JP6002597B2 - 搬送装置及びそれを備えたインクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷のために連続紙を所定の方向に搬送させる搬送装置及びそれを備えたインクジェット印刷装置に関する。

従来、この種の装置として、複数個の計測部と、複数個の搬送部と、制御部とを備え、帯状の連続紙を搬送路に沿って搬送させつつ印刷を行う印刷装置がある（例えば、特許文献１参照）。

複数個の計測部は、搬送路上の複数箇所において連続紙の張力を計測する。複数個の搬送部は、複数個の計測部のそれぞれの近傍において連続紙を搬送する。制御部は、複数個の計測部の計測結果に基づいて、複数個の搬送部の搬送速度を制御する。その際には、複数個の搬送部のうちの最も搬送路の上流側に設けられた搬送部の搬送速度を、当該搬送部の近傍に配置された計測部の計測結果が所定値に近づくように制御し、複数個の搬送部のうちの他の搬送部の搬送速度を、当該搬送部の上流側及び下流側に配置された計測部の計測結果が、上流側に配置された計測部の計測結果に近づくように制御する。これにより、搬送路の複数箇所において連続紙にかかる張力を一定にすることができる。

特許第４７２２６３１号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、最も搬送路の上流側の搬送部を基軸とし、各搬送部の張力の測定結果が所望の値となるように上流側の搬送部の搬送速度を制御している。これにより、連続紙の搬送速度が増加してゆく加速区間と、連続紙の搬送速度が一定である一定区間とにおいて、各搬送路における搬送速度のバランスをとることができる。その一方で、特に、連続紙の搬送速度が低下してゆく減速区間においては、各搬送路の搬送速度が不均一になることがあるので、連続紙に異常な緩みが生じたり、連続紙に破損が発生したりする恐れがあるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、複数個の搬送部を協調制御することにより、搬送速度が加減速される際における印刷媒体の異常な緩みや破損を防止できる搬送装置及びそれを備えたインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、印刷媒体を搬送路に沿って搬送させる搬送装置において、記録媒体を前記搬送路上で搬送させる複数個の搬送手段と、印刷媒体の搬送速度が０から所定の搬送速度に達するまでの加速区間における時間について、加速レートに基づき分割した時間に対応する分割加速区間の搬送速度を設定する分割加速区間設定手段と、印刷媒体の搬送速度が所定の搬送速度から０に達するまでの減速区間における時間について、減速レートに基づき分割した時間に対応する分割減速区間の搬送速度を設定する分割減速区間設定手段と、前記複数個の搬送手段のうちの一つであって、前記分割加速区間ごとまたは前記分割減速区間ごとに設定される搬送速度で駆動され、前記印刷媒体の搬送を行う際の基軸となる基軸搬送手段と、印刷媒体の搬送速度の増加または減少について、前記基軸搬送手段の分割加速区間または分割減速区間の切り替えタイミングに合わせて、前記複数個の搬送手段のうち前記基軸搬送手段を除いた他の搬送手段の搬送速度を切り替える制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御手段は、印刷媒体の搬送速度の増加または減少について、分割加速区間設定手段により設定された分割加速区間における搬送速度、または、分割減速区間設定手段により設定された分割減速区間における搬送速度を基軸搬送手段が切り替えるタイミングに合わせて、他の搬送手段の搬送速度を切り替える。したがって、他の搬送手段が基軸搬送手段の動作に合わせて協調制御されるので、搬送速度が加減速される際における印刷媒体の異常な緩みや破損を防止できる。

また、本発明において、前記基軸搬送手段のうち前記基軸搬送手段を除く他の搬送手段の近傍に、印刷媒体の張力を計測する張力計測手段を備え、前記他の搬送手段は、前記張力計測手段の計測結果に基づいて搬送速度を微調整することが好ましい（請求項２）。

他の搬送手段は張力計測手段の計測結果に基づいて搬送速度を微調整するので、他の搬送手段における印刷媒体の搬送を精度よく行うことができる。

また、本発明において、前記加速レート及び前記減速レートは、それぞれ異なることが好ましい（請求項３）。

また、本発明において、前記加速区間と前記減速区間との間に位置する一定速区間における時間は、分割した時間が一つであることが好ましい（請求項４）。

また、本発明に係るインクジェット印刷装置は、上記の搬送装置と、前記搬送装置で搬送される印刷媒体にインク滴を吐出させるインクジェットヘッドと、を備えたことを特徴とするものである。

インクジェットヘッドにより印刷される印刷媒体を搬送装置で搬送するので、搬送速度が加減速される際における印刷媒体の異常な緩みや破損を防止できる。したがって、印刷ヘッド近傍の印刷媒体の平面性を向上できるので、印刷の品質を向上させることができる。

本発明に係る搬送装置によれば、制御手段は、印刷媒体の搬送速度の増加または減少について、分割加速区間設定手段により設定された分割加速区間における搬送速度、または、分割減速区間設定手段により設定された分割減速区間における搬送速度を基軸搬送手段が切り替えるタイミングに合わせて、他の搬送手段の搬送速度を切り替える。したがって、他の搬送手段が基軸搬送手段の動作に合わせて協調制御されるので、搬送速度が加減速される際における印刷媒体の異常な緩みや破損を防止できる。

実施例にインクジェット印刷装置の概略構成を示す全体図である。 表面印刷ユニットの搬送の制御系の要部を示すブロック図である。 搬送の制御例を示すタイムチャートである。 駆動波形の切り替えタイミングの説明に供する模式図である。 動作を示すフローチャートである。 本実施例による張力波形の変動を示すグラフである。 従来例による張力波形の変動を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は、実施例に係る搬送装置を備えたインクジェット印刷装置の概略構成を示す全体図である。

本実施例に係るインクジェット印刷装置１は、給紙部３と、表面印刷ユニット５と、反転ユニット７と、裏面印刷ユニット９と、排紙部１１と、制御部１２とを備えている。

給紙部３は、ロール状の連続紙ＷＰを水平軸周りに回転可能に保持し、表面印刷ユニット５に対して連続紙ＷＰを巻き出して供給する。排紙部１１は、両面の印刷が行われた連続紙ＷＰを水平軸周りに巻き取る。

なお、上記の連続紙ＷＰが本発明の「印刷媒体」に相当する。

表面印刷ユニット５は、給紙部３からの連続紙ＷＰを搬送路上に取り込むための駆動部１３を上流側に備えている。駆動部１３によって給紙部３から巻き出された連続紙ＷＰは、複数個の搬送部１５に沿って搬送路上を下流側に搬送される。表面印刷ユニット５は、その最下流に駆動部１７を備えている。駆動部１３と駆動部１７との間の搬送路上には、上流側から印刷部１９と、乾燥部２１とが配置されている。印刷部１９は、インクジェットヘッド２３を備えている。インクジェットヘッド２３は、インクを吐出することで印刷を行う。乾燥部２１は、印刷部１９で印刷された連続紙ＷＰの乾燥を行う。

反転ユニット７は、表面印刷ユニット５の駆動部１７から送り出された連続紙ＷＰの表裏を反転させる。さらに、反転させた連続紙ＷＰを裏面印刷ユニット９に送り出す。

裏面印刷ユニット９は、反転ユニット７からの連続紙ＷＰを搬送路上に取り込むための駆動部２５を上流側に備えている。駆動部２５によって取り込まれた連続紙ＷＰは、複数個の搬送部２７に沿って搬送路上を下流側へ搬送される。裏面印刷ユニット９は、その最下流に駆動部２９を備えている。駆動部２５と駆動部２９との間の搬送路上には、上流側から印刷部３１と、乾燥部３３と、両面検査装置３５とをその順に備えている。印刷部３１は、インクジェットヘッド３７を備えている。インクジェットヘッド３７は、インクを吐出することで印刷を行う。乾燥部３３は、印刷部３１で印刷された連続紙ＷＰの乾燥を行う。両面検査装置３５は、印刷部１９，３１で印刷された連続紙ＷＰの印刷された両面を検査する。

制御部１２は、図示しないコンピュータから与えられた印刷データを受け取って、印刷データに応じて表面印刷ユニット５と裏面印刷ユニット７とを操作し、印刷データに基づいた画像を連続紙ＷＰの表裏面に印刷させる。

ここで、図２を参照する。図２は、表面印刷ユニットの搬送の制御系の要部を示すブロック図である。なお、裏面印刷ユニット７もほぼ同様の構成を有する。

駆動部１３は、駆動ローラ１３ａ、１３ｂを備えている。また、駆動部１７は、駆動ローラ１７ａ、１７ｂを備えている。駆動ローラ１３ａはモータＭ１によって駆動され、駆動ローラ１３ｂはモータＭ２によって駆動され、駆動ローラ１７ａはモータＭ３によって駆動され、駆動ローラ１７ｂはモーラＭ４によって駆動される。各モータＭ１〜Ｍ４は、パルスによって回転数が制御可能なパルスモータである。また、モータＭ１はドライバ４１により駆動され、モータＭ２はドライバ４２により駆動され、モータＭ３はドライバ４３により駆動され、モータＭ４はドライバ４３により駆動される。

駆動ローラ１３ａの下流側であって駆動ローラ１３ｂの上流側には、テンションセンサ４５が配置され、駆動ローラ１３ｂの下流側であって駆動ローラ１７ａの上流側には、テンションセンサ４６が配置され、駆動ローラ１７ａの下流側であって駆動ローラ１７ｂの上流側にはテンションセンタ４７が配置されている。テンションセンサ４５〜４７は、連続紙ＷＰが搬送される際に、連続紙ＷＰに加わっている張力を検出し、張力信号を出力する。

制御部１２は、ＦＰＧＡ４９とＣＰＵ５１とを備えている。ＦＰＧＡ４９（Field-Programmable Gate Array）は、ロジックのプログラムが可能なゲートアレイである。このＦＰＧＡ４９は、ドライバ４１〜４４に対して駆動用のパルスを出力する。また、テンションセンサ４５〜４７から張力信号を受け取る。ＦＰＧＡ４９は、ＣＰＵ５１によって制御される。ＣＰＵ５１は、外部から印刷開始を意味するスタート信号を受け取ると、ＦＰＧＡ４９を操作して各モータＭ１〜Ｍ４の駆動に係る制御を行う。ＣＰＵ５１は、モータＭ１〜Ｍ４の操作指令をＦＰＧＡ４９に与えるとともに、ＦＰＧＡ４９からテンションセンサ４５〜４７の張力信号を受け取って、ＦＰＧＡ４９とともに後述する制御を行う。

ＣＰＵ５１は、オペレータによって入力設定された加減速に係るパラメータに基づいて、後述するようにベース駆動波形を計算し、計算されたベース駆動波形をＦＰＧＡ４９に与える。加減速に係るパラメータは、例えば、搬送速度が０から所定の搬送速度となる加速区間における時間と、加速レートと、所定の搬送速度と、加速区間後の一定速区間となる時間と、搬送速度が所定の搬送速度から０に達するまでの減速区間における時間と、減速レートなどである。ここで、加速レートとは、停止状態から目標速度に達するまでの加速度のことである。減速レートとは、目標速度から停止状態に達するまでの加速度のことである。加速レートと減速レートは、ともにユーザにより設定可能な値である。加速レートと減速レートは、それぞれ異なるものであってもよい。これにより連続紙ＷＰに最適な加減速を設定できる。

また、ＣＰＵ５１は、加速レートに基づき加速区間を分割して各時間に対応する分割加速区間の搬送速度を求め、減速レートに基づき減速区間を分割して各時間に対応する分割減速区間の搬送速度を求めてベース駆動波形を設定する。ＦＰＧＡ４９は、そのベース駆動波形により各ドライバ４１〜４４を介して対応するモータＭ１〜Ｍ４を操作して連続紙ＷＰの搬送を行わせる。なお、本実施例では、駆動ローラ１３ｂが基軸であるものとする。ＦＰＧＡ４９は、テンションセンサ４５〜４７からの張力信号に基づき、ドライバ４１，４３，４７を介してモータＭ１，Ｍ３，Ｍ４の回転を操作し、ベース駆動波形による駆動を行わせつつも、駆動ローラ１３，２５，２９による搬送速度を微調整する。この微調整により、駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂによる搬送を精度よく行うことができる。

なお、上述した駆動ローラ１３ａ、１３ｂ、１７ａ、１７ｂが本発明における「搬送手段」に相当し、駆動ローラ１３ｂが本発明における「基軸搬送手段」に相当する。また、制御部１２が本発明における「制御手段」に相当し、ＣＰＵ５１が本発明における「分割加速区間設定手段」と「分割減速区間設定手段」に相当する。また、テンションセンサ４５〜４７が本発明における「張力計測手段」に相当する。

ここで図３及び図４を参照する。なお、図３は、搬送の制御例を示すタイムチャートであり、図４は、駆動波形の切り替えタイミングの説明に供する模式図である。

この例では、分割加速区間を１９９区間、分割減速区間を１９９区間としており、搬送速度が０から搬送速度Ｖ２００に達するまでの区間を加速区間ＩＡとし、搬送速度が一定の区間を一定速区間ＣＡとし、搬送速度Ｖ２００から搬送速度が０に達するまでの区間を減速区間ＤＡとしている。加速区間ＩＡは、分割領域Ａ１，Ａ２，……Ａ１９９の分割した時間に区切られ、一定速区間ＣＡは、一つの分割領域Ａ２００にされ、減速区間ＤＡは、分割領域Ａ２０１，Ａ２０２，……Ａ３９９の分割した時間に区切られている。ＣＰＵ５１は、各分割領域Ａ１〜Ａ３９９について搬送速度Ｖ１〜Ｖ３９９を設定する。搬送速度Ｖ１〜Ｖ３９９は、出力パルスレートであり、パルスレートが高いほど搬送速度が高くなる。各分割領域Ａ１〜Ａ３９９は、それぞれ出力パルス数Ｐ１〜Ｐ３９９が設定され、各分割領域Ａ１〜Ａ３９９にて出力されるパルス数が規定される。

なお、図３中の一定速区間ＣＡと、減速区間ＤＡにおいて上下に二点鎖線で示したラインは、上述した駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂにおける搬送速度の微調整を表している。これらは、基軸である駆動ローラ１３ｂ以外の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂにおいて生じる制御である。

制御部１２は、加速区間ＩＡ及び減速区間ＤＡにおいては、基軸である駆動ローラ１３ｂのドライバ４２に与えるベース駆動波形が次の分割領域へ移動した場合であって、基軸以外の駆動ローラ１３ａのドライバ４１と、駆動ローラ１７ａのドライバ４３と、駆動ローラ１７ｂのドライバ４４とがその分割領域へ移動していない場合には、制御部１２は次のように制御を行う。つまり、制御部１２は、基軸である駆動ローラ１３ｂのドライバ４２に与える駆動ベース波形が次の分割領域へ移動した場合には、分割領域切替信号ＣＳをＣＰＵ５１からＦＰＧＡ４９に対して出力する。これを受けたＦＰＧＡ４９は、基軸以外の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのドライバ４１，４３，４４に対して次の分割領域への移行を指示する。つまり、基軸以外の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのドライバ４１，４３，４４に対して、基軸の駆動ローラ１７のドライバ４２へのベース駆動波形に協調させるように制御が行われる。

ここで図４を参照する。この例では、基軸である駆動ローラ１３ｂのドライバ４２に対するベース駆動波形のうち、分割領域Ａ１とＡ２が描かれている。その上には、基軸である駆動ローラ１３ｂ以外（駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのドライバ４１，４３，４４）に与えるベース駆動波形が描かれている。ここでは、分割領域Ａ１から分割領域Ａ２へ切り替わるタイミングにずれがあったものとする。その場合には、基軸である駆動ローラ１３ｂのドライバ４２へのベース駆動波形が分割領域Ａ１からＡ２へ切り替わる際に、分割領域切替信号ＣＳがＦＰＧＡ４９に与えられることにより、図４中に矢印で示すように、基軸に連動して基軸以外の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのドライバ４１，３４，４４へ与えられるベース駆動波形の分割領域も切り替えられる。なお、この例は、加速区間ＩＡの例であるが、減速区間ＤＡであっても同様に協調制御が行われる。

次に、図５を参照して、上述したインクジェット印刷装置１のうちの搬送装置の動作について説明する。なお、図５は、動作を示すフローチャートである。

最初に基軸（駆動ローラ１３ｂ）について説明する。

ステップＳ１，Ｓ２
制御部１２のＣＰＵ５１は、オペレータからの入力に基づいて、図３に示すベース駆動波形を算出する。そして、ＣＰＵ５１は、制御部１２のＦＰＧＡ４９に対してそのベース駆動波形を設定する。

ステップＳ３，Ｓ４
搬送を開始する。具体的には、制御部１２がベース駆動波形に基づいて、ドライバ４２に信号を出力し、駆動ローラ１３ｂを回転させる。

ステップＳ５，Ｓ６
制御部１２は、分割領域内におけるパルスのカウントが終了したか否かで処理を分岐する。終了していない場合には、ステップＳ５を繰り返し、終了した場合には、ステップＳ６に処理を移行し、分割領域切替信号ＣＳを出力する。

ステップＳ７，Ｓ８
搬送が完了したか否かに応じて処理を分岐する。完了した場合には、処理を終えるが、完了していない場合には、ステップＳ８において次の分割領域のパルス出力へ処理（ステップＳ４）を分岐する。

次に、基軸以外（駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのドライバ４１，４３，４４）について説明する。

ステップＴ１〜Ｔ４，Ｔ９，Ｔ１０は、上述した基軸と同様の処理であるので、説明を省略する。

ステップＴ５〜Ｔ７
張力差があるか否かに応じて処理を分岐する。具体的には、各駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのテンションセンサ４５，４６，４７の張力信号と、目標値との間に差分があるか否かによって判断する。差がない場合には、ステップＴ８に移行する。一方、差がある場合には、制御部１２は、補正値を設定し、補正値を追加したパルスを該当するドライバ４１，４３，４４に出力する（ステップＴ７）。これにより、搬送速度の微調整が行われ、張力差に対する補正が実行される。

ステップＴ８
制御部１２のＦＰＧＡ４９は、ＣＰＵ５１からの分割領域切替信号ＣＳを受け取ると、基軸以外の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂが前の分割領域で駆動されていたとしても、次の分割領域に移行するように各ドライバ４１，４３，４４にパルスを出力する。これにより基軸の駆動ローラ１３ｂに協調した制御が行われる。

本実施例によると、制御部１２は、印刷媒体ＷＰの搬送速度の増加または減少について、ＣＰＵ５１により設定された分割加速区間における搬送速度、または、分割減速区間における搬送速度を基軸である駆動ローラ１３ｂが切り替えるタイミングに合わせて、他の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂの搬送速度を切り替える。したがって、他の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂが駆動ローラ１３ｂの動作に合わせて協調制御されるので、搬送速度が加減速される際における連続紙ＷＰの異常な緩みや破損を防止できる。

また、本実施例に係るインクジェット印刷装置１は、インクジェットヘッド２３，３７により印刷される連続紙ＷＰを上記の搬送装置で搬送するので、搬送速度が加減速される際における連続紙ＷＰの異常な緩みや破損を防止できる。したがって、インクジェットヘッド２３，３７近傍の連続紙ＷＰの平面性を向上できるので、印刷の品質を向上させることができる。

ここで、図６及び図７を参照する。なお、図６は、本実施例による張力波形の変動を示すグラフであり、図７は、従来例による張力波形の変動を示すグラフである。

上述した協調制御によると、図６中に楕円で示すように、減速時のテンションのバラツキが極めて小さいことがわかる。一方、従来例では、上記楕円の位置に対応する減速時に、各部のテンションが大きく変動していることがわかる。これらのグラフから、上述した本実施例に係る搬送装置の協調制御における顕著な効果が理解できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、連続紙ＷＰを印刷媒体としているが、本発明は紙以外の印刷媒体であっても適用可能である。例えば、フィルムを印刷媒体としてもよい。

（２）上述した実施例では、駆動ローラ１３ｂを基軸としているが、その他の駆動ローラ１３ａ、１７ａ、１７ｂのいずれかを基軸としてもよい。

（３）上述した実施例では、インクジェット印刷装置１における搬送装置を例示したが、本発明はインクジェット印刷装置１以外であって、印刷媒体を搬送する場合に適用することができる。

１ … インクジェット印刷装置
５ … 表面印刷ユニット
７ … 反転ユニット
９ … 裏面印刷ユニット
１２ … 制御部
ＷＰ … 連続紙
１３，１７，２５，２９ … 駆動部
１３ａ、１３ｂ、１７ａ、１７ｂ … 駆動ローラ
２３，３７ … インクジェットヘッド
Ｍ１〜Ｍ４ … モータ
４１〜４４ … ドライバ
４５〜４７ … テンションセンサ
４９ … ＦＰＧＡ
５１ … ＣＰＵ
ＩＡ … 加速区間
ＣＡ … 一定速区間
ＤＡ … 減速区間
ＣＳ … 分割領域切替信号

Claims (5)

1. 印刷媒体を搬送路に沿って搬送させる搬送装置において、
   印刷媒体を前記搬送路上で搬送させる複数個の搬送手段と、
   印刷媒体の搬送速度が０から所定の搬送速度に達するまでの加速区間における時間について、加速レートに基づき分割した時間に対応する分割加速区間の搬送速度を設定する分割加速区間設定手段と、
   印刷媒体の搬送速度が所定の搬送速度から０に達するまでの減速区間における時間について、減速レートに基づき分割した時間に対応する分割減速区間の搬送速度を設定する分割減速区間設定手段と、
   前記複数個の搬送手段のうちの一つであって、前記分割加速区間ごとまたは前記分割減速区間ごとに設定される搬送速度で駆動され、前記印刷媒体の搬送を行う際の基軸となる基軸搬送手段と、
   印刷媒体の搬送速度の増加または減少について、前記基軸搬送手段の分割加速区間または分割減速区間の切り替えタイミングに合わせて、前記複数個の搬送手段のうち前記基軸搬送手段を除いた他の搬送手段の搬送速度を切り替える制御手段と、
   を備えていることを特徴とする搬送装置。
2. 請求項１に記載の搬送装置において、
   前記搬送手段のうち前記基軸搬送手段を除く他の搬送手段の近傍に、印刷媒体の張力を計測する張力計測手段を備え、
   前記他の搬送手段は、前記張力計測手段の計測結果に基づいて搬送速度を微調整することを特徴とする搬送装置。
3. 請求項１または２に記載の搬送装置において、
   前記加速レート及び前記減速レートは、それぞれ異なることを特徴とする搬送措置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の搬送装置において、
   前記加速区間と前記減速区間との間に位置する一定速区間における時間は、分割した時間が一つであることを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の搬送装置と、
   前記搬送装置で搬送される印刷媒体にインク滴を吐出させるインクジェットヘッドと、
   を備えたことを特徴とするインクジェット印刷装置。