローラ６０を回転させるために必要な巻付け角度φ２の２つの条件を満足する巻付け角度である。具体的には、巻付け角度φ１は２００頁／分以上の超高速領域で、例えば直径１００ｍｍの加熱ローラにおいて約６０〜１２０度が好ましい。
【００３２】
また、巻付け角度φ２については以下のようにして求められる。ウェブ張力ｔ（張り側をｔ１、弛み側をｔ２とする）とウェブと加熱ローラ表面の摩擦係数μ、ウェブと加熱ローラの巻付け角度φ２によって決定され、これらの関係として次式（１）が成り立つ。
ｔ１／ｔ２＝ｅ^μφ２（１）
よって、加熱ローラを回転させる接線方向の荷重をＰとすれば、次式（２）で表される。
Ｐ＝ｔ１−ｔ２＝ｔ１×（ｅ^μφ２−１）／ｅ^μφ２（２）
このとき加熱ローラ回転時の摩擦負荷をＱ（接線方向荷重）とすると、加熱ローラとウェブとのすべりをなくすためにはＰ＞Ｑとなるよう設定することにより達成される。具体的にはウェブ張力ｔ＝１００Ｎにおいて、φ２は約６０〜１２０度の巻付け角度が好ましい。以上より、φ１及びφ２の２つの条件を満足する巻付け角度は、例えば、印刷速度２００頁／分以上の超高速領域、加熱ローラの直径１００ｍｍ、ウェブ張力ｔ＝１００Ｎの条件で、約６０〜１２０度となる。
【００３３】
図３（ａ）は単色印刷時、図３（ｂ）は多色印刷時（ここでは３層トナー）のトナーの積層状態を示す断面図である。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、トナーのウェブへの固着はトナーとウェブの界面温度によって決まるため、トナー層の厚い多色印刷装置は単色と比較し、より多くの投入熱量が必要である。従って、前述したトナー画像のウェブへの固着（永久定着）に必要な加熱時間、つまり投入熱量の条件は特に高速の多色印刷装置では厳しくなる。
【００３４】
図４は、横軸にロール接触時間、縦軸にトナーとウェブの界面温度をとり、ニップ内の温度変化を示したグラフである。また、図５（ａ）は従来のニップ定着方式、図５（ｂ）は加熱ローラにウェブを巻付けた本発明による構成を簡略的に示す図である。図４中ａは従来のニップ定着方式（図５（ａ））による単色印刷時の界面温度変化を示し、ｂは同条件で多色印刷時の界面温度変化を示す。トナーの固着に必要な界面温度のラインを図中Ｌとすると、ニップ入口からニップ出口１のロール接触時間において、ａでは定着確保可能な温度Ｔ０まで到達するが、ｂではそれより低い温度Ｔ１までしか達しない。よって、同じ構成で単色並のトナー固着を達成するためには、更なるニップ時間の延長や加熱ローラの高温化が必要となる。しかしながら、かかる対策には限界があるため、投入熱量を拡大する新たな構成が必要である。
【００３５】
そこで上述のように、本発明では加熱ローラ６０にウェブ２を巻付けた構成（図５（ｂ））としている。図４中ｃはかかる構成における界面温度の変化を示している。加熱ローラにウェブを巻付けることにより、ニップ入口からニップ出口２までのロール接触時間が延長され、トナー固着に必要な界面温度Ｔ０を達成することが可能となる。
【００３６】
次に、加熱ローラ６０を支持する加熱ローラ支持ユニット６０Ｓについて図６に基づき説明する。図６は加熱ローラ６０の回転軸を通る断面で見た加熱ローラ支持ユニット６０Ｓ及び加熱ローラ６０の断面図である。加熱ローラ支持ユニット６０Ｓは、図示しない筐体に固定される支持部材６４、加熱ローラ６０の保持を行う保持部材６７、支持部材６４に対し保持部材６７を回転可能に支持するための軸受６５及びカラー６６で構成され、これらを加熱ローラ６０の両端に配設することにより非駆動の自由回転ローラである加熱ローラ６０が回転可能に支持される。
【００３７】
ここで、保持部材６７の材料は加熱ローラ本体６１の材料の熱膨張率よりも小さい材料とし温度による熱膨張差を設ける。常温時には加熱ローラ６０の交換性から若干の隙間が形成されるような機械的寸法とし、加熱時には熱膨張により加熱ローラ本体６１の外周部分で保持部材６７と勘合され、しまりばめ、或いは所謂焼きばめ状態となる。
【００３８】
上記の構成により、以下のような効果を奏する。特に多色印刷装置の場合、ウェブ搬送経路上に配備された各案内ローラの偏芯精度は色ずれ精度に大きく影響する。特に加熱ローラの場合は、断熱や熱膨張等を配慮する必要があるため、通常の金属ローラと比較して機械的精度が低く色ずれに悪影響を及ぼす。しかし、本発明による加熱ローラ本体６１と保持部材６７間には常温時には若干の隙間が形成され、加熱時に熱膨張率の差から焼きばめ状態で勘合される。従って、従来のキーによる勘合方式を用いた場合に問題となる局部荷重によるキーの磨耗や加熱ローラの偏芯運動の問題を回避して偏芯精度を向上することができる。よって、寿命向上と色ずれ精度向上を共に達成でき、後者は特にカラー等の多色印刷装置に有効である。
【００３９】
本実施の形態における加熱ローラ６０の表面温度は、印刷速度やウェブの坪量によるが、中・高速クラスの速度領域において、１５０℃〜２２０℃の範囲で制御される。従って、印刷動作が停止した時にウェブ２が加熱ローラ６０上に放置されると、ウェブ２の黄変や焼損等の損傷が発生する。かかる問題を回避するために以下のような構成をとる。
【００４０】
図７（ａ）、（ｂ）は図１に示したウェブ印刷装置１のローラ加熱装置５２及びアウトフィード装置９０の部分を拡大してより詳細に示した図である。図７（ａ）は印刷動作時にローラ加熱ユニット５５、５６がウェブ２に接触している状態を示す図であり、図７（ｂ）は印刷動作停止時にローラ加熱ユニット５５、５６がウェブ２から離脱した状態を示す図である。
【００４１】
第一面側定着用のローラ加熱ユニット５５及び第二面側定着用のローラ加熱ユニット５６は共に筐体７３によって支持されており、筐体７３は回転中心Ｏで回転可能な構成となっている。筐体７３は連結部材７４を介してカム７５と連結されている。図示しないモータ等の駆動源によりカム７５を回転させると連結部材７４を介して筐体７３が回転し、ローラ加熱ユニット５５、５６をウェブ２から離脱させることができる。また、カム７５の回転軸にはローラ加熱ユニット５５、５６の位置を検出するための回転センサ７６が設けられている。また、ウェブ２が筐体７３に搬入又は排出される位置の近傍には、ウェブ印刷装置１に回転可能に支持された案内ローラ７８、７９が配設されている。更に、アウトフィード装置９０の上流側には、図示しない弾性体の弾性力により回動中心Ｃ３を中心に回動可能に支持されたパス吸収部材７７が設けられている。
【００４２】
図７（ａ）において、加熱板５１（図１）を通過して予熱されたウェブ２は、ローラ加熱ユニット５５にて第一面が定着された後、ローラ加熱ユニット５６にて第二面が定着されて両面の定着が完了すると、案内ローラ８を経て、アウトフィードローラ９１に送り込まれる。印刷動作が停止すると、図示しないモータ等の駆動源によりカム７５を回転させ、ローラ加熱ユニット５５、５６をウェブ２から離脱させる。
【００４３】
図７（ｂ）において、ローラ加熱ユニット５５、５６がウェブ２から離れるにつれて、インフィードローラ２１（図１）とアウトフィードローラ９１間のウェブパス長は短くなり、ウェブ２はたるむ。ウェブ２がたるんだ状態であると、次回印刷動作開始時の搬送精度を悪化させる他、ウェブ２がローラ加熱ユニット５５、５６に接触する等の弊害が生じる。このため、パス吸収部材７７が図示しない弾性体の弾性力によりＣ３を中心として回動して、たるんだウェブパスを吸収する。
【００４４】
非印刷時のウェブパスは案内ローラ７８、７９で規定され、ローラ加熱ユニット５５、５６をウェブ２から確実に離脱させる。なお、ローラ加熱ユニット５５、５６をウェブ２に接触させるタイミングとしては、好ましくはウェブ２の搬送開始と同時に筐体７３の回転を開始し、ローラ加熱ユニット５５、５６は所定時間後に所定の巻付け角位置に到達する。又は、ローラ加熱ユニット５５、５６を所定の巻付け角度に到達させた後、ウェブ２の搬送を開始させても良い。以上の加熱ローラ離接手段を設けることにより、ウェブ２の損傷を防止して安全性を確保することができる。
【００４５】
ウェブには多種多様な種類があり、特に坪量によっては過剰定着による画像の光沢斑やウェブのしわ等の問題が発生する。かかる問題を回避するために、本実施の形態においては図７（ａ）、（ｂ）のカム７５の回転軸にエンコーダ等の回転センサ７６を設け、ローラ加熱ユニット５５、５６の位置を検出して、使用するウェブやウェブ搬送条件に最適な巻付け角度となるようにローラ加熱ユニット５５、５６が保持される。即ち、ウェブ巻付け角度は、ウェブ搬送速度、ウェブ坪量、或いはウェブ張力によって任意に可変可能とする。なお、回転センサ７６はカム７５でなくても図示しないモータ等の駆動源の回転軸に設けても良い。
【００４６】
また、第二面側定着用のローラ加熱ユニット５６に突入する時のウェブ２の温度は、既に第一面側定着用のローラ加熱ユニット５５により加熱されているため、ローラ加熱ユニット５５に突入する時の温度よりも高い。従って、ローラ加熱ユニット５６で投入する熱量は、ローラ加熱ユニット５５で投入する熱量よりも少なくて済む。従って、第二面用の加熱ローラ６０への巻付け角度は第一面のそれよりも、小さくすることが可能である。以上は巻付け角度で説明したが、重要なのは投入熱量であるから、制御温度の差を設けることによっても対応しても良い。即ち、第二面側定着用の加熱ローラ６０の制御温度を第一面側定着用の加熱ローラ６０の制御温度よりも低く設定しても良い。これにより、ウェブ２への過剰な熱供給によるしわ等の問題を回避し、また装置の消費電力を低減できる。更には、巻付け角度が小さい、或いは制御温度が低く設定されることにより加熱ローラ６０の寿命を延ばすことができる。
【００４７】
次に、図８（ａ）、（ｂ）にウェブと加熱ローラの離接手段の別の例を示す。図８（ａ）は印刷時、図８（ｂ）は非印刷時のウェブ２と加熱ローラ１６０との位置関係を示す説明図である。図７（ａ）、（ｂ）の例ではローラ加熱ユニット５５、５６自体が移動するのに対し、図８（ａ）、（ｂ）ではローラ加熱ユニット１５５、１５６を固定位置とし、加熱ローラ１６０の外周を回動可能とするガイドロール１６２を備える。加熱ローラ１６０の回転軸方向の両端に支持部材１６１が回動可能に設けられ、支持部材１６１にはガイドロール１６２が回転可能に支持されている。また、支持部材１６１は図示しないモータ等の駆動源に接続され、従ってガイドロール１６２を所定の位置へ回動させることができる。図８（ｂ）に示すように、非印刷時においてウェブ２が加熱ローラ１６０から離脱した状態ではウェブ２のパス長が長くなるため、前述のパス吸収部材７７によってウェブ２がたるまないように調節される。
【００４８】
図９は加熱ローラ６０の外径Ｄを示し、図１０は画像形成装置４０（図１）の印写部４１と４２の転写間距離Ｌを示している。なお、各印写部４１〜４４、４５〜４８（図１）の転写間距離も同じＬである。画像形成装置４０の各印写部の転写間距離Ｌは、加熱ローラ６０の外周長の自然数倍の長さとなるように設定されている。即ち、次式（３）の関係が成り立つ。
Ｌ＝ｎ×π×Ｄ（３）
ただし、Ｄは加熱ローラ６０の外径、πは円周率、ｎは自然数、Ｌは各印写部の転写間距離である。
【００４９】
ここで、図１１は加熱ローラ６０の偏芯によるウェブ２の搬送速度の変動を表したグラフであり、横軸に各印写部の転写間距離、縦軸にウェブ２の搬送速度を示している。図１１のグラフでは、加熱ローラ６０の偏芯により、ウェブ２の搬送速度が速度Ｖ−ΔＶとＶ＋ΔＶの間で変動している。このような速度変動により通常は次のような問題が生じる。例えば、図１２（ａ）のように搬送方向に対して一定間隔の複数の横線を混色で印刷する場合、印写部４１の転写点での搬送速度が速度Ｖ＋ΔＶのときに２本の横線を引いたとすると、ウェブ２上には中間速度Ｖのときよりも線間隔が広がった横線のトナー像が転写される。逆に搬送速度が中間速度Ｖよりも遅いときは線間隔が狭まる。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示す領域Ｂを拡大して示したものであり、搬送速度が速いときほど横線の間隔が大きくなっている。即ち、横線の間隔ｄ１、ｄ２、ｄ３についてｄ１＞ｄ２＞ｄ３の関係となっている。従って、式（３）の関係が成り立たない場合は、各色のトナー像が微妙にずれて転写されることになり各色間の色ずれの原因となる。
【００５０】
しかし、本発明の実施の形態においては、各印写部の転写間距離Ｌが加熱ローラ６０の外周長π×Ｄの自然数倍の長さ（式（３）の関係）とする。例えば、図１１の例では、Ｌ＝２×π×Ｄの関係になっている。従って、印写部４１の転写点で搬送速度Ｖ＋ΔＶのときに転写を行った場合は、次の印写部４２の転写点でも搬送速度Ｖ＋ΔＶのときに転写が行われるため線はずれなく重なって印刷される。つまり、どの色も同じように線幅が広がったり狭まったりして各色のトナー像は重なり合うことになる。以上により、加熱ローラ６０の偏芯によるウェブ２への速度変動による各色間の色ずれをキャンセルすることが可能となる。
【００５１】
なお、上記のように加熱ローラ６０の中心がずれる偏芯の影響を抑えることが可能であるとともに、万が一、加熱ローラ自体の加工精度により円周が真円でない場合にも、外周長π×Ｄの測定を行い、それを基に転写間距離Ｌをｎ×π×Ｄとなるように微調整することによっても同様の効果を得ることができる。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施の形態によるウェブ印刷装置１０１について図１３に基づき説明する。第１の実施の形態においては、８つの印写部４１〜４８がウェブ２の両側に整列する構成であるが、ウェブ２の片面にカラー画像を形成するウェブ印刷装置１０１の場合はウェブ２の一方の面側の印写部が除かれている。よって、図１３のように印写部４１〜４４のみの構成となる。この場合、片面側には未定着画像が形成されないため、予熱装置として接触式の加熱板１５１を設けることが可能となる。従って、熱的には片面印刷装置は有利となり、ローラ加熱ユニット５５による巻付け定着との組合せにより熱効率の良い、コンパクトなウェブ印刷装置が可能となる。
【００５３】
続いて、本発明の第３の実施の形態によるウェブ印刷装置２０１について図１４に基づき説明する。印刷形態によっては第１面側にフルカラー等の多色印刷を行い、反対の第２面にモノクロ又は２色のスポットカラー印刷を行う場合がある。このような場合には図１４に示すように、第１面の多色印刷に対応するために複数の印写部４１〜４４を配設し、第２面側に単色のモノクロ印刷、又は色重ねをしない２色までのスポットカラー印刷に対応する１個又は２個（本実施の形態では２個）の印写部４７、４８を配設する。
【００５４】
このとき、２つのローラ加熱ユニット５５、５６の位置関係としては、ウェブ２の上流側に単色又はスポットカラーの印刷面が加熱ローラ６０と接触するようにし、下流側には多色の印刷面が加熱ローラ６０と接触するように配設する。かかる構成による以下のような効果を奏する。単色印刷又はスポットカラー印刷の場合、多色印刷と比較するとウェブ上のトナー層の厚みが小さい。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示す例の場合、トナー層の厚みは約１／３である。従って、加熱ローラ６０からの熱の伝導は良好になるため、トナーとウェブの界面温度が定着に必要な温度に到達するまでの時間が短い。よって、定着装置の小型化や更なる高速化の達成が可能となる。つまり、トナー層の厚い多色印刷面側の定着に下流側のローラ加熱ユニット５６を使用するので、上流側のローラ加熱ユニット５５によって十分な予熱がウェブ及びトナーに与えられるため、予熱装置である加熱板５１の大型化を招く必要がなくなり、また消費電力の低減となる。
【００５５】
本発明によるウェブ印刷装置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述の実施の形態においては、２個又は１個のローラ加熱ユニットが設けられるが、３個以上設けることも可能である。ここでは、３個のローラ加熱ユニット５５、５６、５７を配設した第１変形例を図１５（ａ）、（ｂ）に示す。
【００５６】
ローラ加熱ユニット５５、５６、５７はウェブ搬送方向上流側からこの順番で配設されており、各ローラ加熱ユニットの構成は前述した通りである。ローラ加熱ユニット５５、５６、５７のウェブ巻付け角度をそれぞれφ１、φ２、φ３とすると、巻付け角度の関係を略φ１≒φ３≦φ２、つまり、角度φ２を角度φ１及びφ３の略２倍の角度とすることにより、第１面と第２面で略同じ加熱時間とすることが可能となる。よって、第１面と第２面のトナーへの熱供給量が略同じとなり、画質の差をなくした画像を得ることができる。
【００５７】
或いは、上述したように第１面側に多色のフルカラー印刷、反対側の第２面にモノクロ又はスポットカラー印刷を行う場合に、多層トナーののったフルカラー印刷側の定着に熱供給が多くなるように巻付け角度φ１、φ２、φ３を設定すれば、第２面側と熱供給の差を設けることができ、両面均一な印刷を達成することが可能となる。
【００５８】
また、第１及び第３実施の形態（図１及び図１４）のように、ローラ加熱ユニットを２個配設した場合と比較して、トナー及びウェブへの熱供給を約１．５倍とすることができるため、更なる高速化や厚紙への対応が可能となる。しかも、加熱ローラは従動のため、追加による搬送不良への影響はない。本変形例では３個のローラ加熱ユニットを用いる場合について説明したが、更に追加することも当然可能である。
【００５９】
次に、第１変形例におけるローラ加熱ユニットの離接手段について説明する。第１変形例では、図示しないモータ等の駆動源により、各ローラ加熱ユニット５５、５６、５７をそれぞれ図１５中左右方向にスライド可能な構成としている。なお、ローラ加熱ユニット５５、５６、５７をスライドさせる機構は、ラック機構、ボールねじなど特に限定されない。
【００６０】
図１５（ａ）に示す印刷時の状態からローラ加熱ユニット５５及び５７を図中左方向に、ローラ加熱ユニット５６を図中右方向にスライドさせることにより、各ローラ加熱ユニット５５、５６、５７がウェブ２から離脱して、図１５（ｂ）に示す非印刷時の状態となる。逆に、図１５（ｂ）に示す非印刷時の状態からローラ加熱ユニット５５及び５７を図中右方向に、ローラ加熱ユニット５６を図中左方向にスライドさせることにより、図１５（ａ）に示す印刷時の状態となる。図１５（ｂ）に示す非印刷時の配置によれば、例えば、ウェブガイド等を簡略化でき、ウェブ装填時には上流側からウェブ２を送りこむだけで、容易に装填が可能になるという利点がある。
【００６１】
次に、第２変形例におけるローラ加熱ユニットの離接手段について図１６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第２変形例では、中央のローラ加熱ユニット５６のみを図中左右方向にスライド可能な構成としている。図１６（ａ）に示す印刷時の状態においては、ローラ加熱ユニット５５に接触する前のウェブ２の部分２Ａ、及びローラ加熱ユニット５７に接触した後のウェブ２の部分２Ｂが、基準線Ｖに対してそれぞれ所定角度だけ斜めになっており、ウェブ２の搬送経路はローラ加熱ユニット５５、５６、５７によって規定されている。
【００６２】
かかる構成により、図１６（ａ）に示す印刷時の状態からローラ加熱ユニット５６を図中右方向にスライドさせることにより、各ローラ加熱ユニット５５、５６、５７がウェブ２から離脱して、図１６（ｂ）に示す非印刷時の状態となる。上述したように、図１６（ａ）でウェブ２の部分２Ａ、２Ｂが基準線Ｖに対して斜めになっている構成であるため、図１６（ｂ）ではウェブ２がローラ加熱ユニット５５、５６、５７に接触することがない。逆に、図１６（ｂ）の状態からローラ加熱ユニット５６を図中左方向にスライドさせると、図１６（ａ）に示す印刷時の状態となる。なお、第２変形例においては、ローラ加熱ユニット５６のみを図中左右方向にスライド可能な構成としたが、逆にローラ加熱ユニット５５及び５７のみを図中左右方向にスライド可能な構成としてもよい。
【００６３】
次に、第３変形例として、３個のローラ加熱ユニット５５、５６、５７のうち２段目及び３段目のローラ加熱ユニット５６、５７の加熱ローラ６０に、加圧ローラ１２０を対向配置した例を図１７に示す。加圧ローラ１２０は、金属などの加圧ローラ本体１２１の外周にゴム等の弾性体でできた外周部１２２が設けられ、ばね等の弾性体１２３の弾性力により加熱ローラ６０に圧接可能に構成されている。また、図示しないモータ等の駆動源により、各ローラ加熱ユニット５５、５６、５７、及び各加圧ローラ１２０はそれぞれ移動可能に構成されており、ウェブ２と接触及び離脱させることが可能である。
【００６４】
第１及び第３実施の形態（図１及び図１４）において、仮に加圧ローラを配置しようとした場合、１段目のローラ加熱ユニット５５通過時には加圧ローラ側のウェブ上にはまだ未定着のトナー像があるため加圧ローラを接触させることができない。しかし、本第３変形例のように３個のローラ加熱ユニットを配置する場合には、１段目のローラ加熱ユニット５５の熱供給により、２段目のローラ加熱ユニット５６通過時にはある程度トナー像が定着しているため、加圧ローラ１２０を配置することが可能となる。同様に、３段目のローラ加熱ユニット５７にも加圧ローラ１２０を配置することが可能である。従って、加圧ローラ１２０によってウェブ２の両面に圧力をかけることができ、両面とも同程度に定着強度を向上させることができる。よって、装置の更なる高速化や厚紙対応が可能となる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によるウェブ印刷装置のような多色印刷装置においてはウェブの高精度搬送の実現が必須であり、ウェブ搬送手段には高い精度が要求されるが、従来のニップ定着方式では熱による加熱ローラ外径のバラツキや弾性体による加熱ローラの機械的なバラツキから搬送手段には適さない。ここで、請求項１記載のウェブ印刷装置によれば、定着手段は画像記録手段とウェブ搬送手段の間に配置され、加熱源を有する加熱ローラは駆動源を有しない自由回転ローラであるので、熱による加熱ローラ外径のバラツキや弾性体による加熱ローラの機械的なバラツキがウェブの搬送精度に影響せず、ウェブを高精度に搬送することができる。また、定着手段はウェブ予熱手段を備え、更にウェブが所定の巻付け角度にて自由回転加熱ローラに巻付けられる構成によりウェブと加熱ローラとの接触時間が延長されるため、高速の多色印刷装置においても安全性を損なうことなく投入熱量を拡大することができる。従って、高精度なウェブ搬送により印刷位置ずれを低減し、かつ高速処理に対応可能で、更に安全性を確保した両面又は片面の多色印刷装置を提供することが可能となる。
【００６６】
請求項２記載のウェブ印刷装置によれば、所定の巻付け角度は６０〜１２０度の角度であるので、トナー画像のウェブへの固着（永久定着）に必要な加熱時間を確保して、且つ摩擦力によってウェブと滑りなく加熱ローラを回転させることができる。
【００６７】
請求項３記載のウェブ印刷装置によれば、定着手段は自由回転加熱ローラを支持するローラ支持手段を更に備え、ローラ支持手段は、自由回転加熱ローラを保持・勘合する保持部材と、軸受け部と、軸受け部を介して保持部材を回転可能に支持する支持部材とを備え、保持部材は自由回転加熱ローラよりも熱膨張率の小さい材料であるので、加熱時に熱膨張率の差から焼きばめ状態で勘合され、従来のキーの磨耗や加熱ローラの偏芯運動の問題を回避して偏芯精度を向上することができる。よって、寿命向上と色ずれ精度向上を共に達成でき、後者は特にカラー等の多色印刷装置に有効である。また、常温時には加熱ローラと保持部材間に若干の隙間が形成されるので、加熱ローラの交換性を確保することができる。
【００６８】
請求項４記載のウェブ印刷装置によれば、ウェブ搬送手段はウェブ張力５０〜２００Ｎでウェブを搬送するので、高精度なウェブ搬送を実現し、摩擦力によってウェブと滑りなく加熱ローラを回転させることができる。
【００６９】
請求項５記載のウェブ印刷装置によれば、自由回転加熱ローラとウェブを印刷時には接触させ非印刷時には離脱させる離接手段を備えるので、非印刷時にウェブの黄変や焼損等の損傷を防止して安全性を確保することができる。
【００７０】
請求項６記載のウェブ印刷装置によれば、離接手段は自由回転加熱ローラを収容する収容手段を備え、収容手段を回動して自由回転加熱ローラを移動させることにより自由回転加熱ローラとウェブを離接するので、ウェブの損傷を防止して安全性を確保することができる。
【００７１】
請求項７記載のウェブ印刷装置によれば、離接手段は自由回転加熱ローラの外周にガイドロールを備え、ガイドロールを移動させることにより自由回転加熱ローラとウェブを離接するので、ウェブの損傷を防止して安全性を確保することができる。
【００７２】
請求項８記載のウェブ印刷装置によれば、離接手段は自由回転加熱ローラに対するウェブの巻付け角度を任意に可変可能であるので、使用するウェブやウェブ搬送条件に最適な巻付け角度となるようにして、過剰定着による画像の光沢斑やウェブのしわ等の問題を回避することができる。
【００７３】
請求項９記載のウェブ印刷装置によれば、下流側自由回転加熱ローラに対するウェブの巻付け角度φ２は上流側自由回転加熱ローラに対するウェブの巻付け角度φ１に対しφ１＞φ２の関係とするので、ウェブへの過剰な熱供給によるしわ等の問題を回避し、また装置の消費電力を低減できる。更には、巻付け角度が小さいことにより加熱ローラの寿命を延ばすことができる。
【００７４】
請求項１０記載のウェブ印刷装置によれば、下流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ２は上流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ１に対しＴ１＞Ｔ２の関係とするので、ウェブへの過剰な熱供給によるしわ等の問題を回避し、また装置の消費電力を低減できる。更には、制御温度が低く設定されることにより加熱ローラの寿命を延ばすことができる。
【００７５】
請求項１１記載のウェブ印刷装置によれば、多色印刷を行うための複数の画像記録手段を備え、複数の画像記録手段の転写間距離は自由回転加熱ローラの外周長の自然数倍の長さとするので、加熱ローラの偏芯によるウェブへの速度変動による各色間の色ずれをキャンセルすることができる。
【００７６】
請求項１２記載のウェブ印刷装置によれば、ウェブの第１面にトナー像を転写するための第１所定個数の画像記録手段、及び第１面と反対側の第２面にトナー像を転写するための第１所定個数よりも少ない第２所定個数の画像記録手段を備え、定着手段はウェブの第２面及び第１面に転写されたトナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、ウェブの第２面が上流側自由回転加熱ローラに接触し、且つウェブの第１面が下流側自由回転加熱ローラに接触する位置関係とする。よって、トナー層の厚い多色印刷面側の定着に下流側自由回転加熱ローラを使用するので、上流側自由回転加熱ローラによって十分な予熱がウェブ及びトナーに与えられるため、予熱手段の大型化を招く必要がなくなり、また消費電力を低減することができる。
【００７７】
請求項１３記載のウェブ印刷装置によれば、第１所定個数の画像記録手段はウェブの第１面に多色印刷を行うために３個以上設けられ、第２所定個数の画像記録手段はウェブの第２面に単色又は２色印刷を行うために１個又は２個設けられるので、予熱手段の大型化を回避し且つ消費電力を低減しつつ、第１面側にフルカラー等の多色印刷を行い、第２面にモノクロ又は２色のスポットカラー印刷を行うことができる。
【００７８】
請求項１４記載のウェブ印刷装置によれば、ウェブ予熱手段はウェブに対して所定の隙間をあけて非接触で加熱するので、ウェブ及び両面に保持された未定着トナーを効果的に予熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるウェブ印刷装置の全体的構成を示す説明図。
【図２】本発明の実施の形態によるローラ加熱ユニットを拡大して示した説明図。
【図３】図３（ａ）は単色印刷時、図３（ｂ）は多色印刷時（ここでは３層トナー）のトナーの積層状態を示す断面図。
【図４】横軸にロール接触時間、縦軸にトナーとウェブの界面温度をとり、ニップ内の温度変化を示したグラフ。
【図５】図５（ａ）は従来のニップ定着方式、図５（ｂ）は加熱ローラにウェブを巻付けた本発明による構成を簡略的に示した図。
【図６】加熱ローラの回転軸を通る断面で見た加熱ローラ支持ユニット及び加熱ローラの断面図。
【図７】ウェブと加熱ローラの離接手段を示す図であり、図７（ａ）は印刷時、図７（ｂ）は非印刷時のウェブと加熱ローラとの位置関係を示す説明図。
【図８】ウェブと加熱ローラの離接手段の別の例を示す図であり、図８（ａ）は印刷時、図８（ｂ）は非印刷時のウェブと加熱ローラとの位置関係を示す説明図。
【図９】加熱ローラの外径Ｄを示す説明図。
【図１０】画像形成装置の印写部の転写間距離Ｌを示す説明図。
【図１１】加熱ローラの偏芯によるウェブの速度変動を表したグラフ。
【図１２】図１２（ａ）はウェブ２上に一定間隔の複数の横線を印刷する場合を示した図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す領域Ｂを拡大して示した図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態によるウェブ印刷装置の全体的構成を示す説明図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態によるウェブ印刷装置の全体的構成を示す説明図。
【図１５】本発明によるローラ加熱ユニットを３個配設した第１変形例を示す図であり、図１５（ａ）は印刷時、図１５（ｂ）は非印刷時のウェブと加熱ローラとの位置関係を示す説明図。
【図１６】本発明によるローラ加熱ユニットを３個配設した第２変形例を示す図であり、図１６（ａ）は印刷時、図１６（ｂ）は非印刷時のウェブと加熱ローラとの位置関係を示す説明図。
【図１７】３個のローラ加熱ユニットのうち２段目及び３段目のローラ加熱ユニットの加熱ローラに加圧ローラを対向配置した第３変形例を示す説明図。
【符号の説明】
１はウェブ印刷装置、２はウェブ、３〜９は案内ローラ、１０はバッファ装置、１１〜１４は駆動ローラ、１５はガイド部材、１６はセンサ、２０は張力付与装置、２１はインフィードローラ、２２は加圧ローラ、２３はダンサーローラ、２４はアーム、２５はバネ、３０は蛇行補正装置、３１はフレーム、３２、３３は位置規制ローラ、３４はセンサ、４０は画像形成装置、４１〜４８は印写部、４１１は感光体ベルト、４１２はコロナ帯電器、４１３は光源、４１４は現像装置、４１５は転写器、４１６は清掃機、５０は定着装置、５１は加熱板、５２はローラ加熱装置、５３はヒータ、５４は温度検出センサ、５５、５６、５７はローラ加熱ユニット、５８は温度センサ、５９はオイル塗布機構、６０は加熱ローラ、６０Ｓは加熱ローラ支持ユニット、６１は加熱ローラ本体、６２は外周部、６３はヒータ、６４は支持部材、６５は軸受、６６はカラー、６７は保持部材、７３は筐体、７４は連結部材、７５はカム、７６は回転センサ、７７はパス吸収部材、７８、７９は案内ローラ、９０はアウトフィード装置、９１はアウトフィードローラ、９２は加圧ローラ、１０１はウェブ印刷装置、１２０は加圧ローラ、１２１は加圧ローラ本体、１２２は外周部、１２３は弾性体、１５１は加熱板、１５５、１５６はローラ加熱ユニット、１６０は加熱ローラ、１６１は支持部材、１６２はガイドロール、２０１はウェブ印刷装置。

Claims

連続したウェブを搬送する駆動源を備えた摩擦搬送ローラを有するウェブ搬送手段と、トナー担持体を有し該トナー担持体表面に形成されたトナー像を前記ウェブの片面又は両面に転写する少なくとも一つの画像記録手段と、前記ウェブの片面又は両面に転写された該トナー像を定着する定着手段とを備えるウェブ印刷装置において、
前記定着手段は前記画像記録手段と前記ウェブ搬送手段の間に配置され、ウェブ予熱手段と、加熱源を有し駆動源を有しない少なくとも一つの自由回転加熱ローラを備え、前記ウェブが所定の巻付け角度にて前記自由回転加熱ローラに巻付けられることを特徴とするウェブ印刷装置。
前記所定の巻付け角度は６０〜１２０度の角度であることを特徴とする請求項１記載のウェブ印刷装置。
前記定着手段は前記自由回転加熱ローラを支持するローラ支持手段を更に備え、該ローラ支持手段は、前記自由回転加熱ローラを保持・勘合する保持部材と、軸受け部と、該軸受け部を介して前記保持部材を回転可能に支持する支持部材とを備え、前記保持部材は前記自由回転加熱ローラよりも熱膨張率の小さい材料であることを特徴とする請求項１又は２記載のウェブ印刷装置。
前記ウェブ搬送手段はウェブ張力５０〜２００Ｎで前記ウェブを搬送することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載のウェブ印刷装置。
前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを印刷時には接触させ非印刷時には離脱させる離接手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１記載のウェブ印刷装置。
前記離接手段は前記自由回転加熱ローラを収容する収容手段を備え、該収容手段を回動して前記自由回転加熱ローラを移動させることにより前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを離接することを特徴とする請求項５記載のウェブ印刷装置。
前記離接手段は前記自由回転加熱ローラの外周にガイドロールを備え、該ガイドロールを移動させることにより前記自由回転加熱ローラと前記ウェブを離接することを特徴とする請求項５記載のウェブ印刷装置。
前記離接手段は、前記自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの前記所定の巻付け角度を任意に可変可能であることを特徴とする請求項５又は６記載のウェブ印刷装置。
前記画像記録手段は前記トナー像を前記ウェブの両面に転写可能であり、前記定着手段は前記ウェブの両面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、該下流側自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの巻付け角度φ２は前記上流側自由回転加熱ローラに対する前記ウェブの巻付け角度φ１に対しφ１＞φ２の関係とすることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１記載のウェブ印刷装置。
前記画像記録手段は前記トナー像を前記ウェブの両面に転写可能であり、前記定着手段は前記ウェブの両面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、該下流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ２は前記上流側自由回転加熱ローラの制御温度Ｔ１に対しＴ１＞Ｔ２の関係とすることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１記載のウェブ印刷装置。
多色印刷を行うための複数の前記画像記録手段を備え、該複数の画像記録手段の転写間距離は前記自由回転加熱ローラの外周長の自然数倍の長さとすることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１記載のウェブ印刷装置。
前記ウェブの第１面に前記トナー像を転写するための第１所定個数の前記画像記録手段、及び前記第１面と反対側の第２面に前記トナー像を転写するための前記第１所定個数よりも少ない第２所定個数の前記画像記録手段を備え、
前記定着手段は前記ウェブの前記第２面及び前記第１面に転写された前記トナー像を定着するために上流側自由回転加熱ローラと下流側自由回転加熱ローラを備え、
前記ウェブの前記第２面が前記上流側自由回転加熱ローラに接触し、且つ前記ウェブの前記第１面が前記下流側自由回転加熱ローラに接触する位置関係とすることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１記載のウェブ印刷装置。
前記第１所定個数の前記画像記録手段は前記ウェブの前記第１面に多色印刷を行うために３個以上設けられ、前記第２所定個数の前記画像記録手段は前記ウェブの前記第２面に単色又は２色印刷を行うために１個又は２個設けられることを特徴とする請求項１２記載のウェブ印刷装置。
前記ウェブ予熱手段は前記ウェブに対して所定の隙間をあけて非接触で加熱することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１記載のウェブ印刷装置。