(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブの搬送路上の上流側と下流側に設置された搬送手段と、これらの搬送手段の間に配置され前記ウェブに所定の張力を与える張力制御手段と、前記ウェブの幅方向の位置を修正する蛇行制御手段と、前記ウェブ上に画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段によって前記ウェブ上に形成された画像を乾燥・定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成手段による画像形成開始前に、前記ウェブの幅方向初期装填位置が前記蛇行制御手段の目標位置に到達するまで、前記張力制御手段により、前記ウェブの張力を画像形成時の張力よりも低く抑え、且つ前記ウェブ送り方向の搬送精度が得られる最小の張力よりも大きく設定すると共に、前記蛇行制御手段により、蛇行修正を行いながら前記ウェブを搬送する低張力搬送プロセスを行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記低張力搬送プロセスは、前記ウェブの搬送速度を画像形成時の搬送速度よりも遅くしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記蛇行制御手段は、蛇行センサーを備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記低張力搬送プロセスの終了タイミングは、前記蛇行センサーの検出値を処理して判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輪転印刷機などのウェブに張力を付与して搬送を行なう画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な画像形成装置を図２に示して説明する。
【０００３】
図２において、画像形成装置１は、大別するとインフィード部２と、張力制御装置３と、蛇行制御装置４と、画像形成部５と、定着装置６と、アウトフィード部７、及び図１には図示していないが搬送ローラ８とから構成されている。９は、ロール状に巻いて支給されるロール紙や、一定の長さに折りたたまれて支給されるボックス紙等の連続紙が使用されるウエブである。このウェブ９は、前記の各装置２、３、４、５、６、７、８を上記の順に経由し搬送路ａを形成する。
尚、ウェブ９は、図示しない前処理機で癖を直し、インフィード部２へ搬送される。
【０００４】
画像形成装置１では高精度搬送を実現するため、インフィード部２からアウトフィード部７へ至る区間でウェブ９に張力をかけて搬送が行なわれる。この区間には、張力の安定性を確保する張力制御装置３やウェブ９の幅方向の蛇行を修正する蛇行制御装置４が備え付けられている。搬送精度を確保されたウェブ９は、画像形成部５でインク画像やトナー画像が転写された後、定着装置６で乾燥・定着され印刷出力となって機外に排出される。
【０００５】
このように連続紙を用いる画像形成装置１は、設置時やウェブ９の破断処理などにより、印刷開始前にはウェブ９を搬送路ａに紙通しを行うための前準備が必要である。紙通しは手作業、紙送りローラ、牽引部材による方法がある。
【０００６】
図３は、図２にも示しているが、紙送りローラ８３による自動紙通し技術を示す図である。
図３において、図２に示した搬送路ａを形成する各搬送ローラ８に対向して、点線で示すように、可動可能な紙送りローラ８３が搬送路ａ各所に設けられている。この紙送りローラ８３は、紙通しのときだけ搬送ローラ８に接触し、ウェブ９を挟持して搬送路ａに沿って送り出す機構である。ウェブ９は、紙送りローラ８３によって次々に挟持搬送されて搬送路ａに紙通しされるようになっている。
【０００７】
図４は、牽引部材８４による自動紙通し技術を示す図である。
図４において、ウェブ９の搬送路ａに沿って両脇にワイヤロープなどの牽引部材８４が通されている。左右の牽引部材８４と牽引紐などを介してウェブ９の先端を固定し、牽引部材８４に牽引させることによってウェブ９が搬送路ａに紙通しされるようになっている。
牽引式の紙通しは、この他様々な手段が提案されている。
【０００８】
このような紙通し技術では、ウェブ９を搬送路ａに通すことを主眼としているため、ウェブ９の幅方向の位置決めに対しては紙端ガイド８５が設けられる程度である。この紙端ガイド８５は、ウェブ９が紙通しされる搬送路ａ上の各所に設けられ、ウェブ９は紙端ガイド８５に規制されながら紙通しされる。紙端ガイド８５は紙通し時の負荷にならないようにウェブ９の幅よりも広めに設定されるため、ウェブ９は搬送ガイド８５間を左右に蛇行して紙通しされる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のごとく、上記の紙通し技術は、ウェブ９を搬送路ａに通すことが主眼となっていることから、ウェブ９の幅方向の位置決めに対しては紙端ガイド８５が設ける程度となっており、ウェブの幅方向初期装填位置精度が得られず、搬送路各部でウェブは蛇行して装填される可能性がある。
このように、ウェブが蛇行して装填された場合、ウェブに対して印刷張力をかけると、各搬送ローラ間で張力の偏りが生じ、ウェブが破断することがあった。
また、仮に破断しなかったとしても、ウェブの搬送が継続された場合、ウェブの撓んだ部分が各種ローラに巻き込まれることによって皺が発生し、紙詰まりや大きな蛇行が発生する恐れがある。
さらに、蛇行制御を行なうとウェブの初期装填位置と蛇行制御装置の目標位置の差が通常の搬送時に現れる蛇行量に比べて非常に大きいので、蛇行制御が過剰に働いてウェブの左右張力を偏らせてしまうことがあり、ウェブに皺が発生したり、破断することがあった。
【００１０】
本発明の目的は、印刷開始前にウェブの幅方向位置を高精度に決定し、ウェブの左右張力を等しくすることによって、ウエブの皺や破断の発生を防止した画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、ウェブの搬送路上の上流側と下流側に設置された搬送手段と、これらの搬送手段の間に配置され前記ウェブに所定の張力を与える張力制御手段と、前記ウェブの幅方向の位置を修正する蛇行制御手段と、前記ウェブ上に画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段によって前記ウェブ上に形成された画像を乾燥・定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、前記画像形成手段による画像形成開始前に、前記ウェブの幅方向初期装填位置が前記蛇行制御手段の目標位置に到達するまで、前記張力制御手段により、前記ウェブの張力を画像形成時の張力よりも低く抑え、且つ前記ウェブの送り方向の搬送精度が得られる最小の張力よりも大きく設定すると共に、前記蛇行制御手段により、蛇行修正を行いながら前記ウェブを搬送する低張力搬送プロセスを行うことにより達成される。
【００１２】
また、上記目的は、前記低張力搬送プロセスは、前記ウェブの搬送速度を画像形成時の搬送速度よりも遅くしたことにより達成される。
【００１４】
また、上記目的は、前記蛇行制御手段は、蛇行センサーを備えたことにより達成される。
【００１５】
また、上記目的は、前記低張力搬送プロセスの終了タイミングは、前記蛇行センサーの検出値を処理して判定することにより達成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例である画像形成装置の前準備プロセスを図１に示す。
図１は、前準備プロセスをフローチャートで示したものである。
図１において、ステップ１０１によって用紙の装填を行う。装填された用紙の蛇行を制御する蛇行制御装置をスッテプ１０２で作動させる。ステップ１０３は、低張力搬送プロセスである。このプロセスが終了後、ステップ１０４で印刷が開始される。
【００１８】
次に、一般的な画像形成装置について引用した図２を用いて本発明の一実施例を説明する。図２は、画像形成装置の構成を説明する断面図である。図２において、画像形成装置１は、インフィード部２と、張力制御装置３と、蛇行制御装置４と、画像形成部５と、定着装置６と、アウトフィード部７と、図２には図示していないが搬送ローラ８とから構成されている。ウェブ９は、前記の各装置を上記の順に経由し搬送路ａを形成する。このウェブ９は、ロール状に巻いて支給されるロール紙や、一定の長さに折りたたまれて支給されるボックス紙等の連続紙である。尚、このウェブ９は、巻き癖や折り癖などの支給される形態による癖を図示しない前処理機によって直された後、インフィード部２へ供給される。
【００１９】
インフィード部２は、インフィードローラ２１と、バックローラ２２とから構成され、インフィードローラ２１には駆動モータ２３が取付けられている。ウェブ９は、インフィードローラ２１に巻き付き接触幅を得るとともに、バックローラ２２によって押圧されることで駆動モータ２３の回転駆動力の伝達が滑りなく効率よく行なえるようになっている。
【００２０】
張力制御装置３は、ダンサローラ３１と、負荷手段３２と、位置検出器３３から構成されている。ダンサローラ３１は、ウェブ９に吊り下げられており、上下方向に自由に移動することができる。ダンサローラ３１は、自重や錘、ばね力、シリンダ圧などの負荷手段３２によってウェブ９に張力を付与する機能を有し、張力の急激な変化に対しては自らの位置を変えて吸収することで常に一定の張力を実現する。ダンサローラ３１の位置は、位置検出器３３によって検出され、張力変動による移動量に応じてインフィードローラ２１の速度を微調整して、所定の位置に復帰させる制御系が構成されている。
【００２１】
蛇行制御装置４は、平行に並んだ２つの補正ローラ４１、４２と、そのローラ軸を固定して補正ローラ４１、４２ごと回転するターンテーブル４３と、蛇行センサ４４とから構成されている。ウェブ９の蛇行は蛇行センサ４４によって検出され、蛇行量に応じてターンテーブル４３が回転を行なう。ターンテーブル４３の回転によって２つの補正ローラ４１、４２が搬送方向に対して傾くので、ウェブ９の走行位置は幅方向に修正される。
【００２２】
画像形成部５は、版胴によるインク画像、電子写真方式によるトナー画像、インクジェット等により画像を形成する。この画像形成部５は、タンデム構成にして複数の画像を重ねてカラー化したり、ウェブ９の両面に画像を形成するようにしてもよい。
定着装置６は、ウェブ９上の画像を乾燥・定着させるために設けられている。
アウトフィード部７は、インフィード部２と同じ構成であり、アウトフィードローラ７１と、バックローラ７２と、駆動モータ７３で構成されている。
【００２３】
次に本発明の一実施例におけるウェブの紙通しについて説明する。
【００２４】
ウェブ９の紙通しは、画像形成装置１の設置やウェブ破断処理の際に行なわれ、搬送路ａにウェブ９をセットする作業である。
この紙通し作業は、手作業、紙送りローラ、牽引部材による方法がある。ローラ本数が少ない場合には手作業による紙通しが可能であるが、ローラ本数が多く大規模な画像形成装置１の場合は、紙送りローラ８３や後述する牽引部材８４による自動化が必要である。８１は、アイドラである。８２は、プラーである。
【００２５】
図３は、紙送りローラ８３による自動紙通しの詳細を示す図である。
図３において、紙送りローラ８３による自動紙通しでは、搬送路ａを形成する各搬送ローラ８に対向して、点線で示すように、ウェブ９に対して可動可能な紙送りローラ８３が搬送路ａの各所に設けられている。この紙送りローラ８３は、紙通しのときだけ搬送ローラ８に接触し、ウェブ９を挟持して搬送路ａに沿って送り出す機構である。搬送路ａの各所に設けられた紙送りローラ８３を順に駆動することによってウェブ９を搬送路ａに紙通しを行う。
この紙通しは、多数の紙送りローラ８３が必要となりコストやスペースの確保等が必要である。
【００２６】
図４は、牽引部材８４による自動紙通し技術を示す図である。
図４において、ウェブ９の搬送路ａに沿って両脇にワイヤロープなどの牽引部材８４が通されている。牽引部材８４による自動紙通しでは、搬送路ａに沿って設けられる牽引ロープにウェブ９の先端を括り付けて搬送し牽引することによって紙通しが実施される。牽引式の紙通しは、この他様々な技術が提案されている。
【００２７】
図４に示した紙通しでは、ウェブ９を搬送路ａに通すことを主眼としているため、ウェブ９の幅方向の位置決めに関しては紙端ガイド８５が設けられる程度の対策しか施されていない。紙端ガイド８５は、ウェブ９が紙通しされる搬送路ａ上の各所に設けられる。ウェブ９は、紙端ガイド８５に規制されながら搬送路ａに紙通しされるので、紙通し時の負荷にならないように左右の紙端ガイド８５の距離は、ウェブ９の幅よりも広めに設定する。
ここで、ウェブ９の高い装填位置精度を得るために、紙端ガイド８５の幅をウェブ９の幅ぎりぎりまで狭くすると、負荷が増えるだけでなく、ウェブ９の端部が紙端ガイド８５に乗り上げてウェブ９が損傷することがある。したがって、紙端ガイド８５の幅は、ウェブ９の幅よりも十分に広くする必要がある。   さらに、多種のウェブ９を搬送する画像形成装置１では、ウェブ９の種類により幅が変化するので、これに対応するために紙端ガイド８５の位置を変える機構が備えられるものがある。このような場合、紙端ガイド８５の位置を高精度に実現することが困難で、ウェブ９の装填位置精度ｂはミリ単位が限度である。
【００２８】
上記のように、図４に示した自動紙通し技術では、ウェブ９の高い装填位置精度が得られないので、搬送路ａ各部でウェブ９は蛇行して紙通しされる。このような状態で、印刷張力をかけると各ローラ間で張力の偏りが生じ、ウェブ９が破断することがある。
また、仮に破断しなかったとしても、ウェブ９の搬送を継続した場合には、ウェブ９の撓んだ部分がローラに巻き込まれることによって皺が発生し、紙詰まりや大きな蛇行を発生することがある。
さらに、蛇行制御を効かせている場合、後述するウェブ９の初期装填位置ｂと蛇行制御装置の目標位置ｃとの差が通常の搬送時に現れる蛇行量に比べて非常に大きいので、蛇行制御が過剰に働いてしまうことがある。蛇行制御装置４は、ターンテーブル４３を回転し補正ローラ４１、４２を搬送路ａに対して傾けることでウェブ９の幅方向位置を修正するので、蛇行制御装置４前後でウェブ９はねじりを受け左右の張力を偏らせてしまい、結果としてウェブ９に皺や破断が引き起こされる。
本発明は、印刷開始前に印刷張力より十分に低い張力で搬送を行なうことによって、ウェブ９の初期装填位置ｂを修正する低張力搬送プロセスを設けたものである。
【００２９】
図５は、ウェブの張力と蛇行の関係を示したグラフ図である。
図５において、印刷を高精度に行なうためには、送り方向の搬送精度と蛇行方向の精度を同時に満足させる必要がある。
実験によると、搬送精度を向上させるためにはウェブ９の張力を適正な値とすれば良い。例えば、幅３８０ｍｍ、連量５５ｋｇのボックス紙では、張力が５０Ｎ以上１２０Ｎ以下で良好な搬送精度が確保される。５０Ｎ以下の低い張力では、フィードローラへの巻き付きが不十分であるため、送り方向の搬送精度が得られなくなる。また、搬送路ａ各部で蛇行が大きくなり皺の発生が目立つ傾向がある。一方、１２０Ｎ以上の張力では、送り精度、蛇行共に高精度搬送が実現されるが、ウェブ９の破断強度を僅かな左右張力の偏りにより超えてしまうので片側から破断してしまう。
ボックス紙は、折りたたまれている箇所にミシン目が形成されているので特に破断しやすい。張力の最大値は、ウェブ９の破断強度で限界が決められるので、搬送精度が求められる場合にはミシン目のないロール紙を用いることが望ましい。搬送精度の求められる印刷時は、ウェブ９の破断強度付近まで張力を高くする必要があるが、低張力搬送プロセスではウェブ９の初期装填位置ｂを蛇行制御装置の目標位置ｃに収束させることが目的であるので、張力を低めに設定すればよい。
【００３０】
例えば、前記張力範囲において、印刷張力が１００Ｎに設定される場合、低張力搬送プロセスの張力設定は６０Ｎ程度とすればよい。低張力搬送プロセスは、印刷張力に比べ十分に低い張力で搬送することで目的を達成できるので、ウェブ９の初期装填位置ｂが蛇行していても破断するほどの張力偏りが生じない。
【００３１】
低張力の実現には、搬送時の張力設定を低くする他に搬送負荷を利用する技術が考えられる。この場合、インフィードローラ２１では、バックローラ２２を解除して押圧力がかからない状態にする。ウェブ９は、アウトフィードローラ７１によって搬送されるか、さらに下流にプラー８２を設けて搬送する。
アウトフィードローラ７１により搬送する場合、バックローラ７２の押圧力の分布が蛇行を引き起こすことがあるので注意が必要である。下流にプラー８２を設ける場合は、ウェブ９全面にわたって均一な搬送力が働く。このとき、アウトフィードローラ７１はインフィードローラ２１と同様にバックローラ７２を解除し押圧力がかからない状態にするのがよい。また、プラー８２は大きな搬送力を得ることが難しいので、搬送負荷の程度によりフィードローラ２１、７１を搬送方向に空送りしたり、負荷の大きいローラを回転させる機構を設ける等して搬送負荷を少なくしてもよい。
【００３２】
次に、低張力搬送プロセスによるウェブ９の馴染みについて図６、図７で説明する。
図６は、紙通し直後の搬送路を上から見た図である。
図７は、低張力プロセスを終了した時の搬送路を上から見た図である。
図６、図７において、ウェブ９の紙通し直後は、各ローラ間で紙端ガイド８５の幅一杯に蛇行を起こしているので図６のように、ウェブ９の初期装填位置ｂは蛇行制御装置４の目標位置ｃから大きく離れている箇所が現れる。しかしながら、低張力搬送プロセスを行なうことによって、ウェブ９の初期装填位置ｂは蛇行制御装置４の目標位置ｃにほぼ収束する。このとき、僅かに蛇行が残るが、これは搬送ローラ８の取付け精度によって僅かに平行度ずれを持っていることによって生じている。この蛇行は、ウェブ９に無駄な力がかからない理想的な経路であり、これを無視して紙端ガイド８５等によって一直線にウェブ９を装填・搬送すると、ウェブ９端部に無理な力が作用して損傷を招くことがある。
低張力でウェブ９を搬送すると、蛇行制御装置４の目標位置ｃに収束させることができるだけでなく、搬送路ａを形成する各搬送ローラ８の平行度の組み合わせによる無理のない最適な経路にウェブ９を収束させることができる。
【００３３】
次に、低張力搬送プロセスにおける蛇行制御装置４の役割を図８にて説明する。
図８は、記録紙の初期装填位置ｂと蛇行制御装置４の目標位置ｃを説明する図である。
低張力搬送プロセスにおいて、蛇行制御装置４を効かせることによって次のようなメリットが得られる。
第１に、ウェブ９の初期装填位置ｂと蛇行制御装置４の目標位置ｃが大きな差を有している場合、蛇行制御装置４が過剰に働いてもウェブ９の張力が低いために破断まで至らないことが挙げられる。
第２に、初期装填位置ｂにあるウェブ９が搬送する間に蛇行制御装置４の目標位置ｃに収束するので、印刷張力をかける時に蛇行制御装置４の蛇行制御が僅かとなり、ウェブ９の左右張力偏りが軽減され皺の発生がなくなる。
第３に、蛇行制御装置４を積極的に利用することによって、目標位置ｃへの収束速度が速まり、損紙を減らすことができることである。
【００３４】
ところで、図８に示した記録紙の低張力搬送プロセス期間は、ウェブ９が蛇行制御装置４の目標位置ｃに収束することによって終了する。終了タイミングは、蛇行センサ４４の検出値を処理することによって判定することができる。例えば、±５０μｍの範囲に５秒間存在している時をもって終了すればよい。
終了判定するまでに搬送されるウェブ９は全て損紙となるので、判定基準を要求仕様よりも緩めてもよい。また、低張力搬送プロセスにおける搬送速度を印刷速度に比べ、遅く設定することによって加減速で失われる損紙の量を低減することができる。
例えば、加減速レート４００ｍｍ２／ｓの場合、搬送速度４００ｍｍ／ｓまで加速するのに必要なウェブ９の量は２００ｍｍであるのに対し、低速化して搬送速度２００ｍｍ／ｓまで加速するとき必要なウェブ９の量は５０ｍｍとなり、１／４の損紙で済む計算になる。
【００３５】
本発明は、以上のごとく、輪転印刷機等の連続記録紙を搬送する画像形成装置において、印刷開始前にウェブを搬送路に紙通しする前準備プロセスに低張力搬送プロセスを含めるとともに、低張力搬送プロセスはウェブの装填後、ウェブの幅方向初期装填位置が蛇行制御手段の目標位置に収束するまでウェブの張力を印刷時の張力よりも低く抑え、かつ蛇行制御手段による蛇行修正を行ないながらウェブを搬送するプロセスを設けたものである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、印刷開始前にウェブの幅方向位置を高精度に決定し、ウェブの左右張力を等しくすることによって、ウエブの皺や破断の発生を防止した画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る画像形成装置の前準備プロセスを示す図である。
【図２】図２は、本発明を備えた画像形成装置の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、紙送りローラによる自動紙通しの従来方法を説明する図である。
【図４】図４は、牽引部材による自動紙通しの従来方法を説明する図である。
【図５】図５は、ウェブの張力と蛇行の関係を示したグラフ図である。
【図６】図６は、本発明を備えた画像形成装置の搬送路を上から見た図である。
【図７】図７は、低張力プロセスを終了した時の搬送路を上から見た図である。
【図８】図８は、記録紙の初期装填位置と蛇行制御装置の目標位置を説明する図である。
【符号の説明】
１…画像形成装置、２…インフィード部、２１…インフィードローラ、２２…バックローラ、２３…駆動モータ、３…張力制御装置、３１…ダンサローラ、３２…負荷手段、３３…位置検出器、４…蛇行制御装置、４１、４２…補正ローラ、４３…ターンテーブル、４４…蛇行センサ、５…画像形成部、６…定着装置、７…アウトフィード部、７１…アウトフィードローラ、７２…バックローラ、７３…駆動モータ、８…搬送ローラ、８１…アイドラ、８２…プラー、８３…紙送りローラ、８４…牽引部材、８５…紙端ガイド、９…ウェブ、ａ…搬送路、ｂ…初期装填位置、ｃ…蛇行制御装置の目標位置。
【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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