JP2006069108A - 印刷システム - Google Patents

Abstract

【課題】 第１面と第２面の印刷位置合わせ精度を高める。
【解決手段】 ウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置は、前記ウェブの各ページの予め指定された位置に位置合わせマークを形成するマーク形成手段を有し、前記ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置は前記位置合わせマークを検出するマーク検出手段と、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段とを有し、予め設定された周期毎にウェブ送り制御信号を発生させるとともに、前記ウェブ送り制御信号の発生タイミングと前記位置合わせマークを検出することにより前記マーク検出手段が発するマーク検出信号の発生タイミングとの位相を整合させる制御手段とを有することを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、ウェブの両面に画像を形成する印刷システムに関するものである。

印刷システムには、送り孔を持たないウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置と、第１印刷装置の後段に設けられ前記ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置とを有する印刷システムにおいて、少なくとも第１印刷装置は、前記ウェブの各ページの予め指定された位置に位置合わせマークを形成するマーク形成手段を有し、少なくとも第２印刷装置は、前記位置合わせマークを検出するマーク検出手段と、予め設定された周期毎にウェブ送り制御信号を発生させるとともに、前記ウェブ送り制御信号の発生タイミングと、前記位置合わせマークを検出することにより前記マーク検出手段が発するマーク検出信号の発生タイミングとの位相を整合させる制御手段とを有していることを特徴とする印刷システムが実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。

このような印刷システムにおいて、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段を備えた印刷システムが実用化されている。

特開２００２−１８７６６０号公報

ところで、第１面と第２面の印刷位置精度を高くしようとした場合、マーク検出手段におけるマーク検出位置精度を超えて悪化した場合には、エラーとなり、印刷を停止する頻度が高くなり、印刷システムとしてのスループットを落とす要因となっている。

本発明は、送り孔を持たないウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置と、前記第１印刷装置の後段に設けられ前記ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置とを有し、少なくとも前記第１印刷装置は、前記ウェブの各ページの予め指定された位置に位置合わせマークを形成するマーク形成手段を有し、少なくとも第２印刷装置は、前記位置合わせマークを検出するマーク検出手段と、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段とを有し、予め設定された周期毎にウェブ送り制御信号を発生させるとともに、前記ウェブ送り制御信号の発生タイミングと前記位置合わせマークを検出することにより前記マーク検出手段が発するマーク検出信号の発生タイミングとの位相を整合させる制御手段とを有し、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段の期間を変えることで、位相を整合させる精度を設定可能とすることを特徴とする。

本発明によれば、第１面と第２面の印刷位置合わせ精度を高い精度で要求する場合でも、印刷位置合わせ精度は高くなくてもエラーの発生頻度が低く、印刷システムとしてのスループットを高くすることを要求する場合であっても、用途に合わせて印刷を実施できる印刷システムを提供することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

はじめに、図１を用いて印刷システムに適用され得る電子写真式印刷装置の全体構成を説明する。図１において、Ｗはウェブである。ウェブＷは給送装置（図示せず）から送り出され、印刷装置Ｐの下をくぐるようにして印刷装置Ｐの内部に送り込まれる。印刷装置Ｐ内に送り込まれたウェブＷは、搬送経路上に配置されたガイドローラ１に案内され、ウェブバッファ機構２に向けて搬送される。

ウェブバッファ機構２は、搬送されるウェブＷを一時的に蓄える蓄積部２ａと、蓄積部２ａに対しウェブ搬送方向上流部に設けられた一対のローラ２ｂ、２ｃと、蓄積部２ａにおけるウェブＷの弛み量（バッファ量）を監視する複数のセンサ（本例においては４対の光学式センサ２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇを使用している）とを備えている。

蓄積部２ａにおいては、通常、弛んだウェブＷの底面がセンサ２ｆのレベルとなるようにバッファ量が監視されており、図示のごとくウェブＷの底面がセンサ２ｇのレベルに達した場合にはローラ２ｂの回転を低速にし、蓄積部２ａにおけるウェブＷの底面がセンサ２ｆのレベルまで上昇してくるように制御する。

また、これとは反対に、ウェブＷの底面がセンサ２ｅのレベルに達した場合にはローラ２ｂの回転を高速にし、蓄積部２ａにおけるウェブＷの底面がセンサ２ｆのレベルまで下降するように制御する。蓄積部２ａのウェブ搬出部には、搬送されるウェブＷのエッジ位置を規制するガイド部材３が設けられている。ガイド部材３を通過したウェブＷは、次に異物除去機構４に送り込まれる。異物除去機構４は、固定して設けられた一対のシャフト４ａ、４ｂと、シャフト４ａ、４ｂの前後位置において固定して設けられたシャフト４ｃ、４ｄとを備えている。シャフト４ａとシャフト４ｂは予め設定された極めて狭い間隙（ナローギャップ）をなして設けられている。

異物除去機構４を通過したならばウェブＷは、次に張力付与機構５に送り込まれる。張力付与機構５は、駆動源を持たないドラム５ａと、このドラム５ａに圧接して設けられたローラ５ｂと、ウェブ搬送路上において移動可能に支持されたドラム５ｃとから構成されている。ドラム５ａは固定して設けられたものであってもよいし、搬送されるウェブＷとの接触により連れ回りする従動回転ドラムとして設けられてもよい。

ドラム５ａに圧接するローラ５ｂは従動ローラとして設けられており、本例においては、ウェブＷの幅方向において複数に分割して配置されたローラ構成となっている。ドラム５ｃは、回動可能に支持されたアーム５ｄの自由端に固定されており、バネ５ｅによってウェブＷの面に付勢されている。

上記の張力付与機構５を設けることによってウェブＷの張力が一定に保たれるようになる。張力付与機構５から通過したウェブＷは、ガイドシャフト６、ガイド板７を経て、搬送ローラ８、９によって印写部１０へ送り込まれる。

印写部１０には、例えば電子写真記録方式による印写装置が用いられ、像担持体として例示される感光体ドラム１０１が回転を開始すると、コロナ帯電器１０２に高電圧が印加され、感光体ドラム１０１表面は均一に帯電される。

半導体レーザや発光ダイオードなどで構成された光源１０３から出力された光は、感光体ドラム１０１上を像露光し、感光体ドラム１０１上に静電潜像を形成する。この静電潜像を保持した感光体ドラム領域が現像装置１０４と対向する位置に到達すると、静電潜像に現像剤が供給され、感光体ドラム１０１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１０１上に形成されたトナー像は、ウェブＷの背面側にトナー像と逆極性の電荷を付与する転写器１０５の作用によってウェブＷ上に吸引される。感光体ドラム１０１の転写位置を通過した領域は、清掃装置１０６で清掃され、次の印刷動作に備えられる。

上記のようにして印写部１０からトナー像が転写されたウェブＷは、搬送ベルト１１によって後段へと搬送されて行く。搬送ローラ８は駆動源を持つ駆動ローラとして設けられており、搬送ローラ９はバネ９ａの弾性力によってウェブＷを介して搬送ローラ８に圧接された従動ローラとして設けられている。

また、搬送ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂに掛け渡して支持されるとともに、吸引装置（図示せず）を備えた構成となっており、ウェブＷの背面を搬送ベルト１１上に吸着させた状態で搬送するように構成されている。搬送ベルト１１から送り出されたウェブＷは、バッファプレート１２を経て定着装置１３に搬送される。

定着装置１３に到達したウェブＷは、プレヒータ１３ａで予熱された後、加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃからなる一対の定着ローラによって形成されるニップ部によって加熱加圧されながら挟持搬送され、トナー像がウェブＷに溶融定着される。加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃによって送り出されてきたウェブＷは、贈り出しローラ１４を経るとともに、通常は、スイングフィン１５の振り子動作によって交互に折り分けられ、印刷装置Ｐ内で折りたたまれて積み重ねられる。

これに対し、印刷システムを構成すべく当該印刷装置Ｐの後段にもう１台の印刷装置を配置させた場合には、加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃによって送り出されてきたウェブＷは、贈り出しローラ１４を経て図１に破線で示すように印刷装置Ｐの外へと排出され、２台目の印刷装置（図示せず）に向けて搬送される。

１６はウェブＷに形成された位置合わせマークを検出するマーク検出手段（以下、マークセンサと称す。）を示している。マークセンサ１６は特に後段に置かれた印刷装置において必須とされるものであり、前段の印刷装置にてウェブＷの表面に画像印刷を行う際にそれと同時にページ先頭端に印刷された位置合わせマークを検出し、２台目の印刷装置にてウェブＷの裏面に印刷される画像と、１台目の印刷装置でウェブＷの表面に印刷された画像とが位置ずれなく、正確に行なわれるように制御するための信号を発生させる（詳細は後述する。）。

以上の構成は、印刷装置単体の構成の説明であって、印刷システムとして用いる場合は、印刷装置Ｐを例えばもう１台準備し、図２に示すように設置する。このように設置することにより、先頭の印刷装置Ｐ１から送り出されてきたウェブＷの表裏は、反転装置Ｔによって反転され、その後、後続の印刷装置Ｐ２に送り込まれて、ウェブＷの第２の面にも画像が形成される。

次に、マークセンサ１６の出力信号とウェブ搬送制御の関係を説明する。１台目の印刷装置Ｐ１においてウェブＷ上には、図３に示すように印刷データに基づく画像Ｉｍが印刷されるとともに、各ページの先頭端には位置合わせマーク（トナーマーク）Ｒｍが印刷され、印刷装置Ｐ１から排出される。

なお、位置合わせマークを形成する手段は、画像Ｉｍを形成する手段とは独立させて別に設けてもよいし、感光体ドラム上に画像Ｉｍと一緒に形成してもよい。本例においては、後者の構成により位置合わせマークを形成している。

反転装置ＴによるウェブＷの表裏反転により、トナーマークＲｍを保持した側のウェブ面（第１の面）は、マークセンサ１６の検出面と対向するようになり、また、白紙状態のウェブ面（第２の面）は感光体ドラム１０１表面と対向するようになる。感光体ドラム１０１上に仮想的に設定されるページ先頭は、コントローラ１７からのウェブ送り制御信号（以下、「ＣＰＦ−Ｎ信号」と称する）の発信タイミングによって把握される。

また、感光体ドラム１０１は予め設定されたプロセス速度で定速回転するように制御されているため、感光体ドラム１０１上におけるページ先頭は、上記ＣＰＦ−Ｎ信号の一周期毎、すなわちＣＰＦ長毎に転写ポイントＴＰに到達することになる。従って、コントローラ１７からのＣＰＦ−Ｎ信号の発信タイミングと、マークセンサ１６がトナーマークＲｍを検出するタイミングとの位相が一致するようにウェブ搬送速度を制御することにより、感光体ドラム１０１上のページ先頭と、ウェブＷのページ先頭とを転写ポイントＴＰで高精度に一致させることが可能となる。

本実施例では、図４に示すように転写器１０５による転写ポイントＴＰから露光ポイントＥＰまでの感光体ドラム１０１表面上での距離をＬ１とし、転写ポイントＴＰからマークセンサ１６による検出ポイントＤＰまでのウェブ搬送路上における距離をＬ２としている。

ここで、感光体ドラム１０１上に仮想的に設定されるページ先頭ＰＰと、ウェブＷのページ先頭を表すトナーマークＲｍとが転写ポイントＴＰで一致する関係にてウェブ搬送が行なわれている状態における、トナーマーク検出タイミングを「制御タイミング」と定義する。

ところで、印刷開始時の第１ページ目の裏面印刷に関しては、オペレータが予めウェブＷを印刷装置Ｐ２の所定位置に装填した上で印刷を開始させるので、表面のページ先頭位置と裏面のページ先頭位置とは通常一致する。第１ページ目の印刷データが感光体ドラム１０１上に形成し終わるタイミングになると、印刷装置は図５に示すようにコントローラ１７から第１回目のＣＰＦ＿ＬＥＧ−Ｐ信号を受信する。ＣＰＦ＿ＬＥＧ−Ｐ信号を受信すると、上記制御タイミングの算出が実行される。

ここで、上記制御タイミングの算出は例えば以下のような思想に基づき行なわれる。すなわち、感光体ドラム１０１上に仮想的に設定される第２ページ目のページ先頭と、ウェブＷの第２ページ目のトナーマークとを転写ポイントＴＰで一致させるには、感光体ドラム１０１上の第２ページ目のページ先頭が転写ポイントＴＰからＬ２の位置に来た時にトナーマーク１９が検出される必要がある。従って、第２回目のＣＰＦ−Ｎ信号を受信してから上記制御タイミングまでの時間をｔ１、印刷装置のプロセス速度をｖｐとすると、ｔ１は下式にて表される。

ｔ１＝（Ｌ１−Ｌ２）／ｖｐ … 式（１）
また、感光体ドラム１０１上のページ先頭を示すデータがＣＰＦ長毎に転写ポイントＴＰに到達することから、これ以降の制御タイミングはＣＰＦ長毎となる。この制御タイミングに対するトナーマークＲｍの検出ずれ時間から、表面のページ先頭に対し裏面に印刷するページ先頭がどの程度ずれているかを把握し、トナーマークＲｍの検出タイミングが、前記制御タイミングよりも遅い場合はウェブ搬送速度を加速させる。逆にトナーマークＲｍの検出タイミングが制御タイミングよりも早い場合はウェブ搬送速度を減速する。すなわち、トナーマークＲｍを検出するタイミングが制御タイミングと一致するようにウェブ搬送速度を制御するのである。

さらに、コントローラ１７は、上記制御に加え、トナーマークＲｍを検出する毎に、ＣＰＦ−Ｎ信号が送信されてからトナーマークＲｍを検出するまでの時間（マーク時間）を記憶する手段としてのメモリ（図示せず）を備えていてもよい。そして、トナーマークＲｍを検出する毎に、前回のトナーマーク検出時に前記メモリに記憶された旧データ（マーク時間ｔ０）と、今回のトナーマーク検出時に前記メモリに記憶された新データ（マーク時間ｔ２）との差Δｔを演算手段（図示せず）にて例えば下式に基づき算出する。

Δｔ＝ｔ２−ｔ０ … 式（２）
そして、ＣＰＦ長に対するΔｔの割合だけ、その時点でのウェブ搬送速度を加速あるいは減速させる。

ウェブ搬送速度をｖ、補正する速度をΔｖとすると、Δｖは下式にて求められる。

Δｖ＝（Δｔ／ＣＰＦ長）×ｖ … 式（３）
このΔｖを当該検出時点におけるウェブ搬送速度ｖに加えることにより、トナーマークＲｍを検出するタイミングが制御タイミングと一致するようになる。

以上の構成によれば、表面印刷時に定着熱などの影響により熱収縮してしまったウェブＷが後段の印刷装置に送り込まれたとしても、表面の印刷位置に対して裏面の印刷位置を一致させることが可能となり、送り孔を持たないウェブに対する印刷信頼性を高めることができる。

この種の印刷システムにおいては、２台目の印刷装置の後段に後処理装置（裁断装置、ステープラ、パンチ、製本機等）を設置する場合があり、印刷後のウェブに対しどのような後処理を施すかを自動識別させたりするために、ウェブ上には識別記号、識別データあるいは識別コード等が印刷される場合があり、これら識別記号等は、通常、画像領域の外に印刷される。従って、この場合は画像領域外に位置合わせマークと識別記号等とが混在した状態となるため、マークセンサが識別記号等をトナーマークと誤検出してしまい、印刷位置を正確に合わせることができなくなることが考えられる。そこで、予め設定された期間だけマークセンサによるトナーマークの検出を有効にし、検出期間を規制するようにしている。

図６に示すように、最初のＣＰＦ＿ＬＥＧ−Ｐ信号が発生してから時間Ｔが経過するタイミングの前後Δｔの時間にトナーマークを検出可能な期間を設定し、他の期間はマスクしている。このトナーマークを検出可能な期間Δｔを予め設定可能とする。このΔｔの期間からトナーマークずれた場合は、第１面と第２面の印刷位置ずれ精度が悪化したものとして、エラーとして印刷を停止する。例えば、図７に示すように、Δｔの期間をΔｔ_１の場合とΔｔ_２の場合を比べた場合、Δｔ_１の範囲内でエラーとならずに印刷された結果は、第１面と第２面の印刷位置ずれ精度がΔｔ_１以内であるため、Δｔ_２以内で印刷された場合と比べ、第１面と第２面の印刷位置ずれ精度が良くなる確率が高い。当然、よくならない場合もある。

図７のような位置にマークが来た場合は、Δｔ_１の場合はエラーとして印刷が停止してしまう。Δｔ_２の場合は、エラーとならずに印刷が継続できるため、印刷システムとしてはスループットが上がることになる。例えば、第１面と第２面の位置合わせ精度を高い精度で要求する印刷の場合には、Δｔの期間を小さくし、トナーマークのずれ量の許容する範囲を狭くする。

第１面と第２面の印刷位置合わせ精度が低い精度でも良い印刷の場合には、Δｔの期間を大きくし、トナーマークのずれ量の許容する範囲を広げて、印刷を実施する。こうする事により、印刷システムとしてのスループットを上げることができる。

なお、Δｔの設定方法は、図７に示すように、トナーマーク検出規制信号の範囲を前後Δｔ_１やΔｔ_２と時間を変えることで、設定してよい。

また、図８に示すように、トナーマーク検出規制信号のトナーマークを検出可能な期間を前後Δｔの時間を変えることなく同一のままで、ソフトウェア的に、エラーとする検出範囲を前後Δｔ_１やΔｔ_２と時間を変えてもよい。

印刷装置単体の全体構成図。 印刷システムの全体構成図。 位置合わせマークの位置関係を示す模式図。 位置合わせ制御の説明図。 位置合わせ制御を示すタイミングチャート。 トナーマーク検出可能な期間を示すタイミングチャート。 本発明の実施例を示すタイミングチャート。 本発明の実施例を示すタイミングチャート。

符号の説明

Ｗ…ウェブ、Ｐ１、Ｐ２…印刷装置、１６…マーク検出手段、１７…コントローラ。

Claims (1)

1. 送り孔を持たないウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置と、前記第１印刷装置の後段に設けられ前記ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置とを有し、少なくとも前記第１印刷装置は、前記ウェブの各ページの予め指定された位置に位置合わせマークを形成するマーク形成手段を有し、少なくとも第２印刷装置は、前記位置合わせマークを検出するマーク検出手段と、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段とを有し、予め設定された周期毎にウェブ送り制御信号を発生させるとともに、前記ウェブ送り制御信号の発生タイミングと前記位置合わせマークを検出することにより前記マーク検出手段が発するマーク検出信号の発生タイミングとの位相を整合させる制御手段とを有し、予め設定された期間だけ前記マーク検出手段による前記位置合わせマークの検出を有効にする検出期間規制手段の期間を変えることで、位相を整合させる精度を設定可能とすることを特徴とする印刷システム。
   

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