(57)【要約】【課題】印刷装置組み立て精度や部品精度、ウェブの種類による搬送時の滑りおよびマシンの違いにより、表面側の画像位置と裏面側の画像位置の印刷のずれが発生しても、そのずれを容易に調整して印刷することが可能な両面印刷システムを提供する。【解決手段】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、前記検出手段からのマーク検出信号に基づいて前記ウェブの搬送速度を制御する制御手段とを有する印刷システムにおいて、前記マーク検出手段をウェブの搬送方向に対して前後に移動させる移動手段を有することを特徴とする。【選択図】図６
2004233705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記検出手段からのマーク検出信号に基づいて前記ウェブの搬送速度を制御する制御手段とを有する印刷システムにおいて、前記マーク検出手段をウェブの搬送方向に対して前後に移動させる移動手段を有することを特徴とする両面印刷システム。
【請求項２】
前記移動手段は前記マーク検出手段の移動を指示する移動指示手段を有することを特徴とする請求項１に記載の両面印刷システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブの表面と裏面の両面に画像等を形成する印刷システムおよび印刷方法に関し、特に両面の画像の位置合わせの再調整を容易に実施するための装置を備えた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等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（以下第１印刷装置という）でウェブの第１の面（表面）に印刷を行ない、この第１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（以下第２印刷装置という）に送り込み、その第２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印刷システムが提案され、実用化されている。
【０００３】
このような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と、送り孔を持たないウェブの二種類あり、その何れにも対応可能な印刷システムが普及しつつある。しかしながら、送り孔を持たないウェブを用いた場合は、表面と裏面に形成される画像の位置あわせが難しくなるという問題を生じる。
【０００４】
すなわち、上記のような印刷システムにおいて、第１の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、第２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う。
【０００５】
したがって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わなくなることが多々生じるのである。
【０００６】
このような問題に対処するため、第１印刷装置でウェブの所定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制御することによって表面側の画像位置と裏面側の画像位置とを揃える制御システムを、特開２００２−１８７６６０号として本出願人がすでに提案済みである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような制御システムを持った印刷装置において、印刷装置の組み立て精度や部品精度およびウェブの種類による搬送時の滑り等により、表面側の画像位置と裏面側の画像位置がずれる場合がある。例えば、第２印刷装置で位置合わせマークを検出するマークセンサの故障によりマークセンサの交換が実施された場合、マークセンサの組み立て精度や組み付け精度の違いによっては、上記現象が発生する。このような現象が発生した場合、マークセンサの位置を再調整する必要がある。
【０００８】
本発明の目的は、印刷装置の組み立てや部品交換およびウェブの交換によってマークセンサの位置を再調整する必要が発生した場合でも、容易に調整可能な両面印刷システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、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検出手段からのマーク検出信号に基づいて前記ウェブの搬送速度を制御する制御手段と、前記マーク検出手段をウェブの搬送方向に対して前後に移動させる移動手段と、前記移動手段は前記マーク検出手段の移動を指示する移動指示手段を有することによって達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。はじめに図１を用いて本発明印刷システムに適用される電子写真式印刷装置の一例について説明する。同図において、Ｗはウェブであり、通常は紙であることが多いが、必ずしも紙に限られず、プラスティックフィルムなどが用いられる場合もある。ウェブＷは、給送装置（図示せず）から印刷装置Ｐの内部に送り込まれ、ガイドローラ１に案内されてウェブバッファ機構２に搬送される。
【００１１】
ウェブバッファ機構２は、搬送されるウェブＷを一時的に蓄える蓄積部２ａと、ウェブＷの弛み量（バッファ量）を検出する複数の光学的センサ２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇと、ウェブ搬送方向の上流部に設けられた１対のローラ２ｂ、２ｃとを備えている。ローラ２ｃには、ローラ２ｂへの圧接力を調節するための調節機構が装備されている。本例においては、ローラ２ｃの一端から突出した軸２ｈに錘２ｉを摺動可能に設け、この錘２ｉの位置を変えることによりてこの原理でローラ２ｃの２ｄに対する圧接力を調節している。このウェブバッファ機構２自体は、本発明と直接関係ないので説明は省略するが、これは、前記した特開２００２−１８７６６０号に詳細に記載されている。
【００１２】
ガイド部材３を通過したウェブＷは、次に異物除去機構４に送り込まれる。異物除去機構４には、固定して設けられたシャフト４ａ、４ｂと４ｃ、４ｄが設けられている。シャフト４ａと４ｂは予め設定された極めて狭い間隔をなして設けられ、異物の侵入を阻止する役目を有する。
【００１３】
ウェブＷはさらに張力付与機構５に搬送される。この張力付与機構５は駆動源を持たないドラム５ａと、このドラム５ａに圧接して設けられたローラ５ｂとウェブ搬送上において移動可能に支持されたドラム５ｃとから構成されている。ドラム５は、回動可能に支持されたアーム５ｄの自由端に固定されており、バネ５ｅによってウェブＷの面に付勢されている。上記張力付与機構５を設けることによってウェブＷの張力が一定に保たれるようになる。
【００１４】
さらに、ウェブＷは、ガイドシャフト６、ガイド板７を経て、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として本例では電子写真記録方式による印写装置が用いられているが、本発明はこの方式の記録装置に限定されるものでない。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表面は均一に例えば正電荷が帯電される。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。感光体ドラム１０１の転写位置を通過した領域は、清掃装置１０６で清掃され、次の印刷動作に備えられる。
【００１５】
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。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後述するモータによって駆動される。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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、送り出しローラ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、第１の印刷装置Ｐの後段にもう１台の第２印刷装置を配置する印刷システムにおいては、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、送り出しローラ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。
【００１８】
符号１３ｄはウェブＷの蛇行を検出するセンサである。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は特に後段に配置される第２印刷装置において必須とされるものである。前段の第１印刷装置にてウェブＷの表面に画像印刷を行う際に、例えばページ先頭端位置に位置合わせマークを印刷する。後段の第２印刷装置はこの位置合せマークを検出し、ウェブＷの裏面に印刷される画像と、第１印刷装置でウェブＷの表面に印刷された画像とが正確に位置合わせできるように制御する。
【００１９】
図２は本発明に係る両面印刷システムの全体構成の一実施例を示す。本印刷システムは図１で説明した構成を有する２台の印刷装置Ｐ１、Ｐ２と、両印刷装置に接続された制御装置１７とから構成される。そして第１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、第２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。
【００２０】
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、各ページの先頭端に位置合わせマーク（トナーマーク）Ｒｍが印刷される。なお、位置合わせマークを形成する手段は、画像Ｉｍを形成する装置と兼用してもよいし、独立させて別に設けてもよい。本実施例では画像形成手段と兼用し、感光体ドラム１０１上に画像Ｉｍを形成する際に一緒に形成している。
【００２１】
第１の印刷装置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第２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、トナーマーク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。
【００２２】
第１印刷装置Ｐ１の光源１０３により、感光体ドラム１０１上にページ先頭を示す情報が形成されると、その先頭マークの形成タイミングと同期したウェブ搬送制御信号（以下図面ではＣＰＦ−Ｎで表わす）がコントローラ１７によって形成される。同様に第２印刷装置Ｐ２の光源１０３は第１印刷装置Ｐ１とは独立したタイミングで露光を開始し、この露光タイミングでウェブ搬送信号（ＣＰＦ−Ｎ）を発生する。Ｐ１のウェブ搬送制御信号と、Ｐ２のウェブ搬送制御信号は発生するタイミングは独立であるが、その間隔は等しい。なお、レーザ光の発生に同期したパルスを形成すること自体は公知であるのでコントローラ１７の詳細は示していない。コントローラ１７で生成されたウェブ搬送制御信号（ＣＰＦ−Ｎ）は、それぞれ第１印刷装置、第２印刷装置に送られ、後述するように、この信号を基にしてウェブＷの速度を制御するモータの制御信号がつくられる。
【００２３】
位置合わせ制御の説明図である図４において、感光ドラム１０１上の位置ＥＰが露光ポイントであり、第１印刷装置ではここで先頭のマークが形成される。レーザ等の光源１０３（図１参照）により先頭マークが形成されるたびに図５に示すウェブ搬送制御信号（ＣＰＦ−Ｎ）がつくられる。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、上記ウェブ搬送制御信号の一周期毎、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。従って、第２印刷装置においてコントローラ１７からのウェブ搬送制御信号（ＣＰＦ−Ｎ）の発信タイミングと、マークセンサ１６がトナーマークＲｍを検出するタイミングとの位相差が一定にな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。
【００２４】
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ＰＰと、ウェブＷのページ先頭を表すトナーマーク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を想定した時、トナーマークＲｍがマークセンサ１６に検出されるタイミングを制御タイミングと称して以下説明を進める。このように定義すると、位置合わせを行うということは、マークセンサ１６によりトナーマークＲｍを検出するタイミング、つまり図５のマークセンサ信号を常に制御タイミングと一致するように制御することに他ならない。
【００２５】
いま、露光ポイントＥＰにおいて先頭マークが形成され、これが転写ポイントＴＰにいたるまでの時間ｔ０は、図５ではウェブ搬送制御信号（ＣＰＦ−Ｎ）の立下りから転写ポイントと表示された時点までの時間に相当し、Ｌ１／Ｖｐであらわされる。ただしＶｐはプロセス速度、つまり感光体ドラム１０１の回転速度である。
【００２６】
一方、トナーマークＲｍがセンサ１６により検出されてから転写ポイントＴＰにいたる時間ｔは図５では、マークセンサ信号から転写ポイントまでの時間であり、Ｌ２／Ｖｗであらわされる。ただしＶｗはウェブＷの走行速度である。したがってマーク時間、つまり図５でＣＰＦ−Ｎの立下りからマークセンサ信号までの時間ｔｍは（ｔ０−ｔ）であらわされる。さらに、ＣＰＦ−Ｎの立下りから制御タイミングまでの時間ｔ１は次式で与えられる。
ｔ１＝（Ｌ１−Ｌ２）／ｖｐ…式（１）
表裏の先頭の位置を合わせるということは、マーク時間ｔｍを上記のｔ１に一致させることであるから、マークセンサ１６で信号を検出する毎に式（１）を計算してｔ１とのずれ量を把握し、そのずれ（偏差）が０になるように制御をすればよい。換言すれば、この制御タイミングとマークセンサ信号の検出タイミングとのずれ時間から、表面のページ先頭に対し裏面に印刷するページ先頭がどの程度ずれているかを把握し、トナーマーク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。逆にトナーマーク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。そして、トナーマーク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。
【００２７】
しかるに上記の制御方法は、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までの距離が仕様値をとり、ウェブの種類による搬送時の滑り等がないのを前提に制御されている。すなわちマークセンサの故障などによりマークセンサの交換が実施された場合、マークセンサの組み立て精度や組み付け精度の違いによってはこの仕様値がずれ、またウェブの種類によっては搬送時の滑りが生じ、上記の制御方法を用いても両面の印刷位置がずれてしまうわけである。
【００２８】
この欠点を解消するために、本発明では、マークセンサ１６を搬送方向の前後に移動させる移動手段とマークセンサ１６の移動を指示するための移動指示手段を有する事で、両面の印刷位置をこの移動指示を用いてずらすことが可能になり、両面の印刷位置を一致させている。
【００２９】
次ぎに、図６を用いて両面印刷の位置合わせ方法について説明する。マークセンサ１６の移動の移動指示手段であるスイッチＳＷ１を有し、またＳＷ１によりマークセンサ１６の搬送方向の前後移動させるために設けられたＤＰ移動モータ、モータドライバ、ＤＰ移動制御マイコンを有しているマークセンサ１６を示している。
【００３０】
図６に示すようにＳＷ１はボタンを２つ有していてそれぞれを押下することによってマークセンサ１６を搬送方向の前後に動かし、トナーマークＲｍがマークセンサ１６により検出されるタイミングをずらすことによって、前記制御タイミングに図５に示すマークセンサ信号を一致させることを可能にした。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、マークセンサ１６を搬送方向の前後に移動させることにより、トナーマークを検出するタイミングをずらすことによって両面の印刷位置を一致させることを可能にしている。このため、印刷装置の組み立てや部品交換およびウェブの交換によってマークセンサの位置を再調整する必要が発生した場合やマシンの違いによる位置合わせタイミングのずれが発生した場合でも、容易に第１の面の画像と第２の面の画像との位置合わせをすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用される印刷装置の一例を示す全体構成図である。
【図２】本発明印刷システムの一実施例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】本発明のウェブ搬送制御を説明する模式図である。
【図５】本発明のウェブ搬送制御を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明のマークセンサの移動を説明するための説明図である。
【符号の説明】
Ｗ…ウェブ、Ｐ、Ｐ１、Ｐ２…印刷装置、ＳＷ１…移動指示スイッチ、１６…マーク検出手段、１７…コントローラ、２０…コントローラ、２１…マイコン部、２２…マーク信号処理部、２３…ウェブ搬送モータ制御部、２４…紙送り制御信号処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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