(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷用紙の搬送方向に間隔をおいて配置された複数の印刷ドラムがタイミングベルトで連結駆動され、上記複数の印刷ドラムの各々に該印刷ドラムから印刷用紙を分離するためのエアーポンプが設けられている印刷装置において、
上記各エアーポンプの駆動力を、上記複数の印刷ドラムのうちメイン駆動源により駆動される印刷ドラムの回転軸により上記タイミングベルトでの連結駆動とは別個に駆動力を伝達される回転軸からとることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１記載の印刷装置において、
上記メイン駆動源により駆動される印刷ドラムが、印刷用紙の搬送方向上流側の印刷ドラムであることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、孔版印刷装置等の印刷装置に関し、詳しくは、印刷用紙の１回の搬送で多色印刷が可能に印刷ドラムが複数配置された印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷装置では、インキの色が異なる印刷ドラムを複数本通紙（搬送）方向に並置し、印刷用紙を搬送しながら上流側から順に１色目、２色目・・・・と転写し、いわゆる１パス（１回の通紙）で多色印刷を行うことが行われている。
この１パス方式は、色毎に印刷ドラムを交換して再給紙する方式に比べ作業能率が非常に良いが、１パス故の印刷間隔の短さに起因した問題がある。
すなわち、上流の印刷ドラム（例えば１色目の印刷ドラム）で印刷された画像のインキが未乾燥状態で下流の印刷ドラム（例えば２色目の印刷ドラム）のニップ部へ進入するために、下流の印刷ドラムに巻装されているマスタへそのインキが転移し、マスタへ転移したインキが次の印刷用紙に転移する現象が起こる。
【０００３】
最初の１枚目の印刷用紙では、１色目の未乾燥インキは２色目の印刷ドラムのマスタに転移するだけに終わるので問題はないが、２枚目の印刷用紙では１色目の印刷ドラムで印刷された画像上に、１枚目の印刷において２色目の印刷ドラムのマスタに転移した１色目のインキが転移する。
これは再転写と呼ばれている。再転写は同色インキの重なり現象であるので、本来の印刷画像との間に位置ずれがなければ画像品質上の問題は生じない。
しかしながら、再転写が本来の印刷画像に対してずれると、影のように見えるいわゆるオフセットゴーストとなる。オフセットゴーストでは、ずれ量が同じでも太い線はにじみに見え、細い線はダブリに見えるため、画像品質が著しく低下する。
【０００４】
１パス方式の多色印刷では再転写現象は避けられないが、オフセットゴーストは再転写位置の位置ずれによるものであるので、上流の印刷ドラムと下流の印刷ドラムの同期回転精度が高精度に保たれ、印刷用紙の搬送精度が高精度に保たれれば、オフセットゴーストの発生を高精度に抑制することができる。
換言すれば、複数の印刷ドラム同士が同期して回転しなければ、次々とオフセットゴーストが発生することになる。
従来、オフセットゴーストを抑制するために、上流の印刷ドラムと下流の印刷ドラムを連結駆動する構成が採用されており、この連結駆動の方式としては、例えば特開平４−３２９１７５号公報に開示されるように印刷ドラムの回転駆動軸をギアで連結する方式と、例えば特開平７−１７１２１号公報に開示されるようにタイミングベルトで連結する方式がある。
【０００５】
印刷ドラムの回転駆動軸をギアで連結する方式では、ギアの精度を高くすることでオフセットゴーストのずれ量を小さくすることができるが、精度の高いギアを複数使用しなければならない構成であるため、製造コストが高くなるという問題があった。
これに対し、タイミングベルトで連結する方式では、射出成形等による量産が可能なタイミングプーリ等の製造コストの低い部品を使用できるため、全体としてコスト低下を実現できる。
【０００６】
タイミングベルトで連結する方式の孔版印刷装置（２色印刷）を図１３に基づいて具体的に説明する。
印刷用紙Ｐの搬送方向に間隔をおいて１色目の印刷ドラム１００と２色目の印刷ドラム１０２が配置されている。１色目の印刷ドラム１００は、メインモータ１０４で回転駆動され、この回転力が印刷ドラム１００と印刷ドラム１０２間に掛け渡されたタイミングベルト１０６で伝達されて印刷ドラム１０２が連結駆動（同期回転）される。印刷ドラム１００と印刷ドラム１０２間には上下に変位可能なドラム間位相調整手段１０８が設けられている。
【０００７】
給紙手段１１０から供給される印刷用紙Ｐは、プレスローラ１１２により印刷ドラム１００に押圧されて１色目のインキ画像を転写される。１色目のインキ画像を転写された印刷用紙Ｐは、エアーを吐出する分離爪１１４により印刷ドラム１００から分離され、印刷ドラム１００の表面に密着したまま引き上げられるいわゆる巻き上がりを防止されて中間搬送手段１１６により搬送される。
中間搬送手段１１６により搬送された印刷用紙Ｐは、プレスローラ１１８により印刷ドラム１０２に押圧されて２色目のインキ画像を転写される。２色目のインキ画像を転写された印刷用紙Ｐは、エアーを吐出する分離爪１２０により印刷ドラム１０２から分離され、排紙搬送手段１２２により図示しない排紙トレイへ排出される。
【０００８】
１色目の印刷ドラム１００に対応する分離爪１１４のエアー源はエアーポンプ１２４であり、このエアーポンプ１２４は回転軸１２６により駆動される。回転軸１２６は、印刷ドラム１００の回転軸１２８によりベルト１３０を介して駆動力を伝達される回転軸１３２により回転駆動されるようになっている。
２色目の印刷ドラム１０２に対応する分離爪１２０のエアー源はエアーポンプ１３４であり、このエアーポンプ１３４は、回転軸１３６により駆動される。回転軸１３６は、印刷ドラム１０２の回転軸１３８によりベルト１４０を介して駆動力を伝達される回転軸１４２により回転駆動されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイミングベルトで連結する方式では、ギアで連結する方式に比べてオフセットゴーストのずれ量が大きいという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、オフセットゴーストの発生を高精度に抑制でき、低コストの利点を十分に活かせるタイミングベルト連結駆動方式の印刷装置の提供を、その目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
ところで、分離爪１１４，１２０からエアーを吐出させるためのエアーポンプ１２４，１３４は、圧縮時に大きなトルクを必要とし、それが過ぎて吸入時には小さなトルクとなる。すなわち、印刷中に大きな負荷変動を生じる。
上述のように、エアーポンプ１２４の駆動力は印刷ドラム１００の回転軸１２８から間接的に得ており、エアーポンプ１３４の駆動力は印刷ドラム１０２の回転軸１３８から間接的に得ている。
すなわち、エアーポンプ１２４，１３４の駆動力をそれぞれに対応した印刷ドラム１００，１０２の回転軸から個別に得ている。
【００１２】
本発明者の考察によれば、このようなエアーポンプ等の負荷変動の大きい要素の駆動力を、タイミングベルトで連結される各印刷ドラムから個別に取る構成が、オフセットゴーストのずれ量を大きくする原因ではないかと推測される。
すなわち、エアーポンプ等の負荷変動が印刷ドラム間の速度変動を助長しているのではないかと推測されるのである。
後述する実験の結果、エアーポンプの負荷変動が、オフセットゴーストのずれ量を大きくする印刷ドラム間の速度変動に関与していることが判明した。
本発明は、この実験事実に鑑み、その対策を図ったものである。
【００１３】
具体的には、請求項１記載の発明では、印刷用紙の搬送方向に間隔をおいて配置された複数の印刷ドラムがタイミングベルトで連結駆動され、上記複数の印刷ドラムの各々に該印刷ドラムから印刷用紙を分離するためのエアーポンプが設けられている印刷装置において、上記各エアーポンプの駆動力を、上記複数の印刷ドラムのうちメイン駆動源により駆動される印刷ドラムの回転軸により上記タイミングベルトでの連結駆動とは別個に駆動力を伝達される回転軸からとる、という構成を採っている。
【００１４】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の構成において、上記メイン駆動源により駆動される印刷ドラムが、印刷用紙の搬送方向上流側の印刷ドラムである、という構成を採っている。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１に示すように、印刷装置としての２色印刷タイプの孔版印刷装置２は、給紙手段４と、レジストローラ対６と、給紙手段４から供給される印刷用紙Ｐの搬送方向に間隔をおいて配置された２つの印刷ドラム８，１０と、図示しない接離機構により上流の印刷ドラム８に対して接離自在なプレスローラ１２と、印刷ドラム８，１０間の印刷用紙Ｐの搬送を行うエアー吸着ベルト方式の中間搬送手段１４と、図示しない接離機構により下流の印刷ドラム１０に対して接離自在なプレスローラ１６と、下流の印刷ドラム１０から分離した印刷用紙Ｐを図示しない排紙トレイに排出するエアー吸着ベルト方式の排紙搬送手段１８と、印刷ドラム８，１０を連結駆動するためのタイミングベルト２０と、印刷ドラム８，１０間の位相を調整するためのドラム間位相調整手段２２等を有している。
上流の印刷ドラム８はメイン駆動ベルト２３を介してメイン駆動源としてのメイン駆動モータ２５により回転駆動され、この回転駆動力がタイミングベルト２０により下流の印刷ドラム１０に伝達される。メイン駆動ベルト２３はプーリ２７によりテンションを付与されている。
【００１７】
給紙手段４では図示しないモータ装置により間欠的に上昇する給紙台２４に複数の印刷用紙Ｐが積載されており、給紙ローラ２６、分離ローラ２８、分離パッド３０等により最上の印刷用紙Ｐから順に一枚ずつ分離されてレジストローラ対６へ送られる。
印刷用紙Ｐはレジストローラ対６で斜めずれ等を修正された後、印刷ドラム８の画像先端と印刷用紙Ｐの先端部の所定位置とが一致するタイミングでレジストローラ対６により印刷ドラム８へ向けて送られる。
このタイミングに合わせてプレスローラ１２が印刷ドラム８に押圧される。プレスローラ１２によって印刷用紙Ｐが印刷ドラム８に押圧されると、印刷ドラム８に内蔵された図示しないインキ供給手段により供給された１色目のインキが印刷ドラム８の外周面に巻装された図示しない製版済みのマスタの穿孔部から滲み出て印刷用紙Ｐに転移する。
これにより印刷用紙Ｐに１色目の画像が印刷される。プレスローラ１２は印刷ドラム８の外周面に設けられたマスタクランパ３２との干渉を避けるように間欠的に押圧される。
【００１８】
印刷がなされた印刷用紙Ｐは印刷ドラム８から分離爪７０により分離される。
分離爪７０はエアーポンプ７２にエアーホース７４を介して接続されており、所定のタイミングで印刷ドラム８と印刷用紙Ｐの先端との間に圧搾空気を吐出する。圧搾空気により印刷用紙Ｐは非接触方式で印刷ドラム８から分離され、これにより、インキの粘着力によって付着したまま印刷ドラム８の回転に伴って上方に引き上げられる「巻き上がり」現象が防止される。
エアーポンプ７２は回転軸７６によって駆動される。回転軸７６は、印刷ドラムの回転軸７８によりベルト８０を介して駆動力を伝達される回転軸８２により回転駆動されるようになっている。
【００１９】
印刷ドラム８から分離された印刷用紙Ｐは、中間搬送手段１４により搬送される。中間搬送手段１４には図示しないファンが設けられており、エアー吸引によってベルト上に印刷用紙Ｐを吸着しながら搬送する。中間搬送手段１４の搬送線速度は印刷用紙Ｐの線速度の所定倍に設定されている。
中間搬送手段１４で搬送された印刷用紙Ｐは下流の印刷ドラム１０とプレスローラ１６のニップ部に進入する。
プレスローラ１６によって印刷用紙Ｐが印刷ドラム１０に押圧されると、印刷ドラム１０に内蔵された図示しないインキ供給手段により供給された２色目のインキが印刷ドラム１０の外周面に巻装された図示しない製版済みのマスタの穿孔部から滲み出て印刷用紙Ｐに転移する。これにより印刷用紙Ｐに２色目の画像が印刷される。プレスローラ１６は印刷ドラム１０の外周面に設けられたマスタクランパ３４との干渉を避けるように間欠的に押圧される。
【００２０】
２色目の印刷がなされた印刷用紙Ｐは印刷ドラム１０から分離爪８４により分離される。分離爪８４はエアーポンプ８６にエアーホース８８を介して接続されており、所定のタイミングで印刷ドラム１０と印刷用紙Ｐの先端との間に圧搾空気を吐出する。圧搾空気により印刷用紙Ｐは非接触方式で印刷ドラム１０から分離され、これにより巻き上がり現象が防止される。
エアーポンプ８６は回転軸９０によって駆動される。回転軸９０は、１色目の印刷ドラム８に対応するエアーポンプ７２を駆動する回転軸７６により回転駆動される。回転軸７６と回転軸９０がそれぞれギアで所定の位相差をもって連結されている。
すなわち、印刷中の負荷変動が大きい部材としてのエアーポンプ７２，８６の駆動力を、搬送方向上流側の印刷ドラム８の駆動側から得て、エアーポンプ７２と８６の上死点位置のタイミングは印刷ドラム８と印刷ドラム１０との位相差分ずれている。
換言すれば、印刷中の負荷変動が大きいものの駆動構成をメイン駆動源で駆動される上流側に集約している。このような構成にした理由、効果については後述する。
【００２１】
印刷ドラム１０から分離された印刷用紙Ｐは排紙搬送手段１８により搬送される。排紙搬送手段１８には図示しないファンが設けられており、エアー吸引によってベルト上に印刷用紙Ｐを吸着しながら搬送する。排紙搬送手段１８により搬送された印刷用紙Ｐは図示しない排紙トレイに排出されてスタックされる。
【００２２】
印刷ドラム８，１０の回転軸５０，５２（図２）の奥側（図２で手前側）にはそれぞれタイミングプーリとしての歯付きのドラム駆動プーリ３６，３８が印刷ドラム８，１０を交換可能に取り付けられており、このドラム駆動プーリ３６，３８間にタイミングベルト２０が掛け渡されている。
ドラム間位相調整手段２２にはタイミングプーリとしての２つの調整用プーリ４０，４２が設けられており、調整用プーリ４０，４２とドラム駆動プーリ３６，３８間にはドラム間位相調整手段２２の上下変位による位相調整を短距離変位で効率的に行うための４つの偏向プーリ４４が位置固定されて設けられている。ここでの偏向プーリ４４はテンションプーリとしても機能する。
【００２３】
ドラム間位相調整手段２２は、図２に示すように、上下方向に延びるフレーム５４と、フレーム５４の上下端部に回転自在に支持された調整用プーリ４０，４２と、フレーム５４に形成されたラック部５４ａに噛み合う図示しないピニオンと、このピニオンを駆動する図示しないモータ等を有している。
フレーム５４の上半部と下半部にはそれぞれ上下に延びる長孔５４ｂ，５４ｃが形成されており、長孔５４ｂ，５４ｃには図示しない装置本体側板に固定されたガイドピン５６，５８が係合している。フレーム５４はガイドピン５６，５８と図示しない装置本体側板に固定されたガイド部材によりガイドされながら上下に移動する。
平プーリとしての各偏向プーリ４４は、図示しない装置本体側板に固定された軸６０に回転自在に支持されており、調整用プーリ４０，４２とドラム駆動プーリ３６，３８間においてタイミングベルト２０を絞り込むように配置され、タイミングベルト２０の裏面に当接している。
【００２４】
図示しないピニオンが回転駆動され、フレーム５４が上方向（矢印Ｘ方向）に移動すると、調整用プーリ４０，４２が共に上方に変位し、印刷ドラム８，１０はそれぞれ矢印ａ、ｂ方向に回転する。これにより印刷ドラム８，１０の位相が変化し、位相調整（色ずれ調整）が可能となる。
上記と逆方向の位相調整をする場合には、図示しないピニオンを逆回転させ、フレーム５４を下方向（矢印Ｙ方向）に移動させればよい。
【００２５】
次に、上流の印刷ドラムに対して下流の印刷ドラムの負荷を追加することによって上流の印刷ドラムの回転ムラ（速度変動）が生じているかどうかを調べる実験について説明する。なお、以下に示す印刷ドラム、エアーポンプの符号は実験上の符号である。
上流の印刷ドラム１に対して下流の印刷ドラム２の負荷を追加して印刷ドラム１の回転速度を測定するのであるが、印刷ドラム１のみでの印刷ができないので、フリーラン（ｆｒｅｅｒｕｎ）での実験とした。このために、印刷での負荷である給紙圧と印圧を加えた実験は行っていない。
【００２６】
実験装置概要を説明すると、印刷ドラム１の駆動軸からエアーポンプ１の駆動力を取り、印刷ドラム２の駆動軸からエアーポンプ２の駆動力を取る従来の構成において、印刷ドラム１と印刷ドラム２のそれぞれの駆動軸にエンコーダ（１８００パルス）を取り付け、各エンコーダをそれぞれＦ／Ｖコンバータを介してオシロスコープに接続し、オシロスコープで形成された波形をプリンタで出力したものである。
【００２７】
図３は、上記実験装置において、印刷ドラム１（単にドラム１と表示。以下同じ）と印刷ドラム２（単にドラム２と表示。以下同じ）が装備されておらず、エアーポンプ１とエアーポンプ２も装備されていない条件での印刷ドラム１側の速度ムラの２周期分の波形である。装備条件における×印は装備されていないことを、○印は装備されていることを示す（以下、同じ）。
また、図３において、ドラム１の１周期の信号幅におけるエアーポンプ２の負荷が掛かる位置と、エアーポンプ１の負荷が掛かる位置を示しているが、これは他の波形図においても同じである。  図３はその条件から明らかなように、エアーポンプの負荷が全く無い場合である。
【００２８】
エアーポンプ１を装備すると、図４に示すような波形となる。なお、図４以降の波形図は図３の左半分に相当する図である。図３と図４の波形の比較においてほとんど変化が無いことから、エアーポンプ１の負荷は印刷ドラム１の速度ムラにほとんど影響を与えていないのが分かる。
エアーポンプ１を装備した場合の印刷ドラム２側の速度ムラ波形は得ていないが、印刷ドラム１側が影響を受けていないことから、印刷ドラム２側への影響も無いものと推測される。
図５は、図４における条件からエアーポンプ１を外してエアーポンプ２を装備した場合の印刷ドラム１側の速度ムラ波形である。エアーポンプ２の負荷の影響を受けて速度ムラが発生していることが分かる。これは、エアーポンプ２の圧縮工程でメインモータがトルクを発生し、ポンプが上死点を過ぎた後でオーバーシュートが発生したもので、速度ムラの波形にうねりを生じている。
すなわち、２色目側（被駆動側）から駆動力をもらっている変動負荷（エアーポンプ２）によって、印刷ドラム１側の速度ムラが大きく生じることが分かる。
【００２９】
上記の場合はいずれも印刷ドラム１，２が装着されていない場合の波形であるが、図６乃至図１０は、印刷ドラム１，２の装着を含む場合の波形である。また、図８〜図１０は同一条件での印刷ドラム２側の速度ムラの波形を併せて示している。
図１０から、印刷ドラム１，２及びエアーポンプ１，２を全て装備した場合、印刷ドラム１側よりも印刷ドラム２側の速度ムラの振幅が大きいことが分かる。これは、印刷ドラム１と印刷ドラム２の速度差がタイミングベルトで吸収／増幅されているからであると推測される。
図８から、エアーポンプ２の負荷変動がなければ、印刷ドラム１側と印刷ドラム２側の速度差がそれほどでもないことが分かる。
図７と図１０の比較から、印刷ドラム２の装着によって、すなわち慣性モーメントの大きいものの存在によって、印刷ドラム１と印刷ドラム２の波形を加算したものは図示されていないが、印刷ドラム１と印刷ドラム２の速度差が大きくなることが分かる。
【００３０】
図１１は、１２０ｒｐｍのフリーランでの従来構成における印刷ドラム１側の速度ムラ波形であり、図１２は、エアーポンプ２の駆動を印刷ドラム１の駆動側から取る構成において、１２０ｒｐｍのフリーランでの印刷ドラム１側の速度ムラ波形である。
図１１と図１２の比較から、エアーポンプ２の駆動力を印刷ドラム１の駆動側から取る（得る）構成とすることにより、印刷ドラム１側の速度ムラを小さくすることができることが分かる。印刷ドラム２側の速度ムラの波形は得ていないが、上記実験結果の経緯から、印刷ドラム２側の速度ムラも小さくなっていると予測される。
従って、エアーポンプ８６の駆動力をメイン駆動源により駆動される印刷ドラム８の駆動側からとる構成とすることにより、タイミングベルト連結駆動方式において、印刷ドラム８，１０間の回転同期ずれを抑制でき、オフセットゴーストの発生を少なくすることができる。
【００３１】
上記実施例では、印刷中の負荷変動が大きいものとしてエアーポンプ８６を例示したが、給紙駆動構成やプレスローラの予備回転機構などの他の負荷変動が大きいものにおいてもこれらの駆動力をメイン駆動源により駆動される１色目側（上流側）からとる構成とすれば上記と同様のオフセットゴースト抑制機能を得ることができる。
下流側の印刷ドラムがメイン駆動源により駆動される構成の場合には、負荷変動が大きいものの駆動力を下流の駆動側からとることになる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷中の負荷変動が大きいものの駆動力を、メイン駆動源により駆動される印刷ドラムの駆動側からとる構成としたので、負荷変動による印刷ドラム間の回転同期ずれを抑制でき、タイミングベルト連結駆動方式の利点を十分に活かしながらオフセットゴーストの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る印刷装置としての孔版印刷装置の概要正面図である。
【図２】ドラム間位相調整手段の斜視図である。
【図３】上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、エアーポンプの負荷が全く無い場合の図である。
【図４】上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、上流側のエアーポンプの負荷を掛けた場合の図である。
【図５】上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、下流側のエアーポンプの負荷のみを掛けた場合の図である。
【図６】図５の条件において、さらに下流側の印刷ドラムを装着した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図７】印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ａ）は下流側の印刷ドラムのみを外した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ｂ）は同条件下における下流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図８】印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ａ）は下流側のエアーポンプのみを外した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ｂ）は同条件下における下流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図９】印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ａ）は上流側と下流側のエアーポンプを外した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ｂ）は同条件下における下流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図１０】印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ａ）は全ての印刷ドラムとエアーポンプを装備した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図で、（ｂ）は同条件下における下流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図１１】従来構成において、全ての印刷ドラムとエアーポンプを装備した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図１２】図１で示した実施例に対応する構成において、全ての印刷ドラムとエアーポンプを装備した場合の上流側の印刷ドラムの速度ムラの実験波形図である。
【図１３】従来における孔版印刷装置の概要正面図である。
【符号の説明】
８，１０  印刷ドラム
２０  タイミングベルト
８６  エアーポンプ
Ｐ  印刷用紙
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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