JP2017132191A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる印刷装置を提供する。【解決手段】印刷装置３は、搬送されるウェブＷに非接触で印刷する印刷部２２と、ウェブＷの搬送方向における印刷部２２の下流側に配置され、ウェブＷを巻き取り装置４へ搬送する搬送ローラ３６と、印刷部２２の上流側に配置され、搬送ローラ３６との間のウェブＷの張力を調整する張力付与ローラ２６およびパウダーブレーキ２７と、搬送ローラ３６と張力付与ローラ２６との間におけるウェブＷの張力を検出する第１張力検出部２８と、搬送ローラ３６の下流側におけるウェブＷの張力を検出する第２張力検出部３８と、第１張力検出部２８により検出される張力と第２張力検出部３８により検出される張力との差が一定となるようパウダーブレーキ２７を制御する張力制御部４７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブに印刷する印刷装置に関する。

長尺状のウェブを印刷媒体として連続的に搬送しつつ、インクジェットヘッドからインクを吐出してウェブに印刷する印刷装置が知られている。

このような印刷装置のウェブの搬送方向における上流側には、印刷装置へウェブを巻出す巻き出し装置が接続される。また、印刷装置の下流側には、印刷されたウェブを巻取る巻き取り装置や、印刷されたウェブを断裁するスリッタが接続される。印刷装置に接続されるこのような外部装置は、ウェブの張力を変動させることがある。

例えば、印刷装置との間のウェブの搬送速度差によるウェブのたるみ量に応じて上下動するダンサーローラを有し、ダンサーローラの位置に基づき、ウェブの搬送速度（巻き取り速度）を制御する巻き取り装置が知られている。このような巻き取り装置において、ウェブの搬送速度制御に応じてダンサーローラが上下動する際に、慣性力によりウェブの張力が急激に変動することがある。

このようなウェブの張力変動が生じると、印刷装置に設けられた、巻き取り装置へウェブを搬送する搬送ローラを駆動させる駆動モータにかかる負荷トルクが変動する。これにより、搬送ローラによるウェブの搬送速度も変動してしまう。

ウェブの搬送速度が急激に変動すると、インクの吐出タイミング制御がウェブの速度変動に追従できず、インクの着弾ずれが生じることがある。インクの着弾ずれは、印刷画質の低下を招く。

このような不都合に対し、特許文献１には、巻き取り装置へ連続紙（ウェブ）を搬送する駆動ローラの下流側に、駆動ローラ、この駆動ローラを駆動させる駆動モータ、および張力検出部を追加した印刷装置が開示されている。この印刷装置では、追加の張力検出部で検出される連続紙の張力に基づき、追加の駆動ローラの回転速度を制御する。これにより、巻き取り装置からの外乱（連続紙の張力変動）を受けても、連続紙の速度変動を抑えることができる。

特開２０１３−７１３２３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、駆動ローラ、駆動モータ、および張力検出部を追加することで、装置の大型化を招く。

外部装置によるウェブの張力変動に起因するウェブの速度変動を抑える他の方法として、外部装置へウェブを搬送する搬送ローラの駆動モータとして大容量のモータを用いるという方法がある。これにより、ウェブの張力変動に応じた駆動モータの負荷トルクの変動を抑え、ウェブの速度変動を抑えることが可能である。

しかしながら、外部装置によるウェブの張力変動の大きさを正確に想定して適切なモータを選定することは困難である。ウェブの張力変動の大きさによっては、駆動モータの負荷トルクの変動が抑えられず、ウェブの速度変動が生じるおそれがある。その結果、インクの着弾ずれによる印刷画質の低下が生じるおそれがある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る印刷装置の第１の特徴は、搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを外部装置へ搬送する搬送ローラと、前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、前記搬送ローラの下流側におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、前記第１張力検出部により検出される張力と前記第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう前記張力調整部を制御する制御部とを備えることにある。

本発明に係る印刷装置の第２の特徴は、搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、前記印刷部で印刷されたウェブを巻き取る巻き取り部と、ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを前記巻き取り部へ搬送する搬送ローラと、前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、前記搬送ローラと前記巻き取り部との間におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、前記第１張力検出部により検出される張力と前記第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう前記張力調整部を制御する制御部とを備えることにある。

本発明に係る印刷装置の第３の特徴は、前記制御部は、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力の変動量に許容範囲を設定し、前記第１張力検出部により検出される張力の変動量が前記許容範囲を超えないよう前記張力調整部を制御することにある。

本発明に係る印刷装置の第４の特徴は、前記制御部は、ウェブの幅、厚さ、材質の少なくともいずれか１つに応じて、前記許容範囲を設定することにある。

本発明に係る印刷装置の第５の特徴は、搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、 ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを外部装置へ搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラを駆動させる駆動源と、前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、前記駆動源に負荷トルクを付与する負荷トルク付与部と、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、前記搬送ローラの下流側におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、前記第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう前記張力調整部を制御するとともに、前記第２張力検出部により検出される張力に基づき、前記駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう前記負荷トルク付与部を制御する制御部とを備えることにある。

本発明に係る印刷装置の第６の特徴は、搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、前記印刷部で印刷されたウェブを巻き取る巻き取り部と、ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを前記巻き取り部へ搬送する搬送ローラと、前記駆動源に負荷トルクを付与する負荷トルク付与部と、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、前記搬送ローラと前記巻き取り部との間におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、前記第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう前記張力調整部を制御するとともに、前記第２張力検出部により検出される張力に基づき、前記駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう前記負荷トルク付与部を制御する制御部とを備えることにある。

本発明に係る印刷装置の第１の特徴によれば、制御部は、第１張力検出部により検出される張力と第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう張力調整部を制御する。これにより、外部装置の影響により搬送ローラの下流側におけるウェブの張力変動が生じても、搬送ローラの駆動源にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラによるウェブの搬送速度の変動が抑えられるので、印刷部による印刷画質の低下を抑えることができる。また、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。したがって、本発明に係る印刷装置の第１の特徴によれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

本発明に係る印刷装置の第２の特徴によれば、制御部は、第１張力検出部により検出される張力と第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう張力調整部を制御する。これにより、巻き取り部の影響により搬送ローラの下流側におけるウェブの張力変動が生じても、搬送ローラの駆動源にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラによるウェブの搬送速度の変動が抑えられるので、印刷部による印刷画質の低下を抑えることができる。また、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。したがって、本発明に係る印刷装置の第２の特徴によれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

本発明に係る印刷装置の第３の特徴によれば、制御部は、第１張力検出部により検出される張力の変動量が許容範囲を超えないよう張力調整部を制御する。これにより、張力の変動によるウェブの伸縮が抑制されるので、印刷画質の低下をより抑えることができる。

本発明に係る印刷装置の第４の特徴によれば、ウェブの幅、厚さ、材質の少なくともいずれか１つに応じて、搬送ローラと張力調整部との間におけるウェブの張力の変動量の許容範囲を設定するので、その許容範囲をウェブの種類に応じて適切に設定できる。

本発明に係る印刷装置の第５の特徴によれば、制御部は、第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう張力調整部を制御するとともに、第２張力検出部により検出される張力に基づき、駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう負荷トルク付与部を制御する。これにより、外部装置の影響により搬送ローラの下流側におけるウェブの張力変動が生じても、駆動源にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラによるウェブの搬送速度の変動が抑えられるので、印刷部による印刷画質の低下を抑えることができる。また、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部および負荷トルク付与部を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。したがって、本発明に係る印刷装置の第５の特徴によれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

本発明に係る印刷装置の第６の特徴によれば、制御部は、第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう張力調整部を制御するとともに、第２張力検出部により検出される張力に基づき、駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう負荷トルク付与部を制御する。これにより、巻き取り部の影響により搬送ローラの下流側におけるウェブの張力変動が生じても、駆動源にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラによるウェブの搬送速度の変動が抑えられるので、印刷部による印刷画質の低下を抑えることができる。また、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部および負荷トルク付与部を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。したがって、本発明に係る印刷装置の第６の特徴によれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

第１実施形態に係る印刷システムの概略構成図である。 図１に示す印刷システムにおける印刷装置の張力制御部のブロック図である。 巻き取り装置におけるダンサーローラの位置変動の一例を示す図である。 巻き取り装置におけるダンサーローラの加速度変動の一例を示す図である。 印刷装置の搬送ローラと巻き取り装置のバッファ部との間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。 （ａ）は、印刷装置の搬送ローラと巻き取り装置のバッファ部との間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｂ）は、第１実施形態における印刷装置の搬送ローラと張力付与ローラとの間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｃ）は、（ａ）に示す張力と（ｂ）に示す張力との差を示す図である。 （ａ）は、印刷装置の搬送ローラと巻き取り装置のバッファ部との間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｂ）は、比較例における印刷装置の搬送ローラと張力付与ローラとの間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｃ）は、（ａ）に示す張力と（ｂ）に示す張力との差を示す図である。 ウェブのヤング率および寸法の一例を示す図である。 図８のウェブにおける張力変動量の許容範囲を示す図である。 （ａ）は、印刷装置の搬送ローラと巻き取り装置のバッファ部との間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｂ）は、第２実施形態における印刷装置の搬送ローラと張力付与ローラとの間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｃ）は、（ａ）に示す張力と（ｂ）に示す張力との差を示す図である。 第３実施形態に係る印刷システムの概略構成図である。 図１１に示す印刷システムにおける印刷装置の張力制御部のブロック図である。 （ａ）は、第３実施形態における印刷装置の搬送ローラと張力付与ローラとの間におけるウェブの張力の推移を示す図である。（ｂ）は、印刷装置の搬送ローラと巻き取り装置のバッファ部との間におけるウェブの張力の推移の一例を示す図である。（ｃ）は、第３実施形態においてパウダーブレーキにより搬送モータへ付与される負荷トルクの推移の一例を示す図である。 第３実施形態における搬送モータにかかる負荷トルクの推移を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る印刷装置を含む印刷システムの概略構成図である。図２は、図１に示す印刷システムにおける印刷装置の張力制御部のブロック図である。以下の説明において、図１の紙面に直交する方向を前後方向とする。また、図１における紙面の上下左右を上下左右方向とする。

図１に示すように、第１実施形態に係る印刷システム１は、巻き出し装置２と、印刷装置３と、巻き取り装置４とを備える。なお、巻き取り装置４は、請求項の外部装置に相当する。

巻き出し装置２は、フィルム、紙等からなる長尺状の印刷媒体であるウェブＷを印刷装置３へ巻き出す。巻き出し装置２は、巻き出し部１１と、巻き出し制御部１２とを備える。

巻き出し部１１は、ウェブロール１６を支持するウェブロール支持軸１７を図１における時計回りに回転させるとともに、一対のアウトフィードローラ１８によりウェブＷをニップしつつ右方向へ搬送することで、ウェブＷを印刷装置３へ巻き出す。ウェブロール１６は、ウェブＷがロールされたものである。

巻き出し制御部１２は、巻き出し部１１を制御する。

印刷装置３は、ウェブＷを搬送しつつ、ウェブＷに画像を印刷する。印刷装置３は、巻き出し装置２に対してウェブＷの搬送方向における下流側（右側）に隣接して配置されている。印刷装置３は、搬送部２１と、印刷部２２と、印刷制御部２３とを備える。

搬送部２１は、巻き出し装置２から巻き出されたウェブＷを搬送する。搬送部２１は、一対の張力付与ローラ２６と、パウダーブレーキ２７と、第１張力検出部２８と、上流側ガイドローラ２９〜３１と、エンコーダ３２と、９本のヘッド下支持部材３３と、下流側ガイドローラ３４，３５と、一対の搬送ローラ３６と、搬送モータ３７と、第２張力検出部３８とを備える。なお、張力付与ローラ２６およびパウダーブレーキ２７が、請求項の張力調整部に相当する。

一対の張力付与ローラ２６は、搬送ローラ３６との間のウェブＷに張力を付与するとともに張力を調整するためのものである。一対の張力付与ローラ２６は、印刷部２２の上流側に配置されている。一対の張力付与ローラ２６は、ウェブＷをニップしつつ、一対の搬送ローラ３６により搬送されるウェブＷに従動回転する。一方の張力付与ローラ２６にパウダーブレーキ２７によりブレーキがかけられることで、搬送ローラ３６と張力付与ローラ２６との間のウェブＷに張力が付与される。

パウダーブレーキ２７は、一方の張力付与ローラ２６にブレーキをかける。パウダーブレーキ２７のブレーキ力に応じてウェブＷの張力が調整される。

第１張力検出部２８は、搬送ローラ３６と張力付与ローラ２６との間におけるウェブＷの張力Ｔ１を検出する。第１張力検出部２８は、張力付与ローラ２６の下流側近傍に配置されている。

上流側ガイドローラ２９〜３１は、張力付与ローラ２６とヘッド下支持部材３３との間でウェブＷをガイドする。

エンコーダ３２は、上流側ガイドローラ３０の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。エンコーダ３２の出力パルス信号は、後述する印刷部２２のインクジェットヘッド４２によるインク吐出タイミングの制御に用いられる。

ヘッド下支持部材３３は、インクジェットヘッド４２の下方においてウェブＷを支持する。９本のヘッド下支持部材３３は、上に凸のアーチを描くように配置されている。これにより、隣接するヘッド下支持部材３３間でウェブＷが張った状態となり、ウェブＷが安定した姿勢に保たれる。

下流側ガイドローラ３４，３５は、ヘッド下支持部材３３と搬送ローラ３６との間でウェブＷをガイドする。

一対の搬送ローラ３６は、ウェブＷをニップしつつ、巻き取り装置４へウェブＷを搬送する。一対の搬送ローラ３６は、印刷部２２の下流側であって、ガイドローラ３５の下流側に配置されている。

搬送モータ３７は、搬送ローラ３６を回転駆動させる。

第２張力検出部３８は、搬送ローラ３６の下流側におけるウェブＷの張力Ｔ２を検出する。換言すれば、第２張力検出部３８は、搬送ローラ３６と巻き取り装置４との間におけるウェブＷの張力Ｔ２を検出する。第２張力検出部３８は、搬送ローラ３６の下流側近傍に配置されている。

印刷部２２は、搬送部２１により搬送されるウェブＷに非接触で画像を印刷する。印刷部２２は、４つのヘッドユニット４１を備える。

４つのヘッドユニット４１は、それぞれ異なる色（例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のインクを吐出する。４つのヘッドユニット４１は、それぞれ複数のインクジェットヘッド４２を有する。各ヘッドユニット４１において、それぞれ前後方向に沿って配置された複数のインクジェットヘッド４２からなる２列のヘッド列が形成されている。

インクジェットヘッド４２は、複数のノズル（図示せず）を有し、ノズルからインクを吐出する。インクジェットヘッド４２は、ウェブＷの上方にウェブＷから離間して配置されている。

印刷制御部２３は、印刷装置３全体の動作を制御する。印刷制御部２３は、搬送制御部４６と、張力制御部４７と、吐出制御部４８とを備える。

搬送制御部４６は、搬送モータ３７を制御して搬送ローラ３６を回転駆動させ、ウェブＷを搬送させる。

張力制御部４７は、パウダーブレーキ２７を制御してウェブＷの張力を調整する。具体的には、張力制御部４７は、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１と第２張力検出部３８により検出される張力Ｔ２との差である張力差Ｔｄが一定となるようパウダーブレーキ２７を制御する。図２に示すように、張力制御部４７は、減算器５１，５２と、制御器５３とを備える。

減算器５１は、第１張力検出部２８により検出された張力Ｔ１から第２張力検出部３８により検出された張力Ｔ２を減算して、張力差Ｔｄを算出する。

減算器５２は、張力差Ｔｄの目標値である張力差指令値Ｔｄｉｎから、減算器５１で算出された張力差Ｔｄを減算して、張力差誤差ΔＴｄを算出する。張力差指令値Ｔｄｉｎは、搬送制御部４６から減算器５２に入力される。

制御器５３は、減算器５２で算出された張力差誤差ΔＴｄが０となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を制御する。

吐出制御部４８は、インクジェットヘッド４２によるインクの吐出を制御する。吐出制御部４８は、印刷対象の画像データおよびエンコーダ３２の出力パルス信号に基づき、各インクジェットヘッド４２の各ノズルにおけるインクの吐出タイミングを制御して画像を印刷させる。

巻き取り装置４は、印刷装置３で印刷されたウェブＷを巻き取る。巻き取り装置４は、印刷装置３の下流側に隣接して配置されている。巻き取り装置４は、バッファ部５６と、巻き取り部５７と、巻き取り制御部５８とを備える。

バッファ部５６は、印刷装置３と巻き取り部５７との間におけるウェブＷのたるみを吸収する。バッファ部５６は、支持ローラ６１，６２と、ダンサーローラ６３と、上限センサ６４と、下限センサ６５とを備える。

支持ローラ６１，６２は、ウェブＷを支持する。支持ローラ６１，６２は、互いに左右方向に離間して、同じ高さに配置されている。

ダンサーローラ６３は、それぞれ支持ローラ６１，６２間において、自重によりウェブＷを押し下げ、ウェブＷのたるみを吸収する。ダンサーローラ６３は、ウェブＷのたるみ量に応じて上下動する。

上限センサ６４は、設定された上限位置におけるウェブＷの有無を検出する。上限センサ６４は、上限位置にウェブＷがあるときにオンとなり、上限位置にウェブＷがないときはオフとなる。換言すると、上限センサ６４は、ダンサーローラ６３により押し下げられたウェブＷの下端が上限位置から下方にあるときにオンとなり、ウェブＷの下端が上限位置より上方にあるときにオフとなる。

下限センサ６５は、上限位置より下方に設定された下限位置におけるウェブＷの有無を検出する。下限センサ６５は、下限位置にウェブＷがあるときにオンとなり、下限位置にウェブＷがないときはオフとなる。換言すると、下限センサ６５は、ダンサーローラ６３により押し下げられたウェブＷの下端が下限位置から下方にあるときにオンとなり、ウェブＷの下端が下限位置より上方にあるときにオフとなる。

巻き取り部５７は、一対のインフィードローラ６６によりウェブＷをニップしつつ右方向へ搬送するとともに、巻き取り軸６７を図１における時計回りに回転させることで、巻き取り軸６７にウェブＷを巻き取って保持する。

巻き取り制御部５８は、巻き取り部５７を制御する。

次に、印刷システム１の動作について説明する。

印刷システム１で印刷を行う際、まず、巻き出し制御部１２、印刷制御部２３、および巻き取り制御部５８は、ウェブＷの搬送を開始させる。

具体的には、巻き出し制御部１２は、ウェブロール支持軸１７およびアウトフィードローラ１８の回転駆動を開始させる。印刷制御部２３の搬送制御部４６は、搬送モータ３７を起動させて搬送ローラ３６の回転駆動を開始させる。それとともに、印刷制御部２３の張力制御部４７の制御器５３は、パウダーブレーキ２７を起動させる。制御器５３は、搬送ローラ３６と張力付与ローラ２６との間のウェブＷの張力Ｔ１が目標値となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を設定する。巻き取り制御部５８は、インフィードローラ６６および巻き取り軸６７の回転駆動を開始させる。

これにより、巻き出し装置２から巻き取り装置４へ向かってウェブＷが搬送される。印刷装置３では、張力付与ローラ２６にパウダーブレーキ２７によりブレーキがかけられることで、ウェブＷに張力が付与されつつ、搬送ローラ３６によりウェブＷが搬送される。

ウェブＷの搬送開始後、印刷制御部２３の吐出制御部４８は、印刷対象の画像データおよびエンコーダ３２の出力パルス信号に基づき、各インクジェットヘッド４２の各ノズルにおけるインクの吐出タイミングを制御して画像を印刷させる。

ここで、ウェブＷの搬送中において、巻き取り制御部５８は、上限センサ６４および下限センサ６５によるウェブＷの検出状態に基づき、インフィードローラ６６の搬送速度制御を行う。このインフィードローラ６６の搬送速度制御について説明する。

ウェブＷの搬送中において、印刷装置３の搬送ローラ３６と巻き取り装置４のインフィードローラ６６との間の搬送速度差に応じて、バッファ部５６におけるウェブＷのたるみ量が変動すると、それに応じてダンサーローラ６３が上下動する。

巻き取り装置４のバッファ部５６においてダンサーローラ６３に押し下げられたウェブＷの下端が上限位置と下限位置との間にある状態では、上限センサ６４がオン、下限センサ６５がオフになっている。

搬送ローラ３６による搬送速度よりインフィードローラ６６による搬送速度が速いことによりウェブＷのたるみ量が減少すると、ダンサーローラ６３が上昇する。ダンサーローラ６３の上昇により、上限センサ６４がオフになると、巻き取り制御部５８は、インフィードローラ６６による搬送速度を減速させる。これにより搬送ローラ３６による搬送速度よりインフィードローラ６６による搬送速度が遅くなると、ウェブＷのたるみ量が増加してダンサーローラ６３が下降する。

一方、搬送ローラ３６による搬送速度よりインフィードローラ６６による搬送速度が遅いことによりウェブＷのたるみ量が増加すると、ダンサーローラ６３が下降する。ダンサーローラ６３の下降により、下限センサ６５がオンになると、巻き取り制御部５８は、インフィードローラ６６による搬送速度を加速させる。これにより、搬送ローラ３６による搬送速度よりインフィードローラ６６による搬送速度が速くなると、ウェブＷのたるみ量が減少してダンサーローラ６３が上昇する。

このように、巻き取り制御部５８が、上限センサ６４および下限センサ６５によるウェブＷの検出状態に応じてインフィードローラ６６の搬送速度を制御することで、印刷装置３の搬送ローラ３６との搬送速度差を抑えることができる。これにより、ウェブＷのたるみ量が過大になったり、ウェブＷに過大な張力が作用してウェブＷが損傷したりすることが防止できる。

このインフィードローラ６６の搬送速度制御により、例えば図３に示すように、ダンサーローラ６３が上下動する。この際、ダンサーローラ６３の加速度は、例えば図４に示すように変動する。

そして、このようなダンサーローラ６３の加減速により、印刷装置３の搬送ローラ３６と巻き取り装置４のバッファ部５６との間におけるウェブＷの張力Ｔ２が、例えば図５に示すように変動する。

このような印刷装置３の搬送ローラ３６の下流側におけるウェブＷの張力Ｔ２の変動は、搬送モータ３７にかかる負荷トルクを変動させる要因となる。これに対し、印刷装置３では、張力Ｔ２の変動による搬送モータ３７にかかる負荷トルクの変動を抑えるようパウダーブレーキ２７を制御する。

このパウダーブレーキ２７の制御について説明する。

印刷制御部２３の張力制御部４７は、所定時間ごとのサンプリングタイミングにおいて、第１張力検出部２８、第２張力検出部３８からそれぞれ張力Ｔ１、張力Ｔ２の検出値を取得する。

各サンプリングタイミングにおいて、張力制御部４７の減算器５１は、張力Ｔ１から張力Ｔ２を減算して、張力差Ｔｄを算出する。減算器５２は、張力差指令値Ｔｄｉｎから、減算器５１で算出された張力差Ｔｄを減算して、張力差誤差ΔＴｄを算出する。制御器５３は、減算器５２で算出された張力差誤差ΔＴｄが０となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を制御する。

このようなパウダーブレーキ２７の制御により、張力差Ｔｄが一定となるように張力Ｔ１が調整される。

例えば、図６（ａ）のように張力Ｔ２が変動する場合、図６（ｂ）のように張力Ｔ１が変動するようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力が制御される。これにより、図６（ｃ）に示すように、張力差Ｔｄが一定となる。

ここで、本実施形態とは異なり、図６（ａ）と同様の図７（ａ）のような張力Ｔ２の変動に対し、図７（ｂ）のように張力Ｔ１が一定となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を制御した場合、図７（ｃ）のように張力差Ｔｄが変動する。

この場合、印刷装置３内における張力Ｔ１は安定するが、張力差Ｔｄの変動により、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが変動する。これにより、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度も変動する。

このようなウェブＷの速度変動が生じると、エンコーダ３２が取り付けられた上流側ガイドローラ３０がウェブＷの速度変動に追従できず、エンコーダ３２の出力パルス信号に基づくインク吐出タイミングにずれが生じ、インクの着弾ずれが生じるおそれがある。

これに対し、本実施形態の印刷装置３では、上述のように張力差Ｔｄが一定となるので、搬送モータ３７にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度が安定する。これにより、インクの着弾ずれが抑えられる。

画像の印刷が終了すると、巻き出し制御部１２、印刷制御部２３、および巻き取り制御部５８は、ウェブＷの搬送を終了させる。具体的には、巻き出し制御部１２は、ウェブロール支持軸１７およびアウトフィードローラ１８の回転駆動を停止させる。印刷制御部２３の搬送制御部４６は、搬送モータ３７を停止させて搬送ローラ３６の回転駆動を停止させる。また、印刷制御部２３の張力制御部４７の制御器５３は、パウダーブレーキ２７を停止させる。巻き取り制御部５８は、インフィードローラ６６および巻き取り軸６７の回転駆動を停止させる。これにより、一連の動作が終了となる。

以上説明したように、印刷装置３では、張力制御部４７が、張力差Ｔｄが一定となるようにパウダーブレーキ２７を制御する。これにより、巻き取り装置４の影響による張力Ｔ２の変動が生じても、搬送モータ３７にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度の変動が抑えられるので、インクの着弾ずれが抑えられる。この結果、印刷画質の低下を抑えることができる。

また、印刷装置３は、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部３８を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。

したがって、第１実施形態の印刷装置３によれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、上述した第１実施形態の印刷装置３におけるパウダーブレーキ２７の制御を変更した第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、張力制御部４７は、搬送ローラ３６と張力付与ローラ２６との間におけるウェブＷの張力Ｔ１の変動量に許容範囲を設定する。そして、張力制御部４７は、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１の変動量が許容範囲を超えないようパウダーブレーキ２７を制御する。

張力Ｔ１の変動量の許容範囲は、張力Ｔ１の変動時のウェブＷの伸縮によるインクの着弾ずれ量が許容範囲内に収まるように設定される。

ここで、ウェブＷの張力変動量をδＴ、ウェブＷの幅をｗ、ウェブＷの厚さをｔとすると、ウェブＷの応力変動量δσが、下記の式（１）で表される。

δσ＝δＴ／（ｗ×ｔ） …（１）
また、ウェブＷの応力変動量δσおよびウェブＷのヤング率Ｅから、ウェブＷの歪み変動量δεが、下記の式（２）により算出される。ヤング率Ｅは、ウェブＷの材質によって決まるものである。

δε＝δσ／Ｅ …（２）
そして、歪み変動量δεおよびウェブＷの長さＬから、ウェブＷの伸び量δＬが、下記の式（３）により算出される。

δＬ＝Ｌ×δε …（３）
式（１）〜式（３）から、下記の式（４）、式（５）が得られる。

δＬ＝Ｌ×δＴ／（ｗ×ｔ×Ｅ） …（４）
δＴ＝（δＬ／Ｌ）×ｗ×ｔ×Ｅ …（５）
インクの着弾ずれ量を許容範囲内に収めるためには、ウェブＷの伸び量δＬを許容範囲内に収める必要がある。そのためには、式（４）から、ウェブＷの張力変動量δＴを許容範囲内に収める必要がある。換言すれば、インクの着弾ずれ量を許容範囲内に収めるためのウェブＷの伸び量δＬの許容範囲を設定すれば、式（５）から、それに応じたウェブＷの張力変動量δＴの許容範囲を設定できる。

印刷装置３では、最上流のヘッドユニット４１の上流側のヘッド列と最下流のヘッドユニット４１の下流側のヘッド列との間でのウェブＷの伸び量δＬが許容範囲内となるように、張力変動量δＴの許容範囲（張力Ｔ１の変動量の許容範囲）を設定する。この場合、式（３）〜式（５）におけるウェブＷの長さＬには、最上流のヘッドユニット４１の上流側のヘッド列と最下流のヘッドユニット４１の下流側のヘッド列との間の搬送経路上のウェブＷの長さが該当する。

具体例として、印刷装置３において、フィルムからなるウェブＷおよび紙からなるウェブＷが用いられるとする。そして、このフィルムからなるウェブＷおよび紙からなるウェブＷは、それぞれ図８に示すようなヤング率Ｅ、幅ｗ、厚さｔを有するとする。ウェブＷの長さＬは、上述のように、最上流のヘッドユニット４１の上流側のヘッド列と最下流のヘッドユニット４１の下流側のヘッド列との間の搬送経路上のウェブＷの長さとする。

また、印刷装置３におけるインクの着弾ずれ量の許容範囲は、±１．０×１０^−５［ｍ］であるとする。ウェブＷの伸び量δＬの許容範囲も±１．０×１０^−５［ｍ］となる。

この例の場合、式（５）から、張力変動量δＴの許容範囲（張力Ｔ１の変動量の許容範囲）は、図９のように算出される。

このように、張力Ｔ１の変動量の許容範囲は、ウェブＷの幅、厚さ、および材質（ヤング率）に応じて設定される。

第２実施形態においても、印刷を行う際、第１実施形態と同様に、張力制御部４７は、ウェブＷの搬送中において、張力差Ｔｄが一定となるようにパウダーブレーキ２７を制御する。ただし、張力制御部４７は、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１の変動量が許容範囲を超えないようパウダーブレーキ２７を制御する。

具体的には、張力制御部４７の制御器５３は、張力差Ｔｄを一定にしようとすると張力Ｔ１が変動量の許容範囲の上限を超えてしまう場合は、張力Ｔ１を変動量の許容範囲の上限に留めるようパウダーブレーキ２７を制御する。また、張力制御部４７の制御器５３は、張力差Ｔｄを一定にしようとすると張力Ｔ１が変動量の許容範囲の下限より下がってしまう場合は、張力Ｔ１を変動量の許容範囲の下限に留めるようパウダーブレーキ２７を制御する。

例えば、図６（ａ）と同様の図１０（ａ）のように張力Ｔ２が変動する場合において、図１０（ｂ）のように張力Ｔ１が変動するようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力が制御される。

なお、この場合、張力差Ｔｄは、図１０（ｃ）のように変動するが、上述した第１実施形態において図７に示した比較例よりも、張力差Ｔｄの変動は低減する。このため、図７の比較例よりも、搬送モータ３７にかかる負荷トルクの変動が低減し、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度の変動が低減する。このため、ウェブＷの搬送速度の変動によるインクの着弾ずれが抑えられる。

以上説明したように、第２実施形態では、張力制御部４７は、張力Ｔ１の変動量に許容範囲を設定する。そして、張力制御部４７は、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１の変動量が許容範囲を超えないようパウダーブレーキ２７を制御する。これにより、張力Ｔ１の変動によるウェブＷの伸縮が抑制されるので、ウェブＷの伸縮によるインクの着弾ずれを軽減できる。この結果、印刷画質の低下をより抑えることができる。

また、張力制御部４７は、ウェブＷの幅、厚さ、および材質に応じて、張力Ｔ１の変動量の許容範囲を設定するので、張力Ｔ１の変動量の許容範囲を、ウェブＷの種類に応じて適切に設定できる。

（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態に係る印刷装置を含む印刷システムの概略構成図である。図１２は、図１１に示す印刷システムにおける印刷装置の張力制御部のブロック図である。

図１１に示すように、第３実施形態に係る印刷システム１Ａは、上述した第１実施形態の印刷システム１の印刷装置３を、印刷装置３Ａに置き換えた構成である。

印刷装置３Ａは、上述した第１実施形態の印刷装置３の搬送部２１を搬送部２１Ａに置き換え、印刷制御部２３を印刷制御部２３Ａに置き換えた構成である。

搬送部２１Ａは、上述した第１実施形態における搬送部２１に対し、パウダーブレーキ７１（請求項の負荷トルク付与部に相当）を追加した構成である。

パウダーブレーキ７１は、搬送モータ３７（請求項の駆動源に相当）に負荷トルクを付与する。パウダーブレーキ７１は、搬送ローラ３６の回転軸と同軸上に配置されている。パウダーブレーキ７１は、一方の搬送ローラ３６の回転軸の前側および後側のうちの一方に設置されている搬送モータ３７とは反対側である、当該搬送ローラ３６の回転軸の前側および後側のうちの他方に設置されている。これにより、パウダーブレーキ７１のブレーキ力に応じた負荷トルクが搬送モータ３７に付与される。

張力制御部４７Ａは、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１が一定となるようパウダーブレーキ２７を制御する。また、張力制御部４７Ａは、第２張力検出部３８により検出される張力Ｔ２に基づき、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが一定となるようパウダーブレーキ７１を制御する。図１２に示すように、張力制御部４７Ａは、減算器８１と、第１制御器８２と、負荷トルク換算器８３と、加算器８４と、第２制御器８５とを備える。

減算器８１は、張力Ｔ１の目標値である張力指令値Ｔｉｎから、第１張力検出部２８により検出された張力Ｔ１を減算して、張力誤差ΔＴを算出する。張力指令値Ｔｉｎは、搬送制御部４６から減算器８１に入力される。

第１制御器８２は、減算器８１で算出された張力誤差ΔＴが０となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を制御する。

負荷トルク換算器８３は、第２張力検出部３８により検出された張力Ｔ２を、搬送モータ３７に付与する負荷トルクＴｒへ換算する。張力Ｔ２から負荷トルクＴｒへの換算は、下記の式（６）により行われる。

Ｔｒ＝Ｔ２×ｒ／ａ …（６）
ここで、ｒは、搬送ローラ３６の半径である。ａは、パウダーブレーキ７１と搬送ローラ３６との間の減速比である。

加算器８４は、搬送モータ３７にかかる負荷トルクの目標値である負荷トルク指令値Ｔｒｉｎに、負荷トルク換算器８３で張力Ｔ２から換算された負荷トルクＴｒを加算する。

第２制御器８５は、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが、加算器８４によって算出されたＴｒｉｎ＋Ｔｒとなるようパウダーブレーキ７１のブレーキ力を制御する。

次に、印刷システム１ＡにおけるウェブＷの搬送中におけるパウダーブレーキ２７，７１の制御について説明する。

巻き出し装置２のウェブロール支持軸１７およびアウトフィードローラ１８の回転駆動、印刷装置３の搬送ローラ３６の回転駆動、巻き取り装置４のインフィードローラ６６および巻き取り軸６７の回転駆動が開始されることにより、ウェブＷの搬送が開始される。

ウェブＷの搬送開始後、印刷制御部２３Ａの張力制御部４７Ａは、所定時間ごとのサンプリングタイミングにおいて、第１張力検出部２８、第２張力検出部３８からそれぞれ張力Ｔ１、張力Ｔ２の検出値を取得する。

各サンプリングタイミングにおいて、張力制御部４７Ａの減算器８１は、張力指令値Ｔｉｎから張力Ｔ１を減算して、張力誤差ΔＴを算出する。第１制御器８２は、減算器８１で算出された張力誤差ΔＴが０となるようにパウダーブレーキ２７のブレーキ力を制御する。

このようなパウダーブレーキ２７の制御により、図１３（ａ）に示すように、張力Ｔ１が一定に維持される。張力Ｔ１が一定に維持されるので、張力Ｔ１は搬送モータ３７にかかる負荷トルクを変動させない。

また、負荷トルク換算器８３は、張力Ｔ２を負荷トルクＴｒへ換算する。加算器８４は、負荷トルク指令値Ｔｒｉｎに、負荷トルク換算器８３で算出された負荷トルクＴｒを加算する。第２制御器８５は、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが、加算器８４によって算出されたＴｒｉｎ＋Ｔｒとなるようパウダーブレーキ７１のブレーキ力を制御する。

このようなパウダーブレーキ７１の制御により、例えば図１３（ｂ）のように張力Ｔ２が変動する場合、図１３（ｃ）のような負荷トルクがパウダーブレーキ７１により搬送モータ３７に付与される。すなわち、搬送モータ３７に張力Ｔ２と同位相で変動する負荷トルクが付与される。

これにより、張力Ｔ２が増大してウェブＷが下流側へ引っ張られる力が大きくなることで、張力Ｔ２による搬送モータ３７の負荷が軽くなる場合、パウダーブレーキ７１により搬送モータ３７に付与される負荷が増大する。また、張力Ｔ２が減少してウェブＷが下流側へ引っ張られる力が小さくなることで、張力Ｔ２による搬送モータ３７の負荷が重くなる場合、パウダーブレーキ７１により搬送モータ３７に付与される負荷が減少する。

このようにして、図１４に示すように、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが一定になるように制御される。搬送モータ３７にかかる負荷トルクが一定になると、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度が一定となる。

以上説明したように、第３実施形態では、張力制御部４７Ａは、第１張力検出部２８により検出される張力Ｔ１が一定となるようパウダーブレーキ２７を制御する。また、張力制御部４７Ａは、第２張力検出部３８により検出される張力Ｔ２に基づき、搬送モータ３７にかかる負荷トルクが一定となるようパウダーブレーキ７１を制御する。これにより、巻き取り装置４の影響による張力Ｔ２の変動が生じても、搬送モータ３７にかかる負荷トルクの変動が抑えられる。このため、搬送ローラ３６によるウェブＷの搬送速度の変動が抑えられるので、インクの着弾ずれが抑えられる。この結果、印刷画質の低下を抑えることができる。

また、印刷装置３Ａは、既存の印刷装置の構造に対して第２張力検出部３８およびパウダーブレーキ７１を追加するだけで実現できるため、装置の大型化が抑えられる。

したがって、第３実施形態の印刷装置３Ａによれば、装置の大型化を抑えつつ、印刷画質の低下を抑えることができる。

（その他の実施形態）
上述のように、本発明は第１〜第３実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

上述した第１〜第３実施形態では、印刷装置３の印刷部２２は、インクジェット方式であるが、印刷方式はこれに限らない。印刷部は、搬送されるウェブに非接触で印刷するものであればよい。例えば、印刷部は、電子写真、レーザ光による印刷を行うものでもよい。

上述した第１〜第３実施形態では、張力Ｔ２を変動させる外部装置が巻き取り装置４である構成を示したが、外部装置はこれに限らない。例えば、外部装置として、ウェブＷを断裁するスリッタ（断裁装置）が印刷装置３に接続されている構成でもよい。

上述した第１〜第３実施形態では、印刷装置２の外部に巻き取り装置４が接続された構成を示したが、印刷装置２が、巻き取り装置４と同等の構成を有する巻き取り部を備えた構成でもよい。

上述した第２実施形態では、張力Ｔ１の変動量の許容範囲の設定に、ウェブＷの幅、厚さ、および材質の３つの要素を用いたが、これらのうちのいずれか１つまたは２つを省略してもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１，１Ａ 印刷システム
２ 巻き出し装置
３，３Ａ 印刷装置
４ 巻き取り装置
２１，２１Ａ 搬送部
２２ 印刷部
２３，２３Ａ 印刷制御部
２６ 張力付与ローラ
２７，７１ パウダーブレーキ
２８ 第１張力検出部
２９〜３１ 上流側ガイドローラ
３２ エンコーダ
３３ ヘッド下支持部材
３４，３５ 下流側ガイドローラ
３６ 搬送ローラ
３７ 搬送モータ
３８ 第２張力検出部
４６ 搬送制御部
４７，４７Ａ 張力制御部
４８ 吐出制御部
５１，５２，８１ 減算器
５３ 制御器
８２ 第１制御器
８３ 負荷トルク換算器
８４ 加算器
８５ 第２制御器

Claims (6)

1. 搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、
   ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを外部装置へ搬送する搬送ローラと、
   前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、
   前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、
   前記搬送ローラの下流側におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、
   前記第１張力検出部により検出される張力と前記第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう前記張力調整部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。
2. 搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、
   前記印刷部で印刷されたウェブを巻き取る巻き取り部と、
   ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを前記巻き取り部へ搬送する搬送ローラと、
   前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、
   前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、
   前記搬送ローラと前記巻き取り部との間におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、
   前記第１張力検出部により検出される張力と前記第２張力検出部により検出される張力との差が一定となるよう前記張力調整部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。
3. 前記制御部は、前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力の変動量に許容範囲を設定し、前記第１張力検出部により検出される張力の変動量が前記許容範囲を超えないよう前記張力調整部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記制御部は、ウェブの幅、厚さ、材質の少なくともいずれか１つに応じて、前記許容範囲を設定することを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
5. 搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、
   ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを外部装置へ搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラを駆動させる駆動源と、
   前記印刷部の上流側に配置され、前記搬送ローラとの間のウェブの張力を調整する張力調整部と、
   前記駆動源に負荷トルクを付与する負荷トルク付与部と、
   前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、
   前記搬送ローラの下流側におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、
   前記第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう前記張力調整部を制御するとともに、前記第２張力検出部により検出される張力に基づき、前記駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう前記負荷トルク付与部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。
6. 搬送されるウェブに非接触で印刷する印刷部と、
   前記印刷部で印刷されたウェブを巻き取る巻き取り部と、
   ウェブの搬送方向における前記印刷部の下流側に配置され、ウェブを前記巻き取り部へ搬送する搬送ローラと、
   前記駆動源に負荷トルクを付与する負荷トルク付与部と、
   前記搬送ローラと前記張力調整部との間におけるウェブの張力を検出する第１張力検出部と、
   前記搬送ローラと前記巻き取り部との間におけるウェブの張力を検出する第２張力検出部と、
   前記第１張力検出部により検出される張力が一定となるよう前記張力調整部を制御するとともに、前記第２張力検出部により検出される張力に基づき、前記駆動源にかかる負荷トルクが一定となるよう前記負荷トルク付与部を制御する制御部と
   を備えることを特徴とする印刷装置。