JP5059409B2 - ウェブ整列装置および方法 - Google Patents

Description

この発明は、連続媒体またはシート材料のウェブを印刷および供給する方法ならびに連続媒体のためのプリンタおよびフィードコントローラに関する。より特定的には、この発明はそのようなプリンタで用いるための連続媒体の整列方法およびそのようなプリンタに装着可能なまたはそのようなプリンタと一体化可能な整列システムに関する。

技術的背景
部分画像を最終的な印刷された材料のウェブ上に累積する多色印刷システムは、精密な位置合わせ制御を必要とする。ウェブ端縁に対する合成折丁（composite signature）の位置の制御の要件に加わるさらなる要件として、異なった原色の部分画像は互いに対し位置合わせされて印刷されなければならない。これは、ウェブの制御が相当な距離にわたって正確でなければならないことを意味する。紙の後処理技術においては、ウェブガイドは標準的技法であり、一般的なタイプは概して、たとえば米国特許第３，４１１，６８３号に記載の傾斜フレームのような能動的制御ユニットに基づき動作する。そのような能動的ステアリングシステムは、ウェブの中心線を所望の位置に調整するためには適切であり非常に効果的であるが、これらは反応を開始するために誤りを必要とする、誤りを訂正する制御システムである。したがって、制御ユニットは、連続的に動作して、傾斜フレームの調整によってウェブ位置を調整する。能動的な制御システムは、訂正を完了するためにある時定数を有する。この時定数は、そのような制御システムの応答が１つ以上の基本振動数を有する、すなわちウェブの位置が周期的にばらつく傾向があることを示唆する。これは、ウェブは概して要求された中心線にあるが、限定された振幅のドリフトがそのようなシステムに生来的に存在して、振動数特徴が制御システムの細部により決定される低振幅ウェブウォークまたはウェブ蛇行をもたらすことを意味する。さらに、そのようなシステムは容積が大きく高価であり、巻戻し用途に一般的であるように非常に高い張力において最も効果的である。したがって、プリンタシステムおよび紙ウェブインフィードを有する他の装置に装着または一体化するための低コストの受動的整列システムに対する必要性が存在する。

米国特許第５４５５６６８号に記載のような電子写真印刷システムまたは米国特許第６００３９８８号に記載のアーキテクチャのインクジェットシステムは、１メートルを超えるウェブに沿った距離にわたり部分画像を累積するが、能動的ステアリングシステムによって導入される横方向のウェブの運動の時間的挙動、すなわち「ウェブウォーク」は一般的に、カラー分解の間の縦方向の位置合わせ誤りにかなりの程度で寄与する。高品質のイメージングのためには、一般的に、転送ステーション間でのウェブドリフトに誘導された横方向位置合わせ誤りへの寄与は、40ミクロンよりも良いことが望まれる。この基準は、一般的に、最終的な印刷頁の紙端縁に対する位置合わせの要件よりも厳しい。

高生産性ロール供給印刷システムは、大容量印刷媒体リールの扱いが可能な大きなサイズのアンワインダの利点を享受する。独立した供給業者がアンワインダ解決策を提示しており、印刷システムに異なったアンワインダを整列させるための煩雑な整列手順なしにそのようなアンワインダへの柔軟な接続性をもたらす、柔軟な整列解決策をプリンタに提供することが望ましい。よって、外部の整列装置、たとえば印刷システムの機械的整列不良の影響を受けない整列システムに対する必要性が存在する。

薄い紙ウェブについての問題は、局所的なオイラー座屈である。オイラー座屈は、圧縮
された場合の、薄い柱から弓状または波状の形状への座屈である。座屈が開始する前に付与され得る臨界荷重は、およそ以下のようにばらつく。

ここでＥはヤング率であり、Ｉは慣性モーメントである。矩形の断面に対しては、Ｉの値は厚みの３乗に比例する−よって、制御装置が紙の位置端縁を押そうとした場合に、厚みの小さな紙ウェブには機械的座屈、端縁カーリングのおそれがある。紙ウェブをまっすぐにする試みは、一般的に、ウェブの一部を張力下におき、他の部分を圧縮する。紙はあまり伸張性がないので、運動は圧縮において吸収されなければならない。最も可能性の高い圧縮形態は座屈であり、これは材料のバルク内での端縁折れまたは皺をもたらす。整列装置が紙が通過すべき多くのローラからなる場合、別の問題が生じ得る。紙とローラとの間の摩擦力のために、紙をローラ上で横方向に摺動させることによってウェブを整列させることが、ますます困難になる。この問題は張力がウェブで増大するにつれて悪化する。

上述の提案のいくつかを利用し所望の特徴の一部に対処する受動的整列システムは、米国特許第５６８５４７１号に開示される。この公知の整列システムは、プリンタの駆動システムによって与えられる紙張力に対し紙張力が減じられる整列区域の一端縁で強制的ガイドを用いる。傾斜摩擦ローラは、単一の整列端縁への強制された接触を確実にする。そのような解決策は、単位面積当たり重量が大きい高光沢基板を含む広範な印刷媒体に対処する必要のある印刷システムにおいては適切ではないことが判明した。そのような傾斜ローラによる強制的整列は、印刷媒体が２５０ｍｍを超える幅を有する場合に解決策として特に疑問視される。局所化された摩擦接触は、特に単一のサイドガイドへの強制的接触を確実にするためにより大きな力を必要とするより大きな媒体重量のものに対し、光沢を局所的に劣化させて媒体表面を損傷することが判明している。

ウェブウォークが減じられた、便利で経済的である、連続媒体のための整列システムに対する必要性がある。

発明の概要
この発明の目的は、上記問題のいくつかを解決する、プリンタまたは他の装置で用いるための整列方法、およびそのようなプリンタまたは他の装置に装着または一体化される整列システムを提供することであり、特にウェブウォーキングを低減する経済的な整列方法および装置を提供することである。

一局面において、この発明は、２つの外側端縁を有して上流の装置から発する連続的な印刷媒体のウェブを、該連続的ウェブ上へのさらなる印刷のために印刷システムに対して
安定的な横方向位置に整列させるためのウェブ整列装置を提供し、該印刷システムはウェブ整列装置の下流に摩擦ドライブを有し、該整列装置は以下のとおりである。

ａ）ウェブウォークが減じられた安定した媒体経路を提供するための整列システム。
ｂ）ロールアンワインダのような上流の装置の機械的整列に影響されない整列システム。

ｃ）能動的に制御されるシステムよりも複雑性が低く低コストである整列システム。
ｄ）軽量紙（たとえば６０ｇｓｍ）から高重量高光沢コーティンググレードを含む重量紙（たとえば３００ｇｓｍ）にわたる、広範な媒体に対応する整列システム。

上記目標はこの発明によって達成されるが、これは実施例においては、２つの外側端縁を有して上流の装置から発する連続的な印刷媒体のウェブを、該連続的ウェブ上へのさらなる印刷のために印刷システムに対して、または該ウェブへの動作および印刷を行なう別のシステムまたはウェブ整列装置の下流の摩擦ドライブを有する他のシステムに対して、安定的な横方向位置に整列させるためのウェブ整列装置を提供する。ウェブ整列装置はプリンタに装着または一体化可能である。好ましくは受動的整列装置である整列装置は、以下を含む。ウェブの導入位置を規定する手段。導入手段は、好ましくは摺動または転がり態様でウェブと接触する機械的手段である。ウェブ態様は、好ましくはほとんど張力のないループとして提供される、たとえば０．５〜１．５メートルまたは２メートル離れた２つのペイオフ位置の間のカテナリーに懸架され得る。これらの２つのペイオフ位置の間に、ウェブはきつく引かれるのではなく自重により懸架される。ウェブにおける張力は、上流の装置から整列装置まで、８０ｇｓｍのウェブ、たとえば紙、に対しては１．６Ｎ／ｍ以下、または３００ｇｓｍのウェブ、たとえば紙、に対し６Ｎ／ｍ以下であり得るか、またはより一般的には、ウェブ材料１メートル坪量当たり２×１０^−２Ｎ／ｍ以下の張力であり得る。

整列装置はまた、整列区域の端部での媒体単位幅当たりの張力を、印刷システムの摩擦ドライブにより与えられる下流の媒体単位幅当たりの張力と比較して、少なくとも３分の１に減じる制動手段と、該制動手段の上流に場所決めされて、部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定する手段とを含み、該運動軌道は印刷媒体が部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定する手段の湾曲した表面と摩擦接触して摺動する領域を含み、該第１の軌道の摺動区域は、Ｌ１＞ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）の関係を満たす有限の長さＬ１にわたって延在し、ここでＰはウェブの幅、たとえば印刷媒体の幅に対応し、整列装置はさらに、該ウェブ、たとえば該印刷媒体の２つの外側端縁のいずれかまたは両方と接触するように調節可能である調整可能な横方向案内手段を含んで、こうして２つの対向する方向においてウェブ、たとえば該印刷媒体が利用可能である横方向運動ダイメンションを限定し、該調整可能な案内手段はウェブ、たとえば該印刷媒体の有限の第２の運動軌道にわたって延在し、該ウェブの両側にサイドガイドを備えた第２の軌道は該導入位置を規定するための手段よりも遠く上流方向に延在し、かつウェブ、たとえば該印刷媒体と該部分的に湾曲した第１の軌道を規定する該静止手段とが摺動接触する第１の軌道の少なくとも一部を含む。摺動のために側部を案内すると同時に支持する長さ（Ｌ２）は以下の関係を満たす：Ｌ２＞２／３＊ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）。Ｌ１＞ＭＡＸ（１００ＭＭ，Ｐ／２）であることが好ましい。また、Ｌ２＞２／３＊ＭＡＸ（１００ＭＭ，Ｐ／２）であることが好ましい。

調整可能な案内手段はウェブの両側にあり、ガイドがウェブの媒体幅を超える分離で調整される場合には、軌道に沿った単一のまたは２つのサイドガイドの各々で接触し得る。アンワインドする際の変動により、ウェブは左のガイドとの接触から右のガイドとの接触へ、またはその逆に、変化し得る。ガイドの分離が媒体幅と一致するよう調整される場合には、支持されかつ側部で案内された軌道のセグメントに沿った両方のガイドとの同時の接触が達成される。よってこの発明の一局面においては、いずれかが接触するまたは同時に両方ともが接触する２つのサイドガイドが用いられる。

該制動手段の上流に場所決めされて、部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定する手段は、１つ以上の静止要素、たとえば湾曲したシェルまたは固定ローラを含み得る。

この発明はまた、上流の装置から発する連続的な材料のウェブを、該連続ウェブに対す
るさらなる印刷または処理のためにウェブに基づくシステムに対し安定した横方向位置に整列させるための方法をも提供し、該システムは摩擦ドライブを含み、該方法は、
ウェブ移動方向における第１の湾曲した軌道を規定する手段に沿った摺動区域において摺動接触するシステムの摩擦ドライブによって与えられる下流の張力と比較して減じられた媒体張力でウェブ媒体を案内するステップを含み、該第１の湾曲した軌道の摺動区域は以下の関係Ｌ１＞ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）の関係を満たす有限の長さＬ１をわたって延在し、ここでＰは印刷媒体の幅に対応し、方法はさらに、
該印刷媒体を、該印刷媒体と該湾曲した軌道を規定する手段とが摺動接触する第１の軌道の一部を少なくとも含む第２の軌道に沿った調整可能なサイドガイドによって横方向において両方の横方向端縁を案内することにより該印刷媒体をセンタリングするステップを含み、該第２の軌道の長さ（Ｌ２）は以下の関係を満たす：
Ｌ２＞２／３＊ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）。

ウェブ張力は、好ましくは、印刷媒体が摺動接触に入る前にほぼ張力のないループを形成するよう制御される。

この発明を、以下の図面を参照して説明する。

例示的な実施例の説明
この発明を、特定の実施例について、ある図面を参照して説明するが、この発明はこれに限定されずクレームによってのみ限定される。説明される図面は単に概略的なものであり限定するものではない。図面において、いくつかの要素は例示目的で強調されており尺度どおりには描かれていない。この説明およびクレームにおいて「含む」という用語が用いられる場合、これは他の要素またはステップを排除するものではない。単数の名詞を指して不定冠詞または定冠詞、たとえば「a」「an」「the」が用いられる場合、これらは特記しない限りその名詞の複数形をも含む。

さらに、説明およびクレームにおける、第１、第２などの用語は、同様の要素を区別するために用いられるのであって、連続順序または時間的順序を必ずしも説明するものではない。そのような用語は、適切な状況下では相互交換可能であり、ここで説明される発明の実施例は、ここで説明または図示される順序以外で動作可能であることを理解されたい。

さらに、説明およびクレームにおける、頂部、底部、上、下、などの用語は、説明の目的で用いられるのであって、必ずしも相対位置を説明するものではない。そのように用いられる用語は、適切な状況下では相互交換可能であり、ここで説明される発明の実施例は、ここで説明または図示される配向以外で動作可能であることを理解されたい。

図１ａおよびｂは、この発明の実施例に従ったウェブ整列システム１におけるウェブ経路の概略図である。すべての実施例におけるウェブ整列システムは好ましくは受動的な整列システムであって、ウェブの横方向位置を判断するための近接センサ、および近接センサからの誤り信号に基づきこの場所を変更するアクチュエータを含む必要がない。連続的な柔軟性のある材料のウェブへの動作を行なうシステム、たとえばウェブに基づく印刷システムの駆動システム７、８は、関連する処理、たとえば印刷処理に適切な範囲においてウェブ９に引張り張力を与える。駆動システムは任意で、摩擦ローラシステム７および付随する電動駆動システム８を含む。そのようなウェブに基づくシステム、たとえば米国特許第５４５５６６８号に記載のような印刷システムは、速度が制御された態様およびトルクが制御された態様で動作される被駆動ロールの組合わせと動作し得る。印刷システムにおいては、典型的には、印刷エンジン１０の入力で測定した場合の１００Ｎ／ｍから１０
００Ｎ／ｍにわたる媒体単位幅当たりの張力がウェブ９に与えられる。

この発明の実施例においては、媒体単位幅当たりの張力を減じるために制動システム６が用いられる。媒体単位幅当たりの張力は、駆動システム７、８により発生されたウェブ９における張力および整列装置１におけるウェブ９における張力と比較した場合、好ましくは少なくとも３分の１に、より好ましくは１０分の１に減じられる。好ましくは、導入位置規定手段は、整列区域における紙の張力を６Ｎ／ｍの最小張力よりも大きく増大させる１つ以上の摩擦誘導ローラまたは固定シャフトを含む。印刷システムにおける紙の張力は本発明に関係のない印刷システムの細部に依存するが、整列装置１の出口での６Ｎ／ｍから５０Ｎ／ｍの間の媒体単位幅当たりの張力が、ブレーキ６の上流の整列領域において好ましいことが観察されている。

制動システム６は、たとえば米国特許第６８５４７１号に提案される、摩擦ブレーキ、電磁または真空ブレーキなどの、どのような好適な制動装置をも含み得る。たとえば、回転のために軸受に支持され得るドラムによりウェブが両側から支持される位置で押圧される簡単な摩擦パッドが、要求される接線制動力を摩擦によって与える低コストの手段を一般的に提供する。摩擦パッドは、たとえば好適にサイズ決めされたばねにより、ウェブ材料９に対して偏向され得る。摩擦パッドのための材料は、広範なウールなどの利用可能なフェルト材料から選択することができ、そのフェルトの密度などは、繊細なコーティングを含み得る繊細な光沢印刷媒体を傷つける恐れを減じるために一様性および柔軟さを最大化する一方で、消耗および起こり得る埃の発生を最小化するよう選択され得る。代替的な圧力パッドは、任意でコーティング、特にポリマーコーティングを付与される金属ブレードから、もしくはポリウレタンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのポリマーブレードからなる。パッドと媒体との間の接触領域は、ウェブ印刷媒体の相当の領域に制動力を拡散させるために、好ましくは２０平方センチメートルよりも大きい。たとえば、低密度ウールに基づく柔軟に延長されたフェルトの場合、１００平方センチメートルを超える接触領域が成功した検査結果をもたらした。回転可能に搭載される支持ドラムのシャフトに作用するブレーキは、ウェブ材料の、たとえば繊細なコーティングされた印刷媒体の表面への傷などの損傷の恐れを最小化するために、摩擦ブレーキに取って代わるように、または摩擦ブレーキに追加するように、選択可能である。

湾曲したシェルまたは固定ローラまたは逆方向に回転するローラ３などにより規定されて少なくとも１つのアーチ状経路が設けられ、アーチ状経路の上にウェブ材料９が摺動するように拘束される。ウェブ材料９と湾曲シェル、固定ローラまたは逆方向に回転するローラ３との間の相対的な運動は、この発明の重要な局面である。そのような湾曲した経路は、相対的な摺動により誘導される摩擦力であり得る。湾曲シェルは、単一の湾曲した要素からなるか、または複数の離れた要素、たとえばロッド、を含むか、またはウェブ材料９が上を移動する波状の表面を含み得る。２つの横方向に調整可能なサイドガイド４、５が、整列システムにおける印刷媒体９の媒体経路をさらに決定する。サイドガイド４、５の調整の方向は、ウェブ９の運動方向に直交する方向であり、すなわちウェブ９の横方向の位置を決定する。アーチ状の経路を規定する要素の目的は、アーチ状経路のまわりにウェブを案内すると同時にウェブ材料を支持することである。ウェブにおける張力のある程度の増大も提供される。図１ｂを参照して、アーチ状経路は、ＣとＤとの間の支持された軌道長さから、サイドガイド４、５がウェブ９の位置を制御するＡとＢとの間の側部が案内された長さにより規定され得る。アーチ状経路は、部分的に円筒状のウェブ形状を形成することが意図される−すなわち、湾曲した状態のウェブ材料のアーチ状形状がこの区域においてウェブ材料９の幅をわたって延在し、かつ、調整可能なサイドガイド４、５により拘束される。このアーチ状の、部分的に円筒状の形状は、平坦なウェブよりも、ウェブ材料により大きな横方向の安定性をもたらし、端縁座屈のおそれを減じる。

任意で、ウェブの導入位置は、導入位置規定機械的手段２によってより精密に規定されてもよく、該手段は、低摩擦ローラからなるか、または任意で付加的な摩擦パッドを備え
た少なくとも１つの固定軸からなり得る。この付加的な導入位置規定機械的手段２は、整列システムの導入部での媒体単位幅当たりのある最低限の張力を規定することを可能にする。この張力は、アンワインディング装置のような上流の装置からもたらされる、ほぼ自由に懸架するループにおける媒体の張力を超える。好ましくは、ガイド４、５は、導入位置手段２まで、またはこれを超えて、ウェブ材料の上流方向に延在する。ガイドは、平行に配置されたガイド４、５の間の狭い区域にウェブ材料を案内する支援を行なうための導入フレアをさらに含み得る。

導入位置規定手段の上流のウェブ形状は、カテナリーであって、それにより、自由に懸架するループの重みを支持するために必要な張力によって、ウェブ張力が決定される。アンワインダと整列装置との間に距離が設けられ、ウェブはこの距離、たとえば０．５ｍから１．５ｍをわたって自由に懸架する。導入ポイントで入る材料にはほとんど張力がなく、これは好ましくが張力が、０．５ｍ幅のウェブに対しては０．８Ｎ未満であり、８０ｇｓｍ媒体に対しては１．６Ｎ／ｍ未満、すなわち、ウェブ材料１メートル坪量当たり２×１０^−２Ｎ／ｍ未満であることを意味する。これは媒体の重量に従って一定比で増加するので、１５０ｇｓｍの媒体に対しては張力は３Ｎ未満であり、または３００ｇｓｍの媒体に対しては６Ｎ／ｍ未満である。

図２および図３は、この発明のさらなる実施例に従った整列システム１の図を示し、ここで調整可能なサイドガイド４、５は、複合ローラ表面の外側セグメントと一体化されたフランジ４’、５’として形成される（図３に最もよく示される）。そのような調整可能なサイドガイド４、５は、ウェブの端縁を明確に規定し、印刷媒体の横方向の運動に利用可能である範囲を限定する。横方向の程度が媒体の幅を超える湾曲シェルと比較して移動する調整可能なガイド４、５は、調整可能なガイド４、５とシェルとの間の何らかの間隙に捕捉される薄い媒体の問題を解決する。

波型のプロファイルを備えた押出し表面を、米国特許出願ＵＳ２００２／０１７９６７１において論じられるように、一致するサイドガイドとして用いることができ、この問題を緩和できることが期待され、かつこの発明に従った実施例に組み入れることが可能である。しかしながら、そのような波型プロファイルは、繊細な光沢のある媒体に、特にそのような光沢のある媒体が１平方メートル当たり１２０グラムを超える比較的高重量である場合、損傷を与え得る局所化された摩擦を引き起こす不規則性を包含することが予期される。

図４および図５を参照して、この発明の別の実施例に従った整列装置の側面図が示され、図６を参照して、ウェブ９のアーチ状経路の一部が側面図で示される。このアーチ状経路は、距離Ｌをわたって延在する。この距離Ｌに沿って、ウェブ材料９は少なくとも１つの位置で支持される。アーチ形状のために、ウェブ運動方向は角度α（Alfa）で変化する。アーチ状経路に複数のセグメントがある場合、長さＬは複数のサブ長さからなり、角度αはいくつかのサブ角度からなり得る。媒体が、距離Ｌにわたり角度αによる湾曲して支持される態様で案内されるので、各セグメントごとに湾曲した軌道が設けられる。媒体のアーチ形状と支持のアーチ形状とは、典型的には多少なりとも一致する。「湾曲した」支持の「アーチ」形状は、曲率半径が局所的に連続しているのかまたは変化しているのかという観点で特定することができる。

巻きの角度αは、接触が終了する位置でのウェブ材料表面に対する法線により規定される。ゼロではないαは、「支持表面」に対し垂直である媒体における張力の成分をもたらす。この態様で、紙は支持に向かう緩やかな力を受け、ウェブにおける横方向の座屈または皺（これは支持されない紙においては一般的であろう）は緩和されて、媒体位置が整列装置内で拘束されるに従って広げられる。媒体が平坦化されるにつれ、それは調整可能な
サイドガイド間の空間を完全に占める。

この発明に従ったサイドガイド４、５は、好ましくは紙軌道の相当の長さにわたって延在するが、調整可能なサイドガイドを設けられた軌道の一部は少なくとも部分的に、有限の曲率を有するウェブの軌道と重複すべきことが判明している。図１ｂに、有限の曲率を備えた媒体軌道セグメントの例を、曲率が角度αによる湾曲した表面上の巻きから生じるセグメントＣＤとして示す一方、横方向に調節可能なサイドガイドがその上に延在可能である媒体軌道を、部分的に湾曲したセグメントＡＢにより示す。横方向に調節可能なサイドガイドがその上に延在する媒体軌道が、媒体が固定表面またはシェルの上を摺動させられる有限の曲率セグメントＣＤのうち１つ以上と少なくとも部分的に重複する場合に、最良の結果が得られることが判明している。

図４は、湾曲した軌道が２つの固定ローラ３、３’により実現され、ローラ３、３’の端部セグメントが調整可能なサイドガイド４、５と任意で一体化される、好ましい実施例を示す。この実施例においては，印刷媒体が湾曲した表面に沿って摺動する軌道は、図５に示す区域Ｃ１−Ｄ１およびＣ２−Ｄ２からなる合成軌道である。ここで、合計の摺動接触長さＬはＣ１−Ｄ１およびＣ２−Ｄ２の総計に対応する。よって、図５においては、支持される長さＬ、すなわちL_(supported)は距離Ｃ１−Ｄ１に距離Ｃ２−Ｄ２を加算して得られる。調整可能なサイドガイドによって案内されるウェブ材料の長さは、距離Ａ−Ｂにより決定されるL_(sideguided)である。ウェブ材料が支持も側部での案内もされる距離、すなわちL_{(supported and side-guided)}は、距離Ｃ１−Ｄ１に距離Ｃ２−Ｂを加算して得られる。

実験により、形状に拘らない、または支持されるか否かに拘らない調整可能なプレートによりウェブ材料が案内される場合の軌道距離Ｌは、L_(sideguided)＞ｍａｘ（５０ｍｍ，媒体幅／４）と求められた。ウェブ材料が支持も側部での案内もされる場合の好ましい長さＬ、すなわちL_{(supported and side-guided)}は、２／３＊ｍａｘ（５０ｍｍ，媒体幅／４）よりも大きい。さらに好ましくは、L_(sideguided)は、２／３＊ｍａｘ（１００ｍｍ，媒体幅／２）よりも大きい。

ウェブ材料が、導入位置手段２から、またはその手前から、両側で案内され、また、長さＬは調整可能なサイドガイドの延在内で拘束される（複合）支持のその一部に限定されることが好ましい。

この機構は、ある条件が曲率半径の境界の観点で満たされた場合に、うまく機能する。局所的に支持の局率半径が小さすぎると−より剛性のある媒体は、用いられるべき緩やかな媒体張力で支持との接触を保つことができない。曲率半径が大きすぎると、たとえば支持が湾曲した形状から発して実質的に平坦な形状になると、セグメントのこの実質的に平坦な部分は整列支持に顕著には貢献しない。

「湾曲した表面」は、好ましくは、局所的な曲率半径が限界値よりも大きくなる部分を除外すべきであり、任意で、（他のすべての条件は満足されるが）曲率半径が上限未満となると別の湾曲したセグメントとなる。同様に、湾曲した表面は、好ましくは、局所的な曲率半径が限界値よりも小さくなる部分を除外すべきである。湾曲した支持が波状表面を有する場合、これはいくつかの曲がり点を有するアーチ形状として考えることができる。そのような支持は、米国特許出願ＵＳ２００２／０１７９６７１に記載される波状押出しであり得る。この場合、媒体は凸閉包に従い、凸閉包は上述の定義の観点から考慮される。

アーチ状経路に貢献するウェブ運動軌道の部分の好適な曲率半径を表１に示す。小さす
ぎる局率半径のいずれか、たとえば導入位置（２）での軸またはシャフトの半径は、接触長さに貢献しないと考えられる。

湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定するための手段は、ウェブの幅の少なくとも一部にわたってウェブと接触する１つ以上の固定ローラまたは湾曲シェルを含み、これら固定ローラまたは固定シェルの少なくとも１つは３２ｍｍよりも大きな曲率半径を有する。一般的な加工に好適な半径は、上記値の妥協点である４０ｍｍであることが判明している。好ましくは固定ローラまたは湾曲したシェルの表面である、１つ以上の固定されたまたは逆方向に回転する表面をわたる湾曲した紙の経路においてウェブを引張ることと、両方での横方向の案内と、それに続くブレーキ６の後の増大した引張りとが組み合わされた作用は、駆動ローラの直後で位置端縁センサ１０で計測した場合のウェブの位置的安定性に、予想外に劇的な効果を与えることが判明している。

さらに、サイドガイド４と５との間の距離が、図３に示す、媒体幅（Ｐ）＋１ｍｍ以下媒体幅（Ｐ）−２ｍｍ以上の値Ｗに調整された場合に、ウェブドリフト変動が５０ミクロン未満の値に減じられるという良好な結果が媒体の範囲に対し維持されることが判明した一方、より軽い媒体重量の印刷媒体については、値Ｗは媒体幅よりも０．５から１ｍｍだけ小さく設定されることが好ましいことが判明した。

さらに、２つのサイドガイドの存在は、わずかに不規則に巻かれた印刷媒体リールから生じ得る問題を解決することが判明した。そのようなリールは、リールをさかさまに取り付けて、ウォークの方向を逆にすることにより検証され得るように、一方の横方向にドリフトする傾向がある。単一のサイドガイドを備えたシステムは、この傾向を克服するために横方向の力に十分な余裕を提供しなければならないであろう。

驚くべき発見は、湾曲したシェルまたは固定ローラ３の曲率半径および接触領域の長さについて提案される範囲を選択した後で、サイドガイドでの反応力と固定表面で摺動する印刷媒体の微細な調整に必要な力との間のバランスが、媒体重量および媒体剛性の観点において、印刷媒体の顕著に大きな範囲にわたり安定であったことである。

端部セグメントの調整可能なサイドガイドとの任意の一体化は、この発明の要件ではないことに留意されたい。さらに、たとえば導入手段２の一部として図５に示すように印刷媒体幅の相当部分にわたって延在する調整な可能バー１１による、付加的な媒体の曲げが、薄い媒体に生じ得るしわを防止するのに有益であることが判明した。このバー１１は整列装置内の他の場所に配置されてもよい。これらのしわは、固定された中央セグメントとサイドガイドとともに移動可能である端部セグメントとの間の支持されないギャップで形成される傾向を生じさせる恐れがある。

そのような媒体への損傷の恐れを減じるために、媒体の単位あたりの張力を提案される
範囲に保つことが重要である。媒体の軌跡は、固定された摺動表面３に沿って湾曲し、媒体を摩擦摺動のために表面に抗して押し付ける垂直成分をもたらす。

固定されたシャフト、バー、ローラまたは湾曲したシェルがアルミニウム合金または各種の鋼などの共通の材料を含み得る一方で、ニッケルコーティングまたはクロームコートのような低摩擦の耐磨耗性のコーティングおよび、帯電防止成分および摩擦低減のための粗さを制御する添加剤を含み得るポリマーベースの耐磨耗性コーティングを塗布してもよいことが判明している。そのような、低摩擦および耐磨耗性のために選択される材料は、最も繊細な媒体の表面の損傷の恐れを減じるために有益である。

可能なガイド４、５および固定ローラまたはシェル３により、減じられた媒体単位当たりでの張力で調整整列された後で、印刷媒体は整列区域１を下流経路から離隔するブレーキ６を通って印刷エンジン１０へ向かい、ここで媒体単位当たりの張力は実質的に増加される。ブレーキ６と駆動ユニット７との間の所与の離隔での増大した張力は、走っているウェブの位置の安定性に貢献する。構造的理由または印刷システムのフットプリントを増大させることなく６と７との間のウェブの長さを増大させるためなどの異なった理由から、回転のために軸受に支持されたドラムのさらなるローラを、ブレーキ６と駆動装置７との間に、この発明の範囲から逸脱することなく導入し得ることに留意されたい。

上述の整列システムは、自動化された調整を必要とすることなくオペレータによって調整可能な低コストのシステムとして実現可能である。本発明に従ったシステムと能動的なウェブ制御システムとの間の比較を図７および図８に示す。図８において、能動的な制御システムはウェブ位置の典型的な振動性分散を示す。Ｘ軸は、各単位が３秒である時間軸である。Ｙ軸は、１００単位が２４０ミクロンを表わす横方向の変位を示す。ウェブの横方向の位置的ばらつきは１００単位のオーダ、すなわちプラスまたはマイナス１２０ミクロンである。図７は、この発明の整列装置によって制御される同様のシステムを示す。Ｘ軸は時間、分、秒での時間軸である。Ｙ軸は、１００単位が２４０ミクロンを表わす横方向の変位を示す。各曲線は、異なった試行を示す。横方向の位置的ばらつきは、典型的には最大約２０単位、すなわち約プラスまたはマイナス２４ミクロンである。よって、この発明に従ったシステムは、従来のシステムの＋／−１２０ミクロンと比較すると、ウェブウォークを低いレベル、たとえば＋／−２５または＋／−５０ミクロンのウェブ制御に低減する。

図９から図１３は、この発明に従った整列装置において用いるためのサイドガイドを調整する手段の代替的実施例を示す。これらの図は、図２に示す調整可能な湾曲シェルまたは固定シェル３の外形を概略的に示す。外形だけが示され、内部支持ロッドおよび湾曲シェルまたはロッドを特定の長さに維持するためのクランプまたは固定手段などの細部は、明確性のために省略されている。サイドガイド４、５もまた図示されない。

湾曲シェルまたは固定シェル３は３つの部分３ａ、３ｂ、３ｃからなる。３つの部分のすべての外径は同一である。３つの部分３ａ、３ｂ、３ｃはサイドガイド４、５とともに用いられる。これらのガイド４、５は、端部部分３ａ、３ｃに固定されるか、または３ａ、３ｃの端部部分に当接する図３の４’、５’のような別個の管状延長部を有し得る。もしあるならば、図３の管状部分４’、５’の外径は、部分３ａ−ｃの外径と同一である。３つの部分すべてが、それらの中心軸が同じ線に沿って存在するように、かつもしあるならば図３の管状部分４’、５’の中心軸と同じ線に沿って存在するように、拘束される。部分を拘束する手段は図示されないが、たとえば、その上で２つの外側部分３ａ、ｃが（回転しないが）長手方向に動き、中央部分が回転可能であるロッドであり得る。中央部分３ｂの位置はその長さに沿って、たとえば支持ロッドに沿って、ウェブ経路を印刷エンジンに対して調整するために、調整可能である必要があり得る。任意で、中央部分３ｂは長
手方向に、たとえばロッドに沿って摺動できない。好適な拘束は、関連の運動を規制する中央支持ロッドおよび湾曲シェルにそれぞれ設けられるキーおよびキー溝（またはその逆）によって得ることができる。

部分３ａ−ｃのすべての外径は凸アーチ状であり、たとえば外側表面がシリンダの外側表面によって規定される包絡線に存在する。たとえば、中央管状部分３ｂはシリンダの一部の形状であり得る、たとえば巻いた三角形または巻いた切頭三角形であり得る。部分のすべてに対して用いられる材料は、摩擦表面として作用するために好適である何らかの材料であり得る、たとえばプラスチック材料であり得る。中央部分３ｂの端縁は、螺旋形状を有する。この螺旋形状は、２つの管状外側部分３ａおよび３ｃの端部の同様の螺旋形状と一致する。中央部分３ｂの端縁は、外側管状部分３ａおよび３ｃの一致する端縁と摺動接触する。中央部分３ｂのその軸を中心とした外側部分３ａおよび３ｃに対する相対的回転により、外側部分はさらに引き離されるか、または引き寄せられる。好ましくは、中央部分は移動、たとえば回転が可能であり、外側部分は静止したままである、すなわち回転しない。

図９および図１０は、それぞれその最小の延長での、この実施例に従った湾曲シェルまたは固定ローラ３を示す。図１１から図１３は、その最大に延長された位置での同じ湾曲シェルまたは固定ローラ３を示す。どのような中間の位置も、中央部分３Ｂと外側部分３ａおよび３ｃとの間の相対的回転の程度に依存して得ることができる。

上記実施例においては、ウェブに対する摺動表面をなすために３つの湾曲シェルが用いられる。しかしながら、２つの湾曲シェルを用いてもよい。この実施例においては、外側部分３ａは中央部分３ｂと組み合わされて単一の管状部分を形成する。この組合わせ部分の残りの部分３ｃに対する相対的回転が、湾曲シェルの全体長さを変更する。２つの部分を用いる不利点は、長さ変更が両側に対して等しくではなく片側に対してのみであることである。

この発明は、ＥＰ０８６４９３１Ａ１に記載のようなシステムに取って代わるのに特に有用であるが、該システムは、ウェブ整列におけるばらつきが検出されて画像形成システムの横方向の調整により補償されるウェブ整列制御システムを含む。そのようなシステムはウェブの中心線の位置の非常にゆっくりとした横方向シフトに対処する一方、そのようなシステムは一般的に、過敏な能動制御システムが誘導する急激な変化の補償にはあまり効率的ではない。（書込ヘッドに対して画像内容をシフトさせるなどによる）画像形成システムを調整するそのような能力を備えた印刷システムは、安定して走っているウェブに対し画像を減じられたウェブウォークでうまく調整する柔軟性を有する。そのような機能は、ウェブの中心線をプリンタに調整する際の絶対的な精度に対する整列システムの要件を緩和させ、現在の発明におけるようなウェブウォークを最小化する受動的解決策から最大の恩恵を得る。

この発明に従った装置のために、好ましい実施例、特定の構造および構成、ならびに材料が説明されてきたが、この発明の範囲および精神から逸脱することなく、形状および細部に様々な変更および修正を行ない得ることを理解されたい。

この発明の第１の実施例に従った整列装置を通る連続ウェブの経路の概略図である。 印刷媒体軌道のセグメントを限定するための符号を示す同じ概略図である。 固定ローラの端部セグメントが、サイドガイドとして機能する調整可能なフランジと一体化された好ましい実現例を強調した、紙の経路の図である。 図２に対応する詳細な断面を示す図である。サイドガイド間隔Ｗを印刷媒体ウェブ９の幅Ｐよりもわずかに狭くするのが好ましい調整である。 両方にウェブの連続的な曲げをもたらす２つの固定ローラを含む、この発明の代替的な好ましい実施例を示す図である。 合成湾曲印刷媒体軌道および部分的な重複の概念を示す、図４の代替的な実施例を示す図である。 この発明の実施例に従った整列装置におけるウェブ材料のアーチ状の経路の詳細を示す図である。 この発明に従った整列試行の結果を示す図である。 従来の能動的な制御システムに従った整列試行の結果を示す図である。 この発明に用いるための管状シェルの長さを調整するための装置を示す図であり、最小の位置を示す。 この発明に用いるための管状シェルの長さを調整するための装置を示す図であり、最小の位置を示す。 この発明に用いるための管状シェルの長さを調整するための装置を示す図であり、最大延長位置を示す。 この発明に用いるための管状シェルの長さを調整するための装置を示す図であり、最大延長位置を示す。 この発明に用いるための管状シェルの長さを調整するための装置を示す図であり、最大延長位置を示す。

Claims (12)

1. ２つの外側端縁を有して上流の装置から発する連続的な印刷媒体のウェブ（９）を、前記連続的ウェブ（９）上へのさらなる印刷のために印刷システムに対して安定的な横方向位置に整列させるためのウェブ整列装置（１）であって、前記印刷システムは前記ウェブ整列装置（１）の下流に駆動システム（７，８）を有し、前記整列装置（１）は、
   ウェブ（９）の導入位置を規定するための機械的手段（２）を含み、前記ウェブ（９）は前記機械的手段（２）と摺動または転がりで接触し、前記ウェブ（９）は張力のないループとして供給され、前記整列装置はさらに、
   整列区域の端部での媒体単位幅当たりの張力を、前記印刷システムの前記駆動システム（７，８）により与えられる下流の媒体単位幅当たりの張力と比較して、減じる制動手段（６）と、
   前記印刷媒体と湾曲した表面とが摩擦接触して摺動する領域を含む、湾曲したまたは部分的に湾曲した第１のウェブ運動軌道を規定する手段とを含み、前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１のウェブ運動軌道を規定するための手段は、前記制動手段（６）の上流に場所決めされ、前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１のウェブ運動軌道の摺動区域は、有限の長さＬ１にわたって延在し、前記整列装置はさらに、
   ２つのサイドガイド（４，４’５，５’）を備えた調整可能横方向案内手段を含み、前記２つのサイドガイド（４，４’５，５’）の１つが前記ウェブ（９）の各側部端縁上にあり、前記調整可能横方向案内手段は、前記印刷媒体の２つの外側端縁のいずれかまたは両方と接触するように幅が調節可能であり、こうして２つの対向する方向において前記印刷媒体が利用可能である横方向運動ダイメンションを限定し、前記調整可能横方向案内手段は前記印刷媒体の有限の第２のウェブ運動軌道にわたって延在し、前記ウェブ（９）の両方の側部端縁におけるサイドガイド（４，４’５，５’）を備えた前記有限の第２のウェブ運動軌道は、前記導入位置を規定するための手段（２）よりも遠く上流方向に延在し、かつ前記印刷媒体と前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の軌道を規定する手段とが摺動接触する前記第１の軌道の少なくとも一部を含み、Ｌ２は、前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１のウェブ運動軌道の摺動区域の一部の長さであり、前記一部は前記有限の第２のウェブ運動軌道と共通であり、
   Ｌ１が、Ｌ１＞ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）の関係を満たし、
   Ｌ２が、Ｌ２＞２／３＊ｍａｘ（５０ｍｍ，Ｐ／４）の関係を満たし、ここでＰは印刷媒体の幅に対応することを特徴とする、装置。
2. 前記制動手段（６）は、整列区域の端部での媒体（９）単位幅当たりの張力を、前記印刷システムの前記駆動システム（７，８）により与えられる下流の媒体（９）単位幅当たりの張力と比較して、少なくとも３分の１に減じるよう適合される、請求項１に記載の装置（１）。
3. 有限の第２のウェブ運動軌跡（Lguided）は、Lguided＞ｍａｘ（５０ｍｍ，媒体幅／４）の関係を満たす、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記張力のないループは、２×１０^-2＊ＷｔＮ／ｍに等しい最大値以下の張力を有し、Ｗｔは１平方メートル当たりのウェブの比重である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の装置。
5. 前記導入位置規定手段（２）は、６Ｎ／ｍの最小張力よりも大きく、整列区域における紙の張力を増大させる、１つ以上の摩擦誘導ローラまたは固定シャフトを含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の装置（１）。
6. 前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定するための手段は、前記ウェブの幅の少なくとも一部にわたって前記ウェブと接触する１つ以上の固定ローラまたは湾曲シェル（３，３’，３ａ，３ｂ，３ｃ）を含み、これら固定ローラまたは固定シェルのうちの少なくとも１つは、３２ｍｍよりも大きな曲率半径を有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置（１）。
7. 前記横方向案内手段は、前記ウェブ（９）に対して横方向に調整可能である調整可能平行フランジ（４’，５’）を含む、請求項１から請求項６のいずれかに記載の装置（１）。
8. 前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定するための手段は、前記ウェブ（９）の幅の少なくとも一部にわたって前記ウェブ（９）と接触する１つ以上の湾曲シェルまたは固定ローラ（３，３’，３ａ，３ｂ，３ｃ）を含み、前記横方向案内手段（４，４’，５，５’）は、前記ウェブ（９）に対して横方向に調整可能である調整可能平行フランジを含み、管状延長部（４’，５’）は、前記固定ローラまたは湾曲シェル（３，３’，３ａ，３ｂ，３ｃ）の端部セグメントを含み、前記端部セグメントは前記調整可能フランジと一体化されてそれらとともに運動可能である、請求項１から請求項５のいずれかに記載の装置（１）。
9. 前記整列装置内にある場合にウェブにおける皺の発生を防止するための、印刷媒体を曲げるためのさらなる手段（１１）をさらに含む、請求項６から請求項８のいずれかに記載の装置（１）。
10. 前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定するための手段は、軸を中心として互いに対して相対的に回転可能である少なくとも２つの湾曲シェル（３ａ，３ｂ，３ｃ）の組合わせを含み、前記湾曲したまたは部分的に湾曲した第１の運動軌道を規定するための手段の長さは前記少なくとも２つの湾曲シェル（３ａ，３ｂ，３ｃ）の間の相対的回転により決定される、請求項１から請求項９のいずれかに記載の装置（１）。
11. 前記湾曲シェル（３ａ，３ｂ，３ｃ）のうちの１つの端縁は螺旋形状であり、前記湾曲
    シェル（３ａ，３ｂ，３ｃ）のうちの別のものの端縁の形状と一致する、請求項１０に記載の装置（１）。
12. 前記有限の第２のウェブ運動軌跡（Lguided）は、Lguided＞ｍａｘ（５０ｍｍ，媒体幅／４）の関係を満たす、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の装置（１）。

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