JP4722631B2 - 印刷装置および張力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ印刷用紙上に印刷を行う印刷装置において、印刷用紙の張力を制御する技術に関する。

従来より、帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ、印刷用紙上に印刷を行うウェブ印刷装置が知られている。ウェブ印刷装置は、インフィードローラやアウトフィードローラ等の複数のローラによって印刷用紙を搬送しつつ、所定の印刷位置において印刷用紙上に印刷を行う。

このようなウェブ印刷装置では、印刷位置における印刷用紙の平坦性を確保するために、印刷用紙に所定の張力が与えられている。従来では、印刷用紙を搬送するための複数のローラの回転速度を、搬送路の下流側に向かうにしたがって少しずつ速く設定することにより、印刷用紙に所定の張力を与えていた。しかしながら、このような方法では、ローラの回転速度をユーザが直接設定しなければならなかった。また、使用する印刷用紙の種類を変更するたびに、ローラの回転速度を再設定しなければならなかった。

特許文献１には、印刷用紙の張力を計測し、その計測結果が所定値に近づくようにインフィードローラの回転速度をフィードバック制御する印刷装置が開示されている。このような張力制御を行えば、ローラの回転速度をユーザが直接設定する必要はなく、また、使用する印刷用紙の種類にかかわらず印刷用紙の張力を所定値に維持することができる。

特開２００２−２４８７４３号公報

しかしながら、上記特許文献１の張力制御をウェブ印刷装置内の複数箇所で行うと、いわゆるハンチングの問題が生じる。図５は、ウェブ印刷装置内の２つの制御位置において特許文献１の張力制御を行ったときの、各制御位置における印刷用紙の張力変化を示した図である。図５において、横軸は時間を示しており、縦軸は張力値を示している。第１制御位置の張力（図中実線）および第２制御位置の張力（図中鎖線）は、それぞれ所定値ｐｖに近づくように制御される。しかしながら、ウェブ印刷装置は１枚の連続した印刷用紙を扱うので、第１制御位置および第２制御位置における張力は互いに作用し合う。このため、第１制御位置および第２制御位置における張力は所定値ｐｖに収束せず、互いに上下を繰り返すこととなる。このように、特許文献１の張力制御では、ウェブ印刷装置内の複数箇所において印刷用紙の張力を一定値に維持することは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ウェブ印刷装置において、搬送路上の複数位置において印刷用紙の張力を一定値に維持することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ、印刷用紙上に印刷を行う印刷装置であって、前記搬送路上の複数箇所において印刷用紙の張力を計測する複数の計測部と、前記複数の計測部のそれぞれの近傍において印刷用紙を搬送する複数の搬送部と、前記複数の計測部の計測結果に基づいて前記複数の搬送部の搬送速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、（ｉ）前記複数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、（ii）前記複数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および下流側に配置された計測部の計測結果が、前記下流側に配置された計測結果が前記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とを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記搬送路上の複数箇所に複数の印刷部を備え、前記複数の計測部は、前記複数の印刷部のそれぞれに導入される印刷用紙の張力を計測することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の印刷装置であって、前記複数の印刷部は、インクジェット方式の印刷部であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の印刷装置であって、前記搬送経路の最下流部に、印刷用紙を一定速度で搬出する搬出部をさらに備えることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ、印刷用紙上に印刷を行う印刷装置において、印刷用紙の張力を制御する張力制御方法であって、前記搬送路上の複数の計測位置において印刷用紙の張力を計測する第１の工程と、前記複数の計測位置のそれぞれの近傍に設けられた複数の搬送位置において、印刷用紙の搬送速度を制御する第２の工程と、を備え、前記第２の工程においては、（ｉ）前記複数の搬送位置のうちの最も搬送路の上流側に設けられた搬送位置における印刷用紙の搬送速度を、当該搬送位置近傍の計測位置における計測結果が所定値に近づくように制御し、（ii）前記複数の搬送位置のうちの他の搬送位置における印刷用紙の搬送速度を、当該搬送位置の上流側および下流側の計測位置における計測結果が、前記下流側に配置された計測結果が前記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とを特徴とする。

請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、１つの搬送部の搬送速度は、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される。また、他の搬送部の搬送速度は、当該搬送部の前後に配置された計測部の計測結果が近づくように制御される。このため、搬送路上の複数箇所において印刷用紙の張力を所定値に維持することができる。また、所定値を目指して制御される箇所は一箇所のみであるため、複数箇所の張力が互いに作用し合ってハンチングを起こすことはない。

また、請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、所定値を目指して制御される搬送部は、最も搬送路の上流側に設けられた搬送部である。このため、当該搬送部の上流側にさらに計測部を設ける必要はなく、計測部の数を低減することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、複数の計測部は、複数の印刷部のそれぞれに導入される印刷用紙の張力を計測する。このため、複数の印刷部において印刷用紙の張力を一定に維持することができる。これにより、複数の印刷部において印刷位置や印刷品質を統一することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、複数の印刷部は、インクジェット方式の印刷部である。インクジェット方式の印刷部では、印刷用紙を平坦に維持する必要があるが、本発明によれば、複数の印刷部において印刷用紙を平坦に維持することができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、搬送経路の最下流部に、印刷用紙を一定速度で搬出する搬出部をさらに備える。このため、搬出部の搬出速度を一定に維持しつつ、その搬出速度に対して複数の搬送部の搬送速度を僅かに相違させることにより、印刷用紙の張力を適切に制御することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、１つの搬送位置における印刷用紙の搬送速度は、当該搬送位置近傍の計測位置における計測結果が所定値に近づくように制御される。また、他の搬送位置における印刷用紙の搬送速度は、当該搬送位置の前後の計測位置における計測結果が近づくように制御される。このため、搬送路上の複数箇所において印刷用紙の張力を所定値に維持することができる。また、所定値を目指して制御される箇所は一箇所のみであるため、複数箇所の張力が互いに作用し合ってハンチングを起こすことはない。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．印刷装置の構成＞
図１は、本発明に係る印刷装置１の構成を示した図である。この印刷装置１は、帯状の印刷用紙Ｐを搬送しつつ、印刷用紙Ｐの表面および裏面に印刷を行うウェブ印刷装置である。印刷装置１は、主として、印刷用紙Ｐを供給する巻き出し部１０と、印刷用紙Ｐを搬送しつつ印刷用紙Ｐの表面側に印刷を行う第１の搬送路２０と、印刷用紙Ｐの表裏面を反転させる反転部３０と、印刷用紙Ｐを搬送しつつ印刷用紙Ｐの裏面側に印刷を行う第２の搬送路４０と、印刷用紙Ｐを搬出する搬出部５０と、搬出された印刷用紙Ｐを回収する巻き取り部６０と、を備えている。

第１の搬送路２０には、第１の搬送機構２１と、第１の張力センサ２２と、第１の印刷部２３とが設けられている。第１の搬送機構２１は、巻き出し部１０と第１の張力センサ２２との間において、印刷用紙Ｐを搬送するための機構である。第１の搬送機構２１は、インフィードローラ２１ａと複数のニップローラ２１ｂとを有しており、インフィードローラ２１ａと複数のニップローラ２１ｂとの間に印刷用紙Ｐを狭持しつつ、インフィードローラ２１ａを回転させることにより、印刷用紙Ｐを搬送路の下流側へ搬送する。なお、インフィードローラ２１ａは第１のモータ２１ｃと連結されており、第１のモータ２１ｃの回転によって回転する。

第１の張力センサ２２は、第１の搬送路２０における印刷用紙Ｐの張力を計測するためのセンサである。第１の張力センサ２２は、第１の搬送機構２１と第１の印刷部２３との間に設けられ、第１の印刷部２３へ導入される印刷用紙Ｐの張力を計測する。第１の張力センサ２２は、公知の種々の圧力センサを利用して構成することができる。たとえば、印刷用紙Ｐの張力によってローラが受ける圧力を、歪みゲージを介して電気信号に変換して取得するように構成すればよい。

第１の印刷部２３は、印刷用紙Ｐの表面側に印刷を行うインクジェット方式の印刷部である。第１の印刷部２３は、印刷用紙Ｐの搬送路となる複数のローラ２３ａと、印刷用紙Ｐへ向けてインクを吐出する印刷ヘッド２３ｂとを有している。印刷用紙Ｐは、複数のローラ２３ａ上において平坦に維持されつつ、表面側を上面にして搬送される。印刷ヘッド２３ｂは、複数のインク吐出部（図示省略）を有している。印刷ヘッド２３ｂは、ローラ２３ａ上において搬送される印刷用紙Ｐへ向けて各インク吐出部からインクを吐出することにより、印刷用紙Ｐの表面側に印刷を行う。

反転部３０は、第１の搬送路２０から搬送される印刷用紙Ｐの表裏を反転させて、第２の搬送路４０へ渡すための機構である。反転部３０は、たとえば、印刷用紙Ｐの搬送角度を変えるターンバーを複数組み合わせて構成される。

第２の搬送路４０には、第２の搬送機構４１と、第２の張力センサ４２と、第２の印刷部４３とが設けられている。第２の搬送機構４１は、反転部３０と第２の張力センサ４２との間において、印刷用紙Ｐを搬送するための機構である。第２の搬送機構４１は、中間ローラ４１ａと複数のニップローラ４１ｂとを有しており、中間ローラ４１ａと複数のニップローラ４１ｂとの間に印刷用紙Ｐを狭持しつつ、中間ローラ４１ａを回転させることにより、印刷用紙Ｐを搬送路の下流側へ搬送する。なお、中間ローラ４１ａは第２のモータ４１ｃと連結されており、第２のモータ４１ｃの回転によって回転する。

第２の張力センサ４２は、第２の搬送路４０における印刷用紙Ｐの張力を計測するためのセンサである。第２の張力センサ４２は、第２の搬送機構４１と第２の印刷部４３との間に設けられ、第２の印刷部４３へ導入される印刷用紙Ｐの張力を計測する。第２の張力センサ４２は、公知の種々の圧力センサを利用して構成することができる。たとえば、印刷用紙Ｐの張力によってローラが受ける圧力を、歪みゲージを介して電気信号に変換して取得するように構成すればよい。

第２の印刷部４３は、印刷用紙Ｐの裏面側に印刷を行うインクジェット方式の印刷部である。第２の印刷部４３は、印刷用紙Ｐの搬送路となる複数のローラ４３ａと、印刷用紙Ｐへ向けてインクを吐出する印刷ヘッド４３ｂとを有している。印刷用紙Ｐは、複数のローラ４３ａ上において平坦に維持されつつ、裏面側を上面にして搬送される。印刷ヘッド４３ｂは、複数のインク吐出部（図示省略）を有している。印刷ヘッド４３ｂは、ローラ４３ａ上において搬送される印刷用紙Ｐへ向けて各インク吐出部からインクを吐出することにより、印刷用紙Ｐの裏面側に印刷を行う。

搬出部５０は、第２の印刷部４３において印刷された印刷用紙Ｐを巻き取り部６０へ搬出するための機構である。搬出部５０は、アウトフィードローラ５０ａと複数のニップローラ５０ｂとを有しており、アウトフィードローラ５０ａと複数のニップローラ５０ｂとの間に印刷用紙Ｐを狭持しつつ、アウトフィードローラ５０ａを回転させることにより、印刷用紙Ｐを巻き取り部６０へ搬送する。なお、アウトフィードローラ５０ａは、第３のモータ５０ｃと連結されており、第３のモータ５０ｃの回転によって回転する。

また、印刷装置１は、上記各部の動作を制御するための制御部７０を備えている。制御部７０は、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成される。制御部７０は、第１のドライバ２１ｄを介して第１のモータ２１ｃと電気的に接続されている。制御部７０は、第１のドライバ２１ｄへパルス信号を供給することにより、第１のモータ２１ｃおよびインフィードローラ２１ａを回転させる。また、制御部７０は、第２のドライバ４１ｄを介して第２のモータ４１ｃと電気的に接続されている。制御部７０は、第２のドライバ４１ｄへパルス信号を供給することにより、第２のモータ４１ｃおよび中間ローラ４１ａをを回転させる。また、制御部７０は、第３のドライバ５０ｄを介して第３のモータ５０ｃと電気的に接続されている。制御部７０は、第３のドライバ５０ｄへパルス信号を供給することにより、第３のモータ５０ｃおよびアウトフィードローラ５０ａを回転させる。

第１の張力センサ２２は、第１の張力メータ２２ａを介して制御部７０と電気的に接続されている。第１の張力センサ２２は、印刷用紙Ｐの張力を計測し、取得した張力を電気信号として第１の張力メータ２２ａへ送信する。第１の張力メータ２２ａは、第１の張力センサ２２から受けた電気信号を第１の計測値として制御部７０へ送信する。

第２の張力センサ４２は、第２の張力メータ４２ａを介して制御部７０と電気的に接続されている。第２の張力センサ４２は、印刷用紙Ｐの張力を計測し、取得した張力を電気信号として第２の張力メータ４２ａへ送信する。第２の張力メータ４２ａは、第２の張力センサ４２から受けた電気信号を第２の計測値として制御部７０へ送信する。

＜２．印刷用紙の張力制御＞
続いて、上記の印刷装置１における印刷用紙Ｐの張力制御について説明する。この印刷装置１は、アウトフィードローラ５０ａを所定の一定速度で回転させつつ、インフィードローラ２１ａおよび中間ローラ４１ａの回転速度を調節することにより、印刷用紙Ｐの張力を制御する。印刷用紙Ｐは、アウトフィードローラ５０ａによって一定速度で巻き取り部６０へ搬出されるが、インフィードローラ２１ａおよび中間ローラ４１ａにおける搬送速度は、搬出速度に対して僅かに相違することとなる。これにより、第１の搬送路２０および第２の搬送路４０における印刷用紙Ｐの張力が一定値に維持される。

図２は、インフィードローラ２１ａの回転速度を制御する様子を示したブロック図である。インフィードローラ２１ａを制御するときには、制御部７０は、第１の張力センサ２２から第１の張力メータ２２ａを介して受信する計測値ｖ１を参照する。そして、制御部７０内に記憶された所定値ｐｖに計測値ｖ１が近づくように、インフィードローラ２１ａの回転速度を制御する。たとえば、計測値ｖ１が所定値ｐｖよりも小さい場合には、インフィードローラ２１ａの回転速度を下げるようにパルス信号ｐｓ１を発生させる。また、計測値ｖ１が所定値ｐｖよりも大きい場合には、インフィードローラ２１ａの回転速度を上げるようにパルス信号ｐｓ１を発生させる。これにより、第１の搬送路２０における印刷用紙Ｐの張力は、所定値ｐｖに収束して安定する。

図３は、中間ローラ４１ａの回転速度を制御する様子を示したブロック図である。中間ローラ４１ａを制御するときには、制御部７０は、第１の張力センサから第１の張力メータ２２ａを介して受信する計測値ｖ１と、第２の張力センサ４２から第２の張力メータ４２ａを介して受信する計測値ｖ２とを参照する。そして、計測値ｖ２が計測値ｖ１に近づくように、中間ローラ４１ａの回転速度を制御する。たとえば、計測値ｖ２が計測値ｖ１よりも小さい場合には、中間ローラ４１ａの回転速度を下げるようにパルス信号ｐｓ２を発生させる。また、計測値ｖ２が計測値ｖ１よりも大きい場合には、中間ローラ４１ａの回転速度を上げるようにパルス信号ｐｓ２を発生させる。これにより、第２の搬送路４０における印刷用紙Ｐの張力は、第１の搬送路２０における印刷用紙Ｐの張力に近づいていく。第１の搬送路２０における印刷用紙Ｐの張力が所定値ｐｖに収束すれば、第２の搬送路４０における印刷用紙の張力もそれに追従して、所定値ｐｖに収束する。

このように、この印刷装置１では、第１の搬送機構２１における印刷用紙Ｐの搬送速度は、第１の張力センサ２２の計測結果が所定値ｐｖに近づくように制御される。また、第２の搬送機構４１における印刷用紙Ｐの搬送速度は、第２の張力センサ４２の計測結果が第１の張力センサ２２の計測結果に近づくように制御される。このため、第１の搬送路２０および第２の搬送路４０において、印刷用紙Ｐの張力を所定値ｐｖに維持することができる。所定値ｐｖを目標として制御するのは第１の搬送路２０のみであるため、第１の搬送路２０の張力と第２の搬送路４０の張力とが互いに作用し合ってハンチングを起こすことはない。

本実施形態の印刷装置１は、印刷用紙Ｐの表面側と裏面側とに印刷を行う印刷装置である。このような印刷装置１では、特に制御を行わない限り、反転部３０の前後において印刷用紙Ｐの張力が相違しやすいが、上記の張力制御を行えば、反転部３０の前後において印刷用紙Ｐの張力をいずれも所定値ｐｖに維持することができる。したがって、印刷用紙Ｐの伸びの度合いは等しくなり、表面側と裏面側の印刷位置や印刷品質を統一することができる。

また、本実施形態の印刷装置１は、インクジェット方式の印刷装置である。インクジェット方式の印刷装置は、印刷位置において印刷用紙Ｐを平坦に維持する必要があるが、上記の張力制御を行えば、印刷部２３および印刷部４３において印刷用紙Ｐを平坦に維持することができる。

＜３．変形例＞
上記の例では、搬送路上の２つの制御位置（第１の搬送路２０と第２の搬送路４０）において印刷用紙Ｐの張力を制御する場合について説明したが、３つ以上の制御位置において印刷用紙Ｐの張力を制御する構成であってもよい。

図４は、３つ以上の制御位置において印刷用紙Ｐの張力を制御する印刷装置の構成を模式的に示した図である。図４の印刷装置は、搬送路上に複数の制御位置８１，８２，８３，８４，…を有しており、各制御位置には、ローラと、張力センサと、印刷部とが設けられている。印刷用紙は、巻き出し部１０から供給され、各制御位置を通過しつつ搬送される。このような構成において、搬送路の最も上流側に配置されたローラの回転速度は、当該ローラの近傍に配置された張力センサの計測結果が所定値ｐｖに近づくように制御される。また、他のローラの回転速度は、当該ローラの前後に配置された張力センサの計測結果が互いに近づくように制御される。このようにすれば、各制御位置において印刷用紙Ｐの張力を所定値ｐｖに維持することができる。また、所定値ｐｖを目標として制御するのは先頭の制御位置８１のみであるため、各制御位置における印刷用紙Ｐの張力が互いに作用し合ってハンチングを起こすことはない。

上記の例では、所定値ｐｖを目指して制御を行う制御位置は、先頭の制御位置であったが、所定値ｐｖを目指して制御を行う制御位置は、先頭の制御位置に限定されるものではない。ただし、所定値ｐｖを目指して制御を行う制御位置を中間の制御位置とすると、先頭の制御位置の上流側に張力センサをさらに配置する必要があり、装置が少し大型化してしまう。このため、所定値ｐｖを目指して制御を行う制御位置は、先頭の制御位置であることが望ましい。

また、上記の例では、インクジェット方式の印刷装置について説明したが、本発明はインクジェット方式の印刷装置に限定されるものではなく、他の方式の印刷装置にも適用することができる。

印刷装置の構成を示した図である。 インフィードローラの回転速度を制御する様子を示したブロック図である。 中間ローラの回転速度を制御する様子を示したブロック図である。 ３つ以上の制御位置において印刷用紙の張力を制御する印刷装置の構成を模式的に示した図である。 ２つの制御位置において従来の張力制御を行ったときの、各制御位置における印刷用紙の張力変化を示した図である。

符号の説明

１ 印刷装置
１０ 巻き出し部
２０ 第１の搬送路
２１ 第１の搬送機構
２１ａ インフィードローラ
２２ 第１の張力センサ
２３ 第１の印刷部
３０ 反転部
４０ 第２の搬送路
４１ 第２の搬送機構
４１ａ 中間ローラ
４２ 第２の張力センサ
４３ 第２の印刷部
５０ 搬出部
５０ａ アウトフィードローラ
６０ 巻き取り部
７０ 制御部
Ｐ 印刷用紙

Claims (5)

1. 帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ、印刷用紙上に印刷を行う印刷装置であって、
   前記搬送路上の複数箇所において印刷用紙の張力を計測する複数の計測部と、
   前記複数の計測部のそれぞれの近傍において印刷用紙を搬送する複数の搬送部と、
   前記複数の計測部の計測結果に基づいて前記複数の搬送部の搬送速度を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   （ｉ）前記複数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、
   （ii）前記複数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および下流側に配置された計測部の計測結果が、前記下流側に配置された計測結果が前記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
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記搬送路上の複数箇所に複数の印刷部を備え、
   前記複数の計測部は、前記複数の印刷部のそれぞれに導入される印刷用紙の張力を計測することを特徴とする印刷装置。
3. 請求項２に記載の印刷装置であって、
   前記複数の印刷部は、インクジェット方式の印刷部であることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の印刷装置であって、
   前記搬送経路の最下流部に、印刷用紙を一定速度で搬出する搬出部をさらに備えることを特徴とする印刷装置。
5. 帯状の印刷用紙を所定の搬送路に沿って搬送しつつ、印刷用紙上に印刷を行う印刷装置において、印刷用紙の張力を制御する張力制御方法であって、
   前記搬送路上の複数の計測位置において印刷用紙の張力を計測する第１の工程と、
   前記複数の計測位置のそれぞれの近傍に設けられた複数の搬送位置において、印刷用紙の搬送速度を制御する第２の工程と、
   を備え、
   前記第２の工程においては、
   （ｉ）前記複数の搬送位置のうちの最も搬送路の上流側に設けられた搬送位置における印刷用紙の搬送速度を、当該搬送位置近傍の計測位置における計測結果が所定値に近づくように制御し、
   （ii）前記複数の搬送位置のうちの他の搬送位置における印刷用紙の搬送速度を、当該搬送位置の上流側および下流側の計測位置における計測結果が、前記下流側に配置された計測結果が前記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
   ことを特徴とする張力制御方法。

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