JP2009220312A - 両面印刷装置におけるウェブ蛇行補正制御方式 - Google Patents

Abstract

【課題】第１印刷装置の予備加熱プレートで停止して、横方向に大きく縮んだウェブを第２印刷装置上で蛇行させることなく印刷を行い、印刷開始から正確に画像を印刷することが可能な両面印刷装置を提供する。
【解決手段】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た前期ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置とにより、ウェブの両面に印刷を行う両面印刷装置において、前記第１印刷装置の予備加熱プレート上で停止していた前記ウェブが、前記第２印刷装置のウェブ搬送パス上に設けられたウェブの幅方向の縮みを検出する手段の検出結果に基づいて、蛇行を検出するセンサ上を前記ウェブが通過する期間にウェブ蛇行補正制御を実施しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、両面印刷装置におけるウェブ蛇行補正制御方式に関するものである。

長尺に連続した帯状の用紙に代表されるウェブの両面に画像を形成する印刷システムとして、２台の印刷装置を直列に配置し、前段の印刷装置（以下、第１印刷装置という）ウェブの第１の面（表面）に印刷を行ない、この第１印刷装置から排出されたウェブを反転装置にて表裏反転させた後、ウェブを後段の印刷装置（以下、第２印刷装置という）へ送り込み、その第２印刷装置で第２の面（裏面）に印刷を行うようにした印刷システムが提案され、実用化されている。このような印刷システムにおいて、第１印刷装置、第２印刷装置に関係なく、ウェブが蛇行した方向とは逆の方向へ蛇行補正制御を実施している。

特開２００４−２３８１６５公報

図１に示すように、この種のウェブを扱う印刷装置には、ウェブ搬送パス上に、ウェブＷに画像を定着させる為のプレヒータ１３ａが備えられているのが一般的である。

図２に示すように、このような印刷装置を用いた印刷システムにおいて、ウェブＷを第１印刷装置Ｐ１と第２印刷装置Ｐ２に通したまま停止させていた場合、第１印刷装置Ｐ１においてウェブＷは図３に示すように、時間が経過するにしたがってプレヒータ１３ａ上で停止している部分のウェブＷだけが予熱され続けることにより水分が蒸発し、部分的に大きく縮んだ状態になる。図２に示すように、第１印刷装置Ｐ１から排出された大きく縮んだ部分を持つウェブＷは、反転装置Ｔにて表裏が反転され第２印刷装置Ｐ２へ送り込まれる。

図４に示すように、このような大きく幅方向に縮んだウェブＷが第２印刷装置Ｐ２のスキューセンサ１３ｄ下を通過した場合、第２印刷装置Ｐ２はウェブＷが急激に左側に蛇行したと判断し、加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃの右側の加圧力を高めることで、ウェブＷを右側（Ｄ１の矢印の方向）に戻そうとする。

しかし図５に示すように、元々蛇行したわけではなく大きく縮んだウェブが通過しただけの為、プレヒータ１３ａによって大きく縮んだウェブＷがＤ２の方向に通過した後は、元の幅のウェブが通過し始めるため、ウェブＷは逆に大きく右側を通過してしまい、結果的に大きく蛇行させてしまうという問題点がある。

上記の課題を解決するため、（第２印刷装置Ｐ２が停止している時間）＝（第１印刷装置Ｐ１のプレヒータ１３ａ上でウェブＷが停止している時間）と考え、停止時間からウェブＷの幅方向の縮みを予測し、幅方向に大きく縮んだウェブＷが第２印刷装置Ｐ２のスキューセンサ１３ｄ下を通過する期間、蛇行状態の監視なしで搬送することにより、第１印刷装置Ｐ１のプレヒータ１３ａ上で停止して幅方向に大きく縮んだウェブＷを、第２印刷装置Ｐ２上で蛇行することなく印刷を行う方法が特許文献１で紹介されているが、印刷停止時間に依存するため、素材などにより短時間でも幅方向に大きく縮みが発生するようなウェブや、間歇印刷（第１印刷装置Ｐ１から第２印刷装置Ｐ２との間にあるウェブの頁数よりも少ない頁数を印刷して停止する動作を繰返すことでウェブの縮んだ部分が複数存在する場合）には対応できていない。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、第１印刷装置の予備加熱プレート上で停止して幅方向に大きく縮んだウェブを第２印刷装置上で蛇行させることなく、印刷を行い、印刷開始から正確に画像を印刷することが可能な両面印刷装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、ウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置と、その第１印刷装置の後段に設けられた前記ウェブの第２の面の画像を形成する第２印刷装置とを有し、前記第１印刷装置と前記第２印刷装置は、前記ウェブの画像を定着させる予備加熱プレートと、前記ウェブの蛇行を検出するスキューセンサと、前記ウェブの蛇行を補正する手段とを有し、前記第２印刷装置は、ウェブ搬送パス上にウェブの蛇行を抑える形状でウェブ幅方向に合わせて可変可能なガイドと、前記ガイドの左右両端上にウェブの側面のエッジを検出するための変位センサと、前記変位センサ情報よりウェブの幅方向が大きく縮んだことを解析する手段を有する両面印刷装置において、前記第１印刷装置の予備加熱プレート上で停止していた前記ウェブが前記第２印刷装置のウェブ搬送パス上に設けられたウェブの幅方向の縮みを検出する手段の検出結果に基づいて、蛇行を検出するスキューセンサの下を前記ウェブが通過する期間に蛇行補正制御を実施しないことにより達成される。

本発明によれば、第１印刷装置の予備加熱プレート上で停止して幅方向に大きく縮んだウェブを第２印刷装置上で蛇行させることなく、印刷を行い、印刷開始から正確に画像を印刷することが可能な両面印刷装置を提供することが出来る。

はじめに、本発明の両面印刷システムに係わる電子写真式印刷装置の一実施例について、図１を用いて説明する。

Ｗはウェブであり通常は紙が用いられる。ウェブＷは給紙装置（図示せず）から印刷装置Ｐの内部に送り込まれ、ガイドローラ１に案内されてウェブバッファ機構２に搬送される。

ウェブバッファ機構２は、搬送されたウェブＷを一時的に蓄える蓄積部２ａと、ウェブＷの弛み量（バッファ量）を検出する複数の光学センサ２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇと、ウェブ搬送方向の上流部に設けられた１対のローラ２ｂ，２ｃとを備えている。ローラ２ｃには、ローラ２ｂへの圧接力を調整するための調整機構が装備されている。

本実施例においては、ローラ２ｃの一端から突出した軸２ｈに錘２ｉを摺動可能に設け、この錘２ｉの位置を変えることにより梃の原理でローラ２ｃの２ｄに対する圧接力を調節している。このウェブバッファ機構２自体は、本発明と直接関係ないので説明は省略するが、特開２００２−１８７６６０号公報に詳細に記載されている。

ガイド部材３を通過したウェブＷは、次の異物除去機構４に送り込まれる。異物除去機構４には、固定して設けられたシャフト４ａ，４ｂと４ｃ，４ｄが設けられている。シャフト４ａと４ｂは予め設定された極めて狭い間隔をなして設けられ、異物の侵入を阻止する役目を有する。

ウェブＷはさらに張力付与機構５に搬送される。この張力付与機構５はドラム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５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の面に不勢されている。上記張力付与機構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。

さらに、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としてこの実施例では電子写真記録方式による印写装置が用いられているが、本発明はこの記録装置に限定されるものではない。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表面は均一に例えば正電荷が帯電される。半導体レーザや発行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と対向した位置に到達すると、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特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いく。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後述されるモータによって駆動される。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へ搬送される。定着装置１３へ到達したウェブ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狭持搬送され、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、送りだしローラ１４を経るとともに、通常は、スウィングフィン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、第１印刷装置Ｐの後段にもう一台の第２印刷装置を配置する印刷システムにおいては、加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃによって送出されてきたウェブＷは、送りだしローラ１４を経て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。

符号１３ｅはエアー吸引によりウェブＷとプレヒータ１３ａとの密着性を保たせたり、非印刷時にウェブＷの位置がずれないようにウェブＷの位置を規制するサクション機構である。符号１３ｄはウェブＷの蛇行を検出するスキューセンサ１３ｄで、印刷中はウェブＷの蛇行を補正する為に加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃウェブの幅方向の加圧力を変えることで、蛇行補正が実施される。ウェブＷの蛇行補正制御は、スキューセンサ１３ｄ下のウェブＷを走行させたい場所に対して、ウェブＷが実際に通過している場所及びウェブＷの蛇行方向とその速度を検出し、それに対して加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃのウェブＷの幅方向の加圧力を変えることで、蛇行補正が実施される。ウェブＷが左側に蛇行した場合、ステアリングコントロールモータ１３ｆを用い加圧ローラ１３ｃを動かすことで、加熱ローラ１３ｂと加圧ローラ１３ｃの右側の加圧力を高めることにより蛇行を補正する。

つぎに、本発明に係わる両面印刷システムの全体構成の一実施例について、図２を用いて説明する。両面印刷システムは前記電子写真式印刷装置の構成を有する２台の印刷装置Ｐ１，Ｐ２と、両印刷装置に接続された制御装置１７とから構成される。そして第１印刷装置Ｐ１から送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、第２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。

だたし、図３に示すように、第１印刷装置Ｐ１においてウェブＷは、時間が経過するにしたがってプレヒータ１３ａ上で停止している部分のウェブＷだけが予熱され続けることにより、幅方向に大きく縮んだ部分Ｙが発生する。
第１印刷装置Ｐ１のプレヒータ１３ａ上で停止して、幅方向に大きく縮んだ部分Ｙを第２印刷装置Ｐ２で蛇行させることなく印刷することは、下記の方法により達成できる。

ここでは、第２印刷装置Ｐ２のウェブ搬送パス上である、ウェブ搬入口にウェブ幅検出機構１５を設置した場合の具体例を図６、図７を用いて説明する。第２印刷装置Ｐ２のウェブ搬送パス上であるウェブ搬入口に、ウェブ幅検出機構１５を設置する。ウェブ幅検出機構１５はウェブの蛇行を抑える形状でウェブ幅方向に合わせて可変可能なガイド１５ａと、前記ガイド１５ａの左右両端上にウェブの側面のエッジを検出するための変位センサ１５ｂ，１５ｃにより構成される。前記変位センサ１５ｂ、１５ｃはセンサの検出領域が、基準となるウェブ幅の外郭となるように前記ガイド１５ａに配置される。また、前記変位センサ１５ｂ，１５ｃはセンサの形状により、逆向きで前記ガイド１５ａに配置される。

図８に示すように、前記変位センサ１５ｂ，１５ｃの下を基準となるウェブ幅で変形のないウェブＷが走行した場合、前記変位センサ１５ｂのセンサ情報１５ｄと，前記変位センサ１５ｃのセンサ情報１５ｅは概ね一定の出力を維持することになる。

また、図９に示すように、前記変位センサ１５ｂ，１５ｃの下を第１印刷装置Ｐ１のプレヒータ１３ａ上で予熱され続けたことで幅方向に大きく縮んだ部分Ｙを含むウェブＷが走行した場合、前記変位センサ１５ｂのセンサ情報１５ｄと，前記変位センサ１５ｃのセンサ情報１５ｅは概ね同じ傾斜で変化する出力となる。

ここで、第２印刷装置Ｐ２の前記ウェブ幅検出機構１５の前記変位センサ１５ｂ，１５ｃからスキューセンサ１３ｄまでのパス長Ｌを通過するまでの時間をｔとした場合、ｔは下式により表される。
ｔ＝Ｌ×プロセス速度 …（１）式
本印刷システムは印刷を開始し、第１印刷装置Ｐ１から排出された大きく幅方向に縮んだウェブＷが、反転装置Ｔにて表裏が反転された上で第２印刷装置Ｐ２のウェブ幅検出機構１５へ送り込まれ、ｔ時間経過後にスキューセンサ１３ｄに到達する。

前記ウェブ幅検出機構１５の変位センサ１５ｂ，１５ｃのセンサの出力情報を解析する手段によりセンサ出力が同じ傾斜で変化する期間ｔ１を計測することで、前記ウェブＷの大きく縮んだ部分が前記スキューセンサ１３ｄを通過する時間ｔ２は下式により表される。
ｔ２＝ｔ＋ｔ１ …（２）式
第２印刷装置Ｐ２はウェブＷの大きく縮んだ部分が前記変位センサ１５ｂ，１５ｃからスキューセンサ１３ｄに到達する時間ｔからウェブＷの大きく縮んだ部分がスキューセンサ１３ｄを通過する時間ｔ２の期間、前記ウェブの蛇行状態を監視しないで印刷を実施する。

なお、第２印刷装置Ｐ２のウェブ搬送パス上でウェブの幅方向の縮みを検出することが出来ることから、第１印刷装置Ｐ１のプレヒータ１３ａで予熱され続けたウェブＷが、変位センサ１５ｂ，１５ｃのセンサの出力情報を解析する手段により、前記ウェブの幅方向の縮みが小さいと判断した場合、第２印刷装置Ｐ２は従来通りの蛇行補正制御を実施する。

また、変位センサ１５ｂ，１５ｃからスキューセンサ１３ｄに到達する時間ｔをカウントするカウンタと、ウェブＷの大きく縮んだ部分がスキューセンサ１３ｄを通過する時間ｔ２をカウントするカウンタを記憶する手段に保存しカウントすることで、間歇印刷動作においても前記ウェブの蛇行状態を監視しないで印刷することが可能となる。

本発明の実施例に係る印刷装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係る印刷システムの概略構成図である。 ウェブの縮みとプレヒータの関係を示す説明図である。 第２印刷装置のスキューセンサ下を縮んだウェブが通過開始した時を示す説明図である。 第２印刷装置のスキューセンサ下を縮んだウェブの後の縮んでいないウェブが通過した時を示す説明図である。 第２印刷装置のウェブ搬送パス上にウェブ幅検出機構を設置した説明図である。 ウェブ幅検出機構を構成する各部位の説明図である。 ウェブ幅検出機構の変位センサ下を幅方向に縮みのないウェブが通過した際のセンサ状態を示す説明図である。 ウェブ幅検出機構の変位センサ下を幅方向に縮んだウェブが通過した際のセンサ状態を示す説明図である。

符号の説明

１…ガイドローラ、２…ウェブバッファ機構、２ａ…ウェブを一時的に蓄える蓄積部、２ｂ，２ｃ…搬送ローラ、２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ…光学センサ、３…ガイド部材、４…異物除去機構、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ…シャフト、５…張力付与機構、５ａ…ドラム、５ｂ…ローラ、５ｃ…移動可能に支持されたドラム、５ｄ…回動可能に支持されたアーム、６…ガイドシャフト、７…ガイド板、８，９…搬送ローラ、１０…印写部、１０１…感光体ドラム、１０２…コロナ帯電器、１０３…光源、１０４…現像装置、１０５…転写器、１０６…清掃装置、１１…搬送ベルト、１１ａ…駆動ローラ、１１ｂ…従動ローラ、１２…バッファプレート、１３…定着装置、１３ａ…プレヒータ、１３ｂ…加熱ローラ、１３ｃ…加圧ローラ、１３ｄ…スキューセンサ、１３ｅ…サクション機構、１３ｆ…ステアリングコントロールモータ、１４…送出しローラ、１５…ウェブ幅検出機構、１５ａ…ガイド、１５ｂ，１５ｃ…変位センサ、１５ｄ，１５ｅ…変位センサ出力、Ｗ…ウェブ、Ｐ１…第１印刷装置、Ｐ２…第２印刷装置、Ｄ１…ウェブ蛇行補正方向、Ｄ２…ウェブ搬送方向。

Claims (1)

1. ウェブの第１の面に画像を形成する第１印刷装置と、その第１印刷装置の後段に設けられた前記ウェブの第２の面に画像を形成する第２印刷装置とを有し、前記第１印刷装置と前記第２印刷装置は、前記ウェブに画像を印刷させる為の予備加熱プレートと、前記ウェブの蛇行を検出するスキューセンサと、前記ウェブの蛇行を補正する手段を有し、前記第２印刷装置は、ウェブ搬送パス上にウェブの蛇行を抑える形状でウェブ幅方向に合わせて可変可能なガイドと、前記ガイドの左右両端上にウェブの側面のエッジを検出するための変位センサと、前記センサ情報よりウェブの幅方向が大きく縮んだことを解析する手段を有する両面印刷装置において、
   前記第１印刷装置の予備加熱プレート上で停止していた前記ウェブが、前記第２印刷装置のウェブ搬送パス上に設けられたウェブの幅方向の縮みを検出する手段の検出結果に基づいて、前記スキューセンサ上を前記ウェブが通過する期間に蛇行補正制御を実施しないことを特徴とする両面印刷装置におけるウェブ蛇行補正制御方式。

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