JP4013139B2

JP4013139B2 - タンデム印刷システム

Info

Publication number: JP4013139B2
Application number: JP2002370010A
Authority: JP
Inventors: 聡一中澤; 篤宮本
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP2003266825A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の印刷装置を直列に配置した、いわゆるタンデム印刷システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、前段の印刷装置でウェブの第１の面（表面）に印刷を行ない、前段の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に送り込み、後段の印刷装置でウェブの第２の面（裏面）に印刷を行うようにしたタンデム印刷システムが提案され、実用化されている。
【０００３】
近来、このようなタンデム印刷システムに用いられるウェブとしては、両縁に送り孔を備えた形態の連続紙に加え、送り孔を持たないウェブにも対応可能な印刷システムが普及しつつある。上記のような印刷システムにおいては、少なくとも前段に配置した印刷装置が電子写真方式を用いて画像を形成するタイプの印刷装置である場合、ウェブ上に転写された画像（トナー像）をウェブに溶融定着させるための熱定着工程での熱作用により、後段の印刷装置に送り込まれるウェブは当初の状態よりも熱収縮してしまい、表面印刷時のページ長と、裏面印刷時のページ長とが異なるため、ウェブ上に形成された表面側の画像位置と裏面側の画像位置とが揃っていないという現象が生じる。
【０００４】
このような現象に対処するため、第１印刷装置で印刷ページの先頭等ウェブの規定された位置に位置合わせマークを形成し、第２印刷装置で位置合わせマークの間隔又はタイミングを計測し、この計測結果からウェブの搬送速度を変化させることで表面側の画像位置と裏面側の画像位置とを揃える制御が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような制御において、ページ先頭にある位置合わせマークにより印刷位置合わせ制御を実施した場合、ページ長が長くなるほど制御契機が粗になり、印刷位置合わせ精度が悪化する。
【０００６】
本発明の目的は、印刷ページ長が長くなった場合でも、安定した精度で表面側の画像位置と裏面側の画像位置とを揃えられるタンデム印刷システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、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印刷装置とを有し、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、前記位置合わせマークを検出することにより前記ウェブの第１の面に形成された画像位置と第２の面に形成される画像位置との位相を整合させる制御手段を有するタンデム印刷システムにおいて、前記第１印刷装置にて形成されるマークの間隔を前記第２印刷装置に報告する通信手段を有し、前記第２印刷装置において報告された前記マーク間隔に基づき前記制御手段を用いることにより達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【０００９】
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、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。
【００１０】
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。ここで、搬送ローラ８，９に関して、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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、送出しローラ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。
【００１３】
また、符号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（マークセンサ）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、マークセンサ１６は、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を含む等間隔の位置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）。
【００１４】
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。
【００１５】
次に、マークセンサの出力信号とウェブ搬送制御の関係を説明する。
【００１６】
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、各ページの先頭端を含む等間隔の位置には位置合わせマークＲｍが印刷され、印刷装置Ｐ１から排出される。このとき、位置合わせマークの間隔情報は１台目の印刷装置Ｐ１またはコントローラ１７によって把握されており、２台目の印刷装置Ｐ２へ転送される。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、また、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。
【００１７】
印刷装置Ｐ１から排出されたウェブＷは、反転装置Ｔにて表裏が反転された上で２台目の印刷装置Ｐ２へ送り込まれる。反転装置ＴによるウェブＷの表裏反転により、位置合わせマーク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。
【００１８】
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。一方、ウェブ上に形成された位置合わせマークは、各ページ先頭から等間隔の位置にあるので、ページ先頭に対し一定周期で転写ポイントＴＰに到達することになる。
【００１９】
従って、２台目の印刷装置Ｐ２において、コントローラ１７から発信されるＣＰＦ−Ｎ信号のページ先頭を示すタイミング、及びそこから一定周期となる、転送されてきた位置合わせマークの間隔情報に基づいたタイミングと、マークセンサ１６が位置合わせマーク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。
【００２０】
このようなウェブ搬送制御を実施するために、２台目の印刷装置Ｐ２には図６に示すような制御手段２０が必要となる。制御手段２０は、マイコン部２１、マーク信号処理部２２、ウェブ搬送モータ処理部２３、ＣＰＦ信号処理部２４とから構成される。マイコン部２１は、演算及びデバイス操作を実施するＣＰＵ２１１と、ＣＰＵ２１１の動作プログラムが格納されているＲＯＭ２１２と、演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ２１２とから構成される。
【００２１】
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を含む位置合わせマークが一致すると予想される位置ＰＰと、ウェブＷのページ先頭を含む位置合わせマーク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、位置合わせマーク検出タイミングを「制御タイミング」と定義する。
【００２２】
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。
【００２３】
第１ページ目の印刷データが感光体ドラム１０１上に形成し始めるタイミングに、印刷装置は図５に示すようにコントローラ１７からＣＰＦ−Ｎ信号を受信する。ＣＰＦ−Ｎ信号は図６のＣＰＦ信号処理部２４の波形成形回路２４１に供給され、第１回目のＣＰＦ−Ｎ信号の立下りに同期した信号がつくられる。マイコン部２１からは、予め定められたカウント値がカウンタ２４２に格納される。そして１回目のＣＰＦ−Ｎ信号の立下りのタイミングで、クロックによりカウントダウンの動作が開始される。カウント値が０になるとカウンタ２４２は出力パルスを発生し、これがウェブ搬送モータ制御部２３に加えられる。この出力パルスは、ＣＰＦ−Ｎ信号の立下りからＣＰＵ２１１が指定した時間後に発生し、後段の回路でモータ２３３の動作を開始するタイミングを決定するために用いられる。また、この信号がＩ／Ｏ装置２４３を通してマイコン部２１に取り込まれたことを契機に、上記制御タイミングの算出がＣＰＵ２１１にて実行される。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、ウェブ搬送開始時にウェブＷ上の第１ページ先頭にある位置合わせマークを１番目のマークとし、ウェブ搬送開始後最初に検出される位置合わせマークをｎ番目のマークとすると、感光体ドラム１０１上に仮想的に設定されるｎ番目のマークに一致すると予想される位置と、ウェブＷ上のｎ番目の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ｎ番目のマークに一致すると予想される位置が転写ポイントＴＰからＬ２の位置に来た時にウェブＷ上のｎ番目のマークが検出される必要がある。従って、第１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、転送された位置合わせマーク間隔の時間をｔ３、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。
【００２４】
このｔ１に相当するカウント値は、１回目のＣＰＦ−Ｎ信号の立ち下がりを契機にマイコン部２１によりマーク検出処理部２２のカウンタ２２２にセットされ、同時にＩ／Ｏ装置２２３からの信号がフリップフロップ２２１のセット端子Ｓに印加され、カウンタ２２２のカウントダウンが開始する。カウンタ２２２は、マークセンサ１６からの信号がフリップフロップ２２１のリセット端子Ｒに印加されることでカウントダウンを停止する。このときのカウンタ２２２の値を読み出すことで、マイコン部２１は１個目の制御タイミングに対する位置合わせマークＲｍの検出時間の差Δｔを把握できる。
ｔ１＝（Ｌ１−Ｌ２）／ｖｐ＋ｔ３×（ｎ−１） … 式（１）
また、感光体ドラム１０１上の位置合わせマークが一致すると予想される位置が転送された位置合わせマークの間隔毎に転写ポイントＴＰに到達することから、これ以降の制御タイミングは転送された位置合わせマーク間隔の時間ｔ３毎となる。よって、１個目の位置合わせマークＲｍ検出時にｔ３に相当するカウント値をカウンタ２２２にセットし、同様にカウントダウンの停止後にカウンタ２２２の値を読み出すことで、マイコン部２１は２個目以降の制御タイミングに対する位置合わせマークＲｍの検出時間の差Δｔを把握できる。ＣＰＵ２１１はこの制御タイミングに対する位置合わせマークＲｍの検出時間の差Δｔから、表面の位置合わせマーク位置に対し、位置合わせマークが一致すると予想される裏面の位置ずれ方向を比較し、位置合わせマーク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。逆に位置合わせマーク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。
【００２５】
ここで、ウェブ搬送モータ２３３は、ウェブ搬送モータ制御部２３によって速度制御される。ウェブ搬送モータ２３３に接続されたエンコーダ２３４から出力されるＷＦエンコーダパルス信号と、カウンタ２３１によって発生するＷＦ基準パルス信号は、パルス比較器２３２に入力され、この２つのパルスが同期するようにウェブ搬送モータ２３３の速度を制御している。これにより、マイコン部２１がカウンタ２３１のカウント値を増加させればウェブ搬送速度は減速し、カウンタ２３１のカウント値を減少させればウェブ搬送速度は増速する。すなわち、位置合わせマーク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。
【００２６】
さらに上記制御に加え、位置合わせマークＲｍを検出する毎に、制御タイミングに対する位置合わせマークＲｍの検出時間の差ΔｔをＲＡＭ２１３に記憶させ、位置合わせマークＲｍを検出する毎に、前回の位置合わせマーク検出時にＲＡＭ２１３に記憶された旧データΔｔｏと、今回の位置合わせマーク検出時にＲＡＭ２１３に記憶された新データΔｔｎとの差ΔｔｖをＣＰＵ２１１にて例えば下式に基づき算出する。
Δｔｖ＝Δｔｎ−Δｔｏ … 式（２）
そして、位置合わせマーク間隔の時間ｔ３に対するΔｔｖ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＝（Δｔｖ／ｔ３）×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、位置合わせマーク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。
【００２７】
以上の構成によれば、位置合わせ制御の制御周期を密にすることが可能となり、印刷ページ長が長い印刷データに対する印刷信頼性を高めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、印刷ページ長が長くなった場合でも、安定した精度で、第１の面の画像と一致させて第２の面に正確に画像を印刷することが可能なタンデム印刷システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】印刷装置単体の全体構成図である。
【図２】印刷システムの全体構成図である。
【図３】位置合わせマークの位置関係を示す模式図である。
【図４】位置合わせ制御の説明図である。
【図５】位置合わせ制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】位置合わせ制御を実現する制御手段の一例である。
【符号の説明】
Ｗウェブ
Ｐ，Ｐ１，Ｐ２印刷装置
１６マーク検出手段
１７コントローラ

Claims

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印刷装置とを有し、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、前記位置合わせマークを検出することにより前記ウェブの第１の面に形成された画像位置と第２の面に形成される画像位置との位相を整合させる制御手段を有するタンデム印刷システムにおいて、
前記第１印刷装置にて形成されるマークの間隔を前記第２印刷装置に報告する通信手段を有し、前記第２印刷装置において報告された前記マーク間隔に基づき前記制御手段を用いることを特徴とするタンデム印刷システム。