JP2020146886A - 搬送制御装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】非接触状態で記録媒体を搬送する搬送パスを、より少ない構成で実現する搬送制御装置を提供する。【解決手段】液体吐出部によって液体が吐出されたシート状の記録媒体の搬送を制御する搬送制御装置であって、記録媒体の搬送速度を制御する搬送駆動ローラーと、記録媒体の搬送パスを構成する搬送ローラーであって、外周面が搬送中の記録媒体と非接触状態になる非接触ローラーを含む非接触搬送部と、搬送駆動ローラーと、非接触搬送部の動作を制御する制御部と、を有し、制御部は、非接触ローラーの外周面の速度が記録媒体の搬送速度よりも速い規定速度になるように、搬送駆動ローラーの動作と非接触ローラーの動作の少なくとも一方を制御する、搬送制御装置による。【選択図】図4

Description

本発明は、搬送制御装置及び画像形成装置に関する。
長尺のシート状素材からなる記録媒体(以下、「ウェブ」と表記する)に液体インクなどの画像形成材を付着させて、画像を形成する画像形成装置が知られている。当該画像形成装置には、ウェブを画像形成部に搬送するための搬送装置が搭載され、この搬送装置の動作を制御する搬送制御装置も搭載される。
また、ウェブに付着した液体インクを乾燥させる乾燥装置を備える画像形成装置も知られている。なお、乾燥装置は画像形成装置とは別装置(別の筐体)で構成されることもある。
ウェブと、液体インクを記録媒体であるウェブに吐出する画像形成部と、の位置関係(特に、液体の吐出部と画像形成面の距離)は、質の高い画像を形成する上で重要な要素となる。そこで、この位置関係が適正な状態で維持されるように、搬送中のウェブを支持するための適正な張力を与える必要がある。仮に、適正な張力が付与されていないと、画像の質に影響を与えるだけでなく、搬送中のウェブが搬送経路の途中で詰まる状態(ジャム)になることもある。
画像の質を向上させ、ジャムの発生も抑制するように、複数の搬送ローラー対によってウェブの搬送経路を構成し、下流側の搬送ローラー対におけるウェブの搬送速度を、上流側の搬送ローラー対における搬送速度に対して速くするよう制御する技術が知られている(特許文献1を参照)。
特許文献1に開示の技術によれば、長尺のウェブに適正な張力を与えて弛ませることなく搬送できるが、搬送ローラー対がウェブを挟持して搬送するので、未乾燥状態のウェブの搬送に適用すると、搬送ローラー対が画像形成面に接触して画像を乱すおそれがある。そこで、未乾燥状態のウェブを支持して搬送経路(搬送パス)を形成する場合、搬送パスを構成する構成物とウェブの未乾燥面との接触を避ける構成が望ましい。非接触でウェブの搬送パスを形成できる物としてエアターンバーが知られている。
しかし、エアターンバーを用いた搬送パスでウェブを搬送する場合、エアターンバーを動作させるための構成物(ブロワー、フィルター、圧力センサ、エア圧制御のためのコントローラーおよびインバーターなど)が増大する。そして、これらの構成物の信頼性によって画像形成装置全体の信頼性が影響を受けることになる。また、装置内に搭載する構成物の増加することで、装置寸法が拡大しコストも増加する。
また、長尺のウェブを高速で搬送する場合には、搬送パスを形成する構成物(例えばローラー)とウェブとの間に、周囲の空気が巻き込まれて空隙(エア層)が形成されることがある。このエア層によって、ローラーとウェブがスリップする状態が生ずることも知られている。この現象は、特に、透気率が低い(空気が透過しにくい)素材のウェブの場合に顕著である。ウェブが搬送パスを構成するローラーとの間でスリップすると、所定の速度および張力での搬送状態を維持できなくなるおそれもある。そこで、スリップを抑制する工夫として、搬送パスの構成品の表面に溝などを形成して、空気を逃がすという方法がある。したがって、ウェブを高速で搬送する場合は、搬送パスを構成する部品にある程度の工夫を施す必要があり、製造コストの増加に繋がる。
以上のように、未乾燥状態の記録媒体を非接触状態で搬送する搬送パスを形成するには、装置寸法やコストの点で課題がある。
本発明は、非接触状態で記録媒体を搬送する搬送パスを、より少ない構成で実現できる搬送制御装置を提供することを目的とする。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、液体吐出部によって液体が吐出されたシート状の記録媒体の搬送を制御する搬送制御装置であって、前記記録媒体の搬送速度を制御する搬送駆動ローラーと、前記記録媒体の搬送パスを構成する搬送ローラーであって、外周面が搬送中の記録媒体と非接触状態になる非接触ローラーを含む非接触搬送部と、前記搬送駆動ローラーと、前記非接触搬送部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記非接触ローラーの外周面の速度が前記記録媒体の搬送速度よりも速い規定速度になるように、前記搬送駆動ローラーの動作と前記非接触ローラーの動作の少なくとも一方を制御する、ことを特徴とする。
本発明によれば、非接触状態で記録媒体を搬送する搬送パスを、より少ない構成で実現できる。
本発明に係る画像形成装置の実施形態であるプリンタの例を示す構成図。 上記プリンタが備える非接触搬送部の例を示す構成図。 上記非接触搬送部の詳細な構成を示す図。 本発明に係る搬送制御装置の実施形態であるウェブ搬送制御装置の機能構成を示すブロック図。 上記ウェブ搬送制御装置の制御方法の例を説明するタイミングチャート。 本実施形態に係る非接触搬送制御部の別の構成例を示す図。 上記ウェブ搬送制御装置の制御方法の別の例を説明するタイミングチャート。 本発明に係る画像形成装置の実施形態であるプリンタの別例を示す構成図。
[画像形成装置の第一実施形態]
以下、本発明に係る搬送制御装置及び画像形成装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、画像形成装置の実施形態であるプリンタ100の構成を説明する概略図である。プリンタ100は、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置であって、長尺でシート状の記録媒体であるウェブWに対して、画像形成材である液体インクを吐出することで画像を形成する。したがって、プリンタ100は、液体吐出装置でもある。
プリンタ100は、画像形成部110と、乾燥部120と、を備えている。またプリンタ100は、画像形成部110と乾燥部120の全体の動作を制御する制御部130も備えている。制御部130は、本発明に係る搬送制御装置を構成する。
また、プリンタ100には、ウェブWの搬送方向上流側において、長尺のウェブWをロール状にして保持しウェブWを供給する巻き出し装置200が接続され、搬送方向下流側において、画像形成が行われ乾燥したウェブWを巻き取る巻き取り装置300も接続される。
巻き出し装置200は、プリンタ100の導入口Aに接続されていて、この導入口Aを介して、画像形成部110にウェブWを搬入する。また巻き取り装置300は、プリンタ100の排出口Bに接続されていて、この排出口Bを介して、画像形成部110において画像が形成されて乾燥部120で乾燥させたウェブWを搬出して巻き取って回収する。なお、プリンタ100の後段には巻き取り装置300以外に、切断処理やラミネート処理等を行う後処理装置を接続させることもできる。
プリンタ100には、ウェブWの搬送経路(搬送パス)の一部を構成するために。複数のアイドルローラが設置されている。ウェブWは、アイドルローラに架け渡されて搬送状態(搬送姿勢)が支持される。プリンタ100の内部の搬送パスは、後述する非接触搬送部119が備えるローラーも含んで構成される。
[画像形成部110の構成]
画像形成部110は、第一搬送駆動ローラー対111と、第二搬送駆動ローラー対112と、蛇行制御部113と、第一テンション検出部114と、第二テンション検出部115と、プラテンドラム116と、IJヘッド部117と、ウェブ移動量検知センサ118と、非接触搬送部119と、を備えている。
第一搬送駆動ローラー対111は、制御部130の制御によって駆動する駆動源に接続されている第一駆動ローラー111aと、第一駆動ローラー111aとウェブWを挟持する第一ピンチローラー111bと、により構成される。ウェブWは、第一搬送駆動ローラー対111の駆動によって所定の方向(図1に示す黒太矢印方向)に搬送される。第一搬送駆動ローラー対111は、ウェブWの搬送方向最上流に配置されている。
第二搬送駆動ローラー対112は、制御部130の制御によって駆動する駆動源に接続されている第二駆動ローラー112aと、第二駆動ローラー112aとウェブWを挟持する第二ピンチローラー112bと、により構成される。ウェブWは、第二搬送駆動ローラー対112の駆動によって所定の方向(図1に示す黒太矢印方向)に搬送される。第二搬送駆動ローラー対112は、ウェブWの搬送方向最下流に配置されている。
第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112は、ウェブWの搬送速度を制御する搬送駆動ローラーを構成する。第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112の動作は、制御部130において制御される。すなわち、制御部130は、ウェブWの搬送速度が所定の速度になるように、第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112の動作を制御する。
蛇行制御部113は、搬送されるウェブWの幅方向の位置を規定位置に調整する。蛇行制御部113における調整動作も制御部130が担う。
第一テンション検出部114は、軸受け部にロードセル等の圧力検知機構を具備してウェブWの張力を検知する。第一テンション検出部114を構成するテンションローラーには、ウェブWが架け回されている。第一テンション検出部114は、テンションローラーがウェブWに与える力を検知することでウェブWの張力を検知し、検知した張力を制御部130に通知する。制御部130は、通知された張力の大きさの適否を判定し、その判定結果に基づいて第一テンション検出部114によるウェブWの張力を増加又は減少させるように制御する。
第一搬送駆動ローラー対111と、蛇行制御部113と、第一テンション検出部114によって、給紙搬送部が構成される。ウェブWは、給紙搬送部を通過して、プラテンドラム116に巻きついて搬送される。
第二テンション検出部115は、軸受け部にロードセル等の圧力検知機構を具備し、乾燥部120によって乾燥されて、排出されるウェブWの張力を検知する。第二テンション検出部115を構成するテンションローラーには、ウェブWが架け回されている。第二テンション検出部115は、テンションローラーに係る力を検知することでウェブWの張力を検知し、検知した張力を制御部130に通知する。制御部130は、通知された張力の適否を判定し、その判定結果に基づいて第二テンション検出部115によるウェブWへの張力を増加又は減少させるように各搬送駆動ローラーを制御する。
プラテンドラム116は、その外周にウェブWを巻き回した状態で、所定の速度で回転する。このプラテンドラム116の回転は、制御部130によって制御される。プラテンドラム116の回転速度によって、ウェブWの搬送速度は決定される。
また、ウェブWに与えられる張力は、第一テンション検出部114で検知される張力が予め設定された値になるように、制御部130が第一駆動ローラー111aの回転量を制御することで決定される。すなわち、制御部130がウェブWの搬送速度を制御する搬送速度制御装置を構成する。
プラテンドラム116の鉛直方向上部には、IJヘッド部117が配置されている。IJヘッド部117は、プラテンドラム116の外周に沿って配置される複数のIJヘッド1171をウェブWの幅方向に並べて固定して構成される。IJヘッド部117は液体吐出部に相当する。
IJヘッド部117には、Kインクを吐出するIJヘッドアレイ1171K、Cインクを吐出するIJヘッドアレイ1171C、Mインクを吐出するIJヘッドアレイ1171M、Yインクを吐出するIJヘッドアレイ1171Y、特殊インクを吐出するIJヘッドアレイ1171S、が含まれる。なお、Kインクとは、黒色のインクである。Cインクとは、シアン色のインクである。Mインクとは、マゼンタ色のインクである。特殊インクとは、クリヤ色など形成した画像の質をより高めるために用いられるインクである。
上記のIJヘッド部117におけるインクの吐出動作も制御部130が制御する。制御部130は、外部から入力される画像形成対象データに基づいて、各IJヘッド1171に対して吐出動作を割り付ける。この吐出動作は、所定の搬送速度で搬送されてくるウェブWと関係で最適なタイミングになるように制御される。
ウェブ移動量検知センサ118は、プラテンドラム116のドラム表面におけるウェブWの移動量を検出するためのセンサである。ウェブ移動量検知センサ118による検出信号は、制御部130に通知され、制御部130においてウェブWの移動量が算出される。ここで算出された移動量に基づいて、IJヘッド部117における吐出動作のタイミングが制御される。ウェブ移動量検知センサ118の検出結果に基づいて、制御部130は、後述するウェブ速度Wsを算出してもよい。
非接触搬送部119は、搬送パスの構成の一つであって、プラテンドラム116から出てきたウェブWの画像形成面(印刷面)が未乾燥状態において搬送される搬送パスを形成する。したがって、非接触搬送部119では、未乾燥の画像形成面が接触せずにウェブWを所定の方向へと搬送できる構造を備えている。したがって、非接触搬送部119は、ウェブWの搬送を非接触搬送とするための機能を備える。画像形成面は、液体吐出部であるIJヘッド部117を通過したウェブWの特定部位に相当する。この特定部位の乾燥が不十分な状態で搬送パスを構成する構成物に接触せずに、乾燥部120まで搬送されるように非接触搬送部119が配置されている。非接触搬送部119の詳細については、後述する。
[乾燥部120の構成]
乾燥部120は、乾燥ドラム121と、ヒーター122と、エアーノズル123と、を備えている。乾燥ドラム121は、内部に、ヒーター122を備えている。ヒーター122は、例えばハロゲンランプ等であって、乾燥ドラム121に巻きつけたウェブWを印刷背面(画像形成面の反対面)から加熱する。また、乾燥ドラム121の外周には、乾燥ドラム121に沿って複数のエアーノズル123が配置されている。エアーノズル123は、印刷面(画像形成面)に直接、空気または温風を吹き付ける構成である。以上の構成を備える乾燥部120に加えられる熱により、ウェブWに付着している液体が蒸発し、画像形成面が乾燥する。
なお、インクの物性や乾燥部120に要求される生産性から、乾燥部120にIRヒーター等の熱輻射で乾燥させる構成を用いて、乾燥を促進させるようにしてもよい。
乾燥部120で液体インクを乾燥させるためには、液体インク及び印刷メディアであるウェブWの物性に応じた加熱温度と加熱時間が必要となる。しかし、高速で画像を形成するプリンタ100であれば、加熱時間を担保するために搬送速度に応じて加熱搬送距離を長く設ける必要がある。その場合、乾燥部120の構成が大型になり、プリンタ100が大型化する傾向になる。
[非接触搬送部119の詳細構成の例]
ここで、非接触搬送部119の構成について詳細に説明する。図2は、非接触搬送部119の構成を例示する概略図である。図2に示すように、非接触搬送部119は、非接触搬送ローラー1191と、タイミングベルト1192と、非接触搬送ローラー駆動源1193と、を備えている。
非接触搬送ローラー1191の軸と、非接触搬送ローラー駆動源1193の回転軸との間には、タイミングベルト1192が架け回されている。すなわち、非接触搬送ローラー1191と非接触搬送ローラー駆動源1193は、タイミングベルト1192によって連結されている。非接触搬送ローラー駆動源1193が動作して回転軸が回転すると、その駆動力によってタイミングベルト1192が回動し、非接触搬送ローラー1191の軸に伝達されることで、非接触搬送ローラー1191が回転する。非接触搬送ローラー駆動源1193の回転速度や回転開始、回転停止、回転速度の加速及び減速などの制御は制御部130によって行われる。非接触搬送ローラー駆動源1193は、非接触搬送ローラー1191の動作に必要な動力を供給する動力源である。制御部130の詳細な構成については、後述する。
第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112の動作を制御してウェブWの搬送速度を高速にする、または、非接触搬送ローラー1191の回転速度を高速にする、これらの動作を制御することで、ウェブWの表面と非接触搬送ローラー1191の外周面との間に周囲の空気が巻き込まれる。これによって、ウェブWと非接触搬送ローラー1191の外周面との間に空隙(エア層)が形成される。このエア層によって、ウェブWは非接触搬送ローラー1191に接触しなくても支持される状態になる。すなわち、画像形成後であって、液体インクが未乾燥状態のウェブWの画像形成面に接触することなく、ウェブWを支持し搬送パスを形成することができる。
ウェブWが非接触搬送ローラー1191の外周面から浮上する量(浮上量)は、ウェブWの表面の粗さ及び非接触搬送ローラー1191の外周面の粗さを合わせた「表面粗さの合計」と、ウェブWの浮上量との大小関係により、ウェブWが非接触搬送ローラー1191の外周面に接触するか接触しないか(非接触になるか)が決まる。
なお、ウェブWが非接触搬送ローラー1191から浮上するか否か及び浮上量に関する因子は、ウェブWの搬送速度、非接触搬送ローラー1191の外周面の速度、ウェブWの表面粗さ、非接触搬送ローラー1191の表面粗さ、ウェブWの張力、ウェブWの透気率(空気の通りにくさ)、ウェブWおよび非接触搬送ローラー1191の周囲の空気の粘度、などである。すなわち、これらによって、ウェブWが非接触搬送ローラー1191の外周面から浮上するか否かが決まる。
ここで、非接触搬送ローラー1191が、非接触搬送ローラー駆動源1193からの駆動力を受けず、ウェブWに従動回転するローラーである場合を想定する。この場合、ウェブWの搬送が開始されて、ウェブWの表面の速度(ウェブ表面速度)が加速すると、ウェブWとの摩擦によって非接触搬送ローラー1191は回転し、その外周面の速度(ローラー外周速度)も加速する。この加速の過程で、非接触搬送ローラー1191が周囲の空気を巻き込んでいくと、ウェブWが非接触搬送ローラー1191の外周面から徐々に浮上することになる。そして、ウェブWと非接触搬送ローラー1191との間で伝達されるトルクが非接触搬送ローラー1191の回転負荷以下になると従動ローラーである非接触搬送ローラー1191は回転しなくなる。
上記のような想定において、非接触搬送ローラー1191が回転する状態から回転しない状態に移行する速度を決定する因子には、前述したものに加えて、両者間の摩擦係数なども含まれる。そして、さらにウェブWの速度が速くなると浮上量が増大し非接触の状態が維持される。
仮に、所望する浮上量を得られるウェブ表面速度が「100mpm」だとする。このウェブ表面速度は、画像形成時にIJヘッド部117の下を通過するウェブWの速度でもある。すなわち、画像形成速度が100mpmに達しないようなジョブ(印刷ジョブ)を実行するときには、画像形成後のウェブWの画像形成面が非接触搬送ローラー1191の外周面に接触することになる。したがって、形成された画像が乱れることになる。
そこで、本実施形態に係る非接触搬送部119は、ウェブ表面速度が所望する浮上量を得られる速度に達していない場合、上記の例にならえば、画像形成速度が遅くてウェブ表面速度が100mpmに達していないときであっても、ウェブWが非接触搬送ローラー1191に接触せずに支持されて搬送パスが形成されるようにする。より詳しく、上記の例に基づいて説明する。ウェブ表面速度が100mpmに達していないとき、非接触搬送部119が備える非接触搬送ローラー1191を回転させる。このとき、非接触搬送ローラー1191の回転速度は、当該ローラーの外周面の速度がウェブ表面速度よりも速くなるようにする。この非接触搬送ローラー1191の回転速度の制御は、制御部130による。このとき制御部130は、非接触搬送ローラー1191の外周面の速度とウェブWの表面速度の差が、所望する浮上量が得られる値になるように制御する。
このように制御することで、非接触搬送ローラー1191とウェブWとの間に、故意に空気を巻き込んで、所望する浮上量を得られるようにする。これによって、ウェブWの浮上量を増加させ、ウェブWの搬送速度(ウェブ表面速度)が低いときでも、搬送パスを形成する構成に、画像形成面を接触させない状態で搬送させることができる。
なお、所望する浮上量を得るために、制御部130は、非接触搬送ローラー1191の外周面の速度が、ウェブ表面速度よりも速い規定速度になるように、非接触搬送ローラー1191か、第一搬送駆動ローラー対111及び第二搬送駆動ローラー対112か、の少なくとも、いずれか一方の動作を制御する。すなわち、制御部130が、第一搬送駆動ローラー対111及び第二搬送駆動ローラー対112の動作を制御することでウェブWの搬送速度を制御して、上記で説明したような非接触搬送ローラー1191の外周面との速度との関係を形成し、所望する浮上量を得られる状態になるようにする。また、制御部130が、非接触搬送ローラー駆動源1193の動作を制御することで非接触搬送ローラー1191の外周面の速度を制御して、上記で説明したようなウェブWの搬送速度との関係を形成し、所望する浮上量を得られる状態になるようにする。
[浮上量の検出方法]
次に、非接触搬送部119が備える浮上量検出手段について図3を用いて説明する。非接触搬送部119には、非接触搬送ローラー1191に巻きかかっているウェブWの浮上量を検出する浮上量検出手段を構成する浮上量検出センサ1197が設けられている。浮上量検出センサ1197は、非接触搬送ローラー1191の外周面からのウェブWの浮上量を検出するセンサであって、レーザーや超音波による距離センサである。浮上量検出センサ1197の検出動作および検出結果の判定に基づく制御は制御部130が担う。浮上量検出センサ1197と制御部130は、ギャップ測定部を構成する。
浮上量の算出方法には、複数あるが、例えば、ウェブWが非接触搬送ローラー1191に架け回されていない状態で、浮上量検出センサ1197によって、非接触搬送ローラー1191の外周面までの距離を測定して基準距離を取得しておく。その後、非接触搬送ローラー1191にウェブWか架け回されているときに、浮上量検出センサ1197によって、ウェブWまでの距離を測定し、基準距離とウェブWの厚さを合算した値を、測定値から減算することで浮上量を算出する。
また、非接触搬送ローラー1191に入射または出射する位置近傍で浮上していない場合のウェブWの表面(画像形成面となる面)までの基準距離を取得しておき、浮上量の算出タイミングにおいて、ウェブWの表面までの距離との差分によって浮上量を算出する。なお、浮上量検出センサ1197による浮上量算出方法は、これらに限定されず、算出した浮上量に応じて非接触搬送ローラー1191の回転速度を加減速制御によっても同様の効果を得られる。
浮上量に関係する因子は様々であるので、この因子によって規定される条件に応じて、非接触でウェブWを支持したい所望の浮上量に対して、実際の浮上量が多い場合や少ない場合などが発生しうる。浮上量が少ない場合、すなわち、搬送時のウェブWの画像記録面と非接触搬送ローラー1191の外周面との距離が短い場合、未乾燥のインク画像が非接触搬送ローラー1191に接触してしまい画像が乱れる可能性がある。また、浮上量が多い場合、すなわち、搬送時のウェブWの画像記録面と非接触搬送ローラー1191の外周面との距離が長い場合、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsが必要以上に速いため当該ローラーの駆動に関わる部品へ必要以上の負荷がかかっており摩耗や劣化などが促進する可能性がある。
そこで、浮上量検出センサ1197が検出したウェブWの浮上量が規定の値より小さい場合は、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを加速するように、非接触搬送ローラー駆動源1193の回転速度を制御する。逆に、浮上量検出センサ1197が検出したウェブWの浮上量が規定の値より大きい場合は、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを減速するように、非接触搬送ローラー駆動源1193の回転速度を制御する。
以上のように制御することで、未乾燥のインク画像が非接触搬送ローラー1191に接触することによる画像乱れの防止、非接触搬送ローラー1191の駆動に関わる部品の摩耗や劣化を抑制することができる。これによって、交換部品のコストの抑制および部品交換に関わるダウンタイムを短縮できる。
[搬送制御装置の実施形態]
次に、本発明に係る搬送制御装置の実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係るウェブ搬送制御装置10の構成を例示する図である。ウェブ搬送制御装置10は、すでに説明をした第一搬送駆動ローラー対111及び第二搬送駆動ローラー対112と、ウェブ移動量検知センサ118と、浮上量検出センサ1197と、非接触搬送部119と、制御部130と、少なくとも備える。
また、ウェブ搬送制御装置10は、制御部130のハードウェア資源において実行される制御プログラムが実現する機能ブロックも含む。制御部130は、演算処理装置であるCPU、記憶装置であるROM及びRAMなどを備える情報処理装置と同様のハードウェアであって、制御プログラムを実行することにより以下で説明する各機能ブロックを実現する。
ウェブ搬送制御装置10は、制御部130において、搬送駆動ローラー制御部131と、ウェブ速度算出部132と、浮上量算出部133と、外周速度算出部134と、非接触ローラー駆動部135と、を有する。
搬送駆動ローラー制御部131は、第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112の回転速度を制御する。搬送駆動ローラー制御部131によってウェブWの搬送速度(ウェブ速度Ws)は決定される。搬送駆動ローラー制御部131は、ウェブ速度算出部132から通知された結果に基づいて、ウェブWの搬送速度を制御する。
ウェブ速度算出部132は、ウェブ移動量検知センサ118の検知結果に基づいて、ウェブWの移動量を算出し、それに基づいてウェブWの搬送速度を算出する。ウェブ速度算出部132は、算出したウェブ速度Wsを搬送駆動ローラー制御部131と、外周速度算出部134に通知する。
浮上量算出部133は、浮上量検出センサ1197の検出結果に基づいて、非接触搬送ローラー1191の表面とウェブWとの距離を算出する。ここで算出される値は、言い換えると、非接触搬送ローラー1191とウェブWとの間のエア層の大きさ、ウェブWの通過位置と非接触搬送ローラー1191とのギャップ、などである。浮上量算出部133は、算出した値を外周速度算出部134に通知する。
外周速度算出部134は、ウェブ速度算出部132から通知されたウェブ速度Wsと、浮上量算出部133から通知された浮上量、及び、IJヘッド部117に対する吐出タイミングに基づいて、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを所定の値にするため制御値を算出する。外周速度算出部134は、算出した制御値を非接触ローラー駆動部135に通知する。また、外周速度算出部134は、非接触ローラー駆動部135から非接触搬送ローラー1191の現在の外周速度AGsを取得し、フィードバック制御するための制御値を算出して非接触ローラー駆動部135に通知する。
非接触ローラー駆動部135は、外周速度算出部134から通知される制御値に基づいて非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを制御する。
以上の構成を備えるウェブ搬送制御装置10によれば、未乾燥のインク画像が非接触搬送ローラー1191に接触することによる画像乱れの防止、非接触搬送ローラー1191の駆動に関わる部品の摩耗や劣化を抑制することができる。これによって、交換部品のコストの抑制および部品交換に関わるダウンタイムを短縮できる。
[ウェブ表面速度と非接触ローラー回転速度との関係の例]
次に、プリンタ100及びウェブ搬送制御装置10による非接触搬送ローラー1191の制御について説明する。図5は、ウェブWを非接触状態で搬送するときに、ウェブ表面速度と非接触搬送ローラー1191の回転速度(非接触ローラ回転速度)との関係の例を示すタイミングチャートである。すでに説明したとおり、搬送パスを形成する構成品からウェブWを浮上させる必要がある。また、その「浮上量」は適正に制御される必要がある。一般的に、ウェブWを高速で搬送すると、搬送パスの構成品(主にローラー)とウェブWとの間に、周囲の空気が巻き込まれて、ウェブWとローラー表面の間に空隙が形成される。この空隙(エア層)の量(大きさ)を以下のように、ウェブWの搬送速度と、非接触搬送ローラー1191の外周面の速度(周速度)との相対関係によって制御する。
図5のグラフは、ウェブWと、未乾燥時の画像形成面が接触する位置関係に配置されている非接触搬送ローラー1191との間に空隙(エア層)を形成するための浮上量を得られる条件について例示している。なお、図5において、ウェブWと非接触搬送ローラー1191が非接触状態となり、この状態を維持しながら搬送可能でもある浮上量を得るときの非接触搬送ローラー1191の外周面の速度(外周速)を「外周速度AGs」と表記している。また、同様に、浮上量を得るときのウェブ表面速度を「ウェブ速度Ws」と表記している。
図5(a)は、画像形成動作時のウェブ速度Wsの時系列的変化の例を示している。図5(a)に示すように、ウェブWは、画像形成処理が開始されると搬送が開始されてウェブ速度Wsが加速され、50mpmに至った後にIJヘッド部117の下方を通過するウェブWに液体インクが吐出されて画像が形成される。そして、画像形成面が非接触搬送ローラー1191を通過する印刷区間では、50mpmが維持される。そして印刷区間が終了すると、ウェブ速度Wsは減速し、最終的にはウェブ速度Wsはゼロになる。
図5(b)及び図5(c)は、図5(a)に例示したようにウェブ速度Wsが変化するときの外周速度AGsの変化、すなわち、非接触搬送ローラー1191の回転制御の例を示している。
図5(b)の例は、画像形成処理が開始されてウェブWの搬送が開始される前に、非接触搬送ローラー1191の回転を開始される場合である。この例では、ウェブWの搬送開始前に非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを規定速度である150mpmに到達するように、制御部130が非接触搬送ローラー駆動源1193の回転速度を制御する。これによって、ウェブWの搬送開始前にウェブWを非接触搬送ローラー1191の外周面から浮上させた状態にできるので、ウェブWの搬送開始時と印刷中(ウェブWが浮上して搬送中)のパス長の差を抑制できる。
また、ウェブWの搬送開始からウェブWの搬送が安定するまでに要する時間(ウェブWの搬送量)を抑制できることで、ウェブWの搬送開始後の早いタイミングで高品質な画像を形成できる状態になる。
図5(c)の例は、画像形成処理が開始されてウェブWの搬送が開始される時に、同時に非接触搬送ローラー1191の回転を開始する場合である。この例では、印刷区間の直前に外周速度AGsが規定速度である150mpmに到達するように、制御部130が非接触搬送ローラー駆動源1193の回転速度を制御する。これによって、非接触搬送ローラー1191の回転駆動の時間を短縮させることができる。
したがって、非接触搬送ローラー1191の回転駆動に関わる構成部品(タイミングベルト1192や非接触搬送ローラー駆動源1193)に加わる負荷を抑制できる。その結果、これら構成部品の摩耗や劣化を抑制できるので、部品交換のコストの抑制および部品交換によって生ずるダウンタイムの短縮を図ることができる。
なお、図5は一例であって、本実施形態においては、ウェブWを搬送開始するタイミング、ウェブWが印刷速度(50mpm)に到達するタイミング、ウェブWの減速開始するタイミング、ウェブWが停止するタイミング、非接触搬送ローラー1191を回転開始するタイミング、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsが規定速度(150mpm)に到達するタイミング、非接触搬送ローラー1191の回転の減速するタイミング。非接触搬送ローラー1191の回転停止するタイミング、とのそれぞれの関係は様々考えられる。
また、上記の説明に用いた印刷速度(50mpm)は一例であって、これに限定されるものではない。印刷速度は画像形成速度であって、これがウェブ速度Wsに相当する。したがって、搬送駆動ローラー制御部131が、第一搬送駆動ローラー対111と第二搬送駆動ローラー対112の動作を制御することでウェブ速度Wsを制御し、ウェブWが非接触搬送状態になるような外周速度AGsとの関係を得られるようにすればよい。同じく、非接触ローラー駆動部135が、非接触搬送ローラー駆動源1193の動作を制御することで外周速度AGsを制御し、ウェブWが非接触搬送状態になるようなウェブ速度Wsとの関係を得られるようにすればよい。
なお、「ウェブWが浮上していないとき」と「ウェブWが浮上しているとき」では、わずかに搬送パスの長さ(パス長)が変化する。パス長が変化すると当該区間のウェブWへの張力も変化する。そこで、制御部130は、所定の張力を維持してウェブWの搬送が安定するように、第一駆動ローラー111aの回転速度を制御する回転量制御を実行する。この回転量制御が実行されて、ウェブWの搬送が安定するまでは、一定時間または一定の搬送量が必要となる。
ここで「ウェブWの搬送が安定する」とは、ウェブWの搬送速度が所定の上下限速度内であり、ウェブWの張力が所定の上下限張力内であり、さらにはウェブWの幅方向の位置および蛇行速度が所定の値内である状態をいう。
なお、1つの画像形成処理単位である印刷ジョブが終了した後に、次の印刷ジョブに係る画像形成処理が開始されるまでの期間において、非接触搬送ローラー1191の回転を継続するように制御することもできる。これによって、印刷ジョブの間において、パス長の変化の影響を最低限に抑えることもできる。
なお、本実施形態に係るプリンタ100に対する従来例には、画像形成部110が備えるIJヘッド部117とプラテンドラム116との配置関係が異なるものや、プラテンドラム116を備えないものもある。プラテンドラム116を備えずに、IJヘッド部117をウェブWの搬送方向とほぼ平行に配置した場合、IJヘッド部117を通過して乾燥部120に至る搬送パスは、ほぼ平行になる。この場合、乾燥部120に入れるまでのウェブWの搬送は、搬送パスを構成する構成品に接触しないもので行うことができる。この場合、本実施形態のような工夫を施す必要性は低い。
[非接触搬送部119aの詳細構成の例]
次に、非接触搬送部119の別の例である。非接触搬送部119aについて図6を用いて説明する。図6に示すように、非接触搬送部119aは、非接触搬送ローラー1191と、タイミングベルト1192と、非接触搬送ローラー駆動源1193と、電磁クラッチ1194と、によって構成されている。
非接触搬送ローラー1191の回転軸と非接触搬送ローラー駆動源1193の回転軸は、タイミングベルト1192と電磁クラッチ1194を介して連動するように構成されている。したがって、非接触搬送ローラー駆動源1193が動作し回転軸が回転すると、タイミングベルト1192が回動して電磁クラッチ1194に動力が伝達する。電磁クラッチ1194が「ON」であれば、この動力が非接触搬送ローラー1191に動力が伝達する。これによって、非接触搬送ローラー1191は回転する。
電磁クラッチ1194が「OFF」の場合は、タイミングベルト1192が回動しても、その動力が非接触搬送ローラー1191には伝達されない。したがって、電磁クラッチ1194は、非接触搬送ローラー駆動源1193と非接触搬送ローラー1191との接続状態を切り替える動力接続切替部を構成する。
電磁クラッチ1194が「OFF」の場合、すなわち、動力が切断されている場合の非接触搬送ローラー1191は、ウェブWに従動回転する従動ローラーとなる。この場合、非接触搬送ローラー1191の回転駆動に関わる部品の摩耗や劣化などを抑制できるので、交換部品コストの抑制および部品交換に関わるダウンタイムの短縮を図ることができる。
電磁クラッチ1194をON/OFFすることで、駆動力の接続/切断を切り替えることができるが、駆動力の接続/切断を切り替える構成は、これに限定されるものではない。
なお、駆動力を切断して非接触搬送ローラー1191をウェブWに従動回転させて使用する状態とは、例えば印刷ジョブの実行時ではなく、ウェブWの搬送のみを行う場合である。また、非接触搬送ローラー1191を従動回転させる場合は、印刷ジョブの実行においてウェブWの搬送速度が規定速度に到達する途中まで、非接触搬送ローラー1191を従動回転にし、そこから駆動力を接続して非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsを増加していき、印刷区間に入る前に規定速度に到達するように制御することもできる。
[ウェブ表面速度と非接触ローラー回転速度との関係の別例]
次に、ウェブWを非接触状態で搬送するときの「浮上量」に対する、外周速度AGsとウェブ速度Wsとについて、図7を用いて説明する。
図7(a)は、図5(a)と同様であって、画像形成動作時のウェブ速度Wsの時系列的変化の例を示している。図7(a)に示すように、ウェブWは、画像形成処理が開始されると搬送が開始されてウェブ速度Wsが加速され、50mpmに至った後にIJヘッド部117の下方を通過するウェブWに液体インクが吐出されて画像が形成される。そして、画像形成面が非接触搬送ローラー1191を通過する印刷区間では、50mpmが維持される。そして印刷区間が終了すると、ウェブ速度Wsは減速し、最終的にはウェブ速度Wsはゼロになる。
図7(b)及び図7(c)は、図7(a)に例示したようにウェブ速度Wsが変化するときの外周速度AGsの変化、すなわち、非接触搬送ローラー1191の回転制御の例を示している。
まず、図7(b)の例は、画像形成処理が開始されてウェブWの搬送が開始されときには、電磁クラッチ1194がOFFである例を示している。この例では、ウェブ速度Wsが増加すると、ウェブWの搬送に従動して回転する非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsも増加する。そして、印刷区間に入る時に電磁クラッチ1194をONにして非接触搬送ローラー駆動源1193の駆動力を非接触搬送ローラー1191に伝達する。これによって、非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsが所定の速度である150mpmに至る。
図7(c)の例に示すように、画像形成処理が開始されてウェブWの搬送が開始されたときは電磁クラッチ1194をOFFにし、ウェブ速度Wsが増加して非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsが増加し、印刷区間に入る手前で駆動系をONにすることもできる。
上記のように、ウェブWの搬送開始から、ウェブWに従動させてある程度の速度になるまで駆動力を接続せずに、その後、外周速度AGsが規定速度になるように駆動系を接続するように制御する。これによって、駆動系の構成部品の劣化を効果的に抑制することができる。
[画像形成装置の第二実施形態]
以下、本発明に係る搬送制御装置及び画像形成装置の別の実施形態について、図8を用いて説明する。本実施形態に係るプリンタ100bは、すでに説明をしたプリンタ100と同様の構成を備えるが、非接触搬送部119に代わって非接触搬送部119bを備える点で異なる。したがって、以下、非接触搬送部119bについて詳細に説明する。
非接触搬送部119bは、非接触搬送ローラー駆動源1193の動力を、第一駆動ローラー111aと非接触搬送ローラー1191とで共用する構成を備えている。非接触搬送ローラー1191の回転軸には、第一タイミングプーリー1195が取り付けられていて、この第一タイミングプーリー1195と非接触搬送ローラー駆動源1193には、第一タイミングベルト1192aが架け回されているまた、第一駆動ローラー111aの回転軸には第二タイミングプーリー1196が取り付けられていて、この第二タイミングプーリー1196と非接触搬送ローラー駆動源1193には、第二タイミングベルト1192bが架け回されている。
ウェブWの搬送速度(ウェブ速度Ws)は、第一駆動ローラー111aの外周速度と概一致している。したがって、非接触搬送ローラー1191とウェブWの非接触状態を維持して搬送パスを形成するための外周速度AGsで非接触搬送ローラー1191を回転させるには、非接触搬送ローラー駆動源1193との接続減速比を変える必要がある。
そこで、非接触搬送部119bは、第一駆動ローラー111aの回転数を決める第二タイミングプーリー1196よりも、非接触搬送ローラー1191の回転数を決める第一タイミングプーリー1195の径を小さくし(歯数を少なくし)、第一駆動ローラー111aの外周速度(≒ウェブ速度Ws)よりも非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsの方を速くするように構成されている。
以上の構成により、例えば図5を示して説明したような関係になるように、ウェブ速度Wsと外周速度AGsを制御する場合を想定する。この場合、ウェブ速度Wsを50mpmとして、外周速度AGsを150mpmとする場合は、「Ws:AGs=1:3」となるように、第一タイミングプーリー1195と第二タイミングプーリー1196の径の比率を決定すればよい。
上記のように構成することで、搬送制御装置を構成する部品点数を低減でき、それによって信頼性を向上させ、かつ、コスト削減を達成することができる。なお、共用する駆動源(非接触搬送ローラー駆動源1193)の駆動系を接続する手段および減速比を所望の値にする構成は、上記の構成に限定されるものではない。
また非接触搬送ローラー1191と駆動源を共用する構成は、第一駆動ローラー111aに限定されるものではなく、ウェブWの搬送を担っている駆動ローラーであれば同様である。例えば第二駆動ローラー112aの駆動源などを用いることもできる。
また、乾燥ドラム121がウェブWを搬送する機能を備える場合には、乾燥ドラム121の外周速度をウェブ速度Wsと略一致するよう回転駆動できる駆動源を備えれば、その駆動源を共用してもよい。いずれの駆動源を共用する場合であっても、ウェブ速度Wsと外周速度AGsの関係が、上記にて説明した関係になるように減速比などを設定できる構成であればよい。
さらにウェブWの搬送を担っている駆動ローラーでなくとも、印刷ジョブによって規定される印刷区間においてウェブWの搬送速度(ウェブ速度Ws)に対して略一定の相対比で駆動している駆動源であれば、非接触搬送ローラー1191と共用すれば、同様の効果を得ることができる。
さらに、印刷ジョブにおいてウェブ速度Wsを設定できる構成であれば、上記にて例示した減速比の他に、ウェブ速度Wsの設定に対応する複数の減速比を設定して切り替えるように構成してもよい。この場合、ウェブ速度Wsの設定変更、減速比の設定変更は、制御部130が実行可能であればよい。
ここで、非接触搬送ローラー1191が非接触状態となるウェブWの搬送速度(ウェブ速度Ws)と非接触搬送ローラー1191の外周速度AGsとの関係が、複数選択可能である場合について説明する。例えば、「Ws=100mpm、AGs=100mpm」であれば、減速比は「1:1」に設定すればよい。また、「Ws=50mpm、AGs=150mpm」であれば、減速比は「1:3」に設定すればよい。「Ws=25mpm、AGs=175mpm」であれば、減速比は「1:7」に設定すればよい。
減速比を「1:1」にする構成を採用する場合は、図6を用いて説明した非接触搬送部119aのように、電磁クラッチ1194を用いて、駆動系の接続/切断を切り替える構成を用いて、非接触搬送ローラー1191をウェブWに従動回転させることでも達成できる。
なお、本実施形態において、非接触搬送ローラー1191の配置は未乾燥のインク画像のあるプラテンドラム116と乾燥ドラム121との間の区間を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、乾燥ドラム121の下流では、搬送パスを構成する構成物に画像形成面が接触する圧力が大きい場合、乾燥が不十分だと、画像形成面が乱れる可能性がある。そこで、乾燥ドラム121の下流であって、画像形成面が接触するローラーがある箇所に、非接触搬送部119と同様の構成を配置すれば、上記と同様の効果を得ることができる。
[本実施形態の効果]
本実施形態に係るプリンタ100及びウェブ搬送制御装置10によれば、乾燥が不十分な状態の画像形成面が通過する可能性がある搬送部品において、上記のように動作を制御可能であって、非接触でウェブWを支持可能な搬送ローラーを備える。当該搬送ローラーは、乾燥が十分でない画像形成面を支持するにあたり、高速回転の制御が適正にされることで、当該ローラー外周面とウェブWとの間に、故意にエアを巻き込んで、ウェブWをローラー外周面から浮上させる。これによって、ウェブWを非接触搬送するために多数の構成品を用いることによる信頼性の低下を回避し、また、装置寸法の拡大を抑制することができる。さらに、コスト増加を抑制することもできる。
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
10 :ウェブ搬送制御装置
100 :プリンタ
110 :画像形成部
111 :第一搬送駆動ローラー対
112 :第二搬送駆動ローラー対
113 :蛇行制御部
114 :第一テンション検出部
115 :第二テンション検出部
116 :プラテンドラム
117 :IJヘッド部
118 :ウェブ移動量検知センサ
119 :非接触搬送部
120 :乾燥部
121 :乾燥ドラム
122 :ヒーター
123 :エアーノズル
130 :制御部
131 :搬送駆動ローラー制御部
132 :ウェブ速度算出部
133 :浮上量算出部
134 :外周速度算出部
135 :非接触ローラー駆動部
1171 :IJヘッド
1191 :非接触搬送ローラー
1192 :タイミングベルト
1192a :第一タイミングベルト
1192b :第二タイミングベルト
1193 :非接触搬送ローラー駆動源
1194 :電磁クラッチ
1195 :第一タイミングプーリー
1196 :第二タイミングプーリー
1197 :浮上量検出センサ
特開2015−199552号公報

Claims (10)

  1. 液体吐出部によって液体が吐出されたシート状の記録媒体の搬送を制御する搬送制御装置であって、
    前記記録媒体の搬送速度を制御する搬送駆動ローラーと、
    前記記録媒体の搬送パスを構成する搬送ローラーであって、外周面が搬送中の記録媒体と非接触状態になる非接触ローラーを含む非接触搬送部と、
    前記搬送駆動ローラーと、前記非接触搬送部の動作を制御する制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記非接触ローラーの外周面の速度が前記記録媒体の搬送速度よりも速い規定速度になるように、前記搬送駆動ローラーの動作と前記非接触ローラーの動作の少なくとも一方を制御する、
    ことを特徴とする搬送制御装置。
  2. 前記制御部は、前記記録媒体の搬送開始前から前記非接触ローラーを動作させる、
    請求項1に記載の搬送制御装置。
  3. 前記制御部は、前記液体吐出部を通過した前記記録媒体の一部である特定部位が前記非接触ローラーの外周面の位置に到達する以前に、当該非接触ローラーの外周面の速度が前記規定速度となるように動作させる、
    請求項1又は2に記載の搬送制御装置。
  4. 前記制御部は、前記特定部位が前記非接触ローラーを通過した後に、当該非接触ローラーを前記規定速度よりも遅い速度になるように動作させる、
    請求項3に記載の搬送制御装置。
  5. 前記制御部は、前記記録媒体の搬送が停止された後に、前記非接触搬送部の動作を停止させる、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の搬送制御装置。
  6. 前記非接触搬送部は、前記非接触ローラーと、前記非接触ローラーに動力を伝達するタイミングベルトと、前記タイミングベルトを介して伝達される前記動力の動力源と、を有し、
    前記制御部は、前記動力源を制御することにより、前記非接触ローラーの外周面の速度を制御する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の搬送制御装置。
  7. 前記動力源は、前記非接触ローラーと前記搬送駆動ローラーに対して動力を供給する、
    請求項6に記載の搬送制御装置。
  8. 前記非接触搬送部は、前記非接触ローラーへの前記動力の接続と切断を切り替える動力接続切替部を備える、
    請求項7に記載の搬送制御装置。
  9. 前記非接触ローラーの外周面と、当該非接触ローラーを通過する前記記録媒体とのギャップを特定するギャップ測定部を備え、
    前記制御部は、前記ギャップに基づいて前記非接触ローラーの回転速度を制御する、
    請求項1乃至8のいずれか一項に記載の搬送制御装置。
  10. シート状の記録媒体の搬送を制御する搬送制御装置と、前記搬送制御装置によって搬送される前記記録媒体に対して液体を吐出して画像を形成する液体吐出部と、を備える画像形成装置であって、
    前記搬送制御装置は、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の搬送制御装置である、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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