(57)【要約】【課題】サーマルヘッドを用いて感熱紙両面に印刷する従来の両面印刷装置では、一方の印刷部をミシン目や折り畳み部が通過するとその抵抗や衝撃で感熱紙の速度が変化し、その影響が他方の印刷部での感熱紙の速度に影響を与えて、印刷された文字やイメージ等が伸縮する、印刷品質の低下という問題が生じた。【解決手段】表裏両面に印刷するための２組の印刷部において、印刷部のプラテンローラにモータ、ベルト、歯車等からなる駆動系をそれぞれ独立して持たせること、及び、２組の印刷部の間で感熱紙にたるみを持たせることで、一方の印刷部をミシン目や折り畳み部が通過する時に感熱紙の速度変化が生じても、プラテンローラの駆動系を通してでも、感熱紙自身を通してでも、他方の印刷部に伝わらないようにすることにより、印刷品質の低下を生じないようにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に印刷可能な感熱紙の表裏両面に印刷するために、用紙進行方向に印刷ヘッドとプラテンローラとを２組有する印刷装置において、該２個のプラテンローラが駆動動力系統をそれぞれ独立して有することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
用紙進行方向手前側のプラテンローラと用紙進行方向後側のプラテンローラの間で感熱紙が常にたるみがあるように用紙送り動作を制御することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【請求項３】
用紙進行方向手前側のプラテンローラの周速を用紙進行方向後側のプラテンローラの周速よりも大きくすることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  サーマルヘッドを２組持って、感熱紙の表裏両面に文字やイメージを印刷する両面プリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】  サーマルヘッドと感熱紙の組合せによる印刷装置で、サーマルヘッドを２個持って表裏両面に印刷する印刷装置はすでにいくつか提案されているが、これらは従来からの片面印刷の機構部にサーマルヘッド／プラテンローラ部（以下、「印刷部」）を１組追加しただけの単純なものだった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。【０００３】  表面にゴムの層を有するプラテンローラとサーマルヘッドとの間に感熱紙をはさんで印刷する印刷装置では、サーマルヘッドの発熱素子を発熱させるタイミングと感熱紙の送り速度とは常に安定した関係にないと、印刷されるドットの間隔が不揃いになり、そこに印刷された文字やイメージは間延びしたり、縮んだりして印刷品質が低下する。【０００４】  ところで、両面に印刷する感熱紙が、１枚の基紙の表裏に感熱発色層を有している場合はロール状の用紙にして印刷装置に供給することが出来るが、片面に感熱発色層を有する感熱紙を二つ折りした場合はロール状に出来無いので折り畳み紙となる。【０００５】  記録部では、例えば、印刷幅がほぼ１００ｍｍのサーマルヘッドの場合は、サーマルヘッドを３Ｋｇから４Ｋｇの押付け力でプラテンローラに押付けているので、記録部をミシン目が通過するだけでもミシン目の突起が抵抗になって送り速度に影響を与える。まして、二つ折りした感熱紙を数頁ごとにミシン目で折り畳むと、その折り癖による凹凸はミシン目の突起に比べて格段に大きく、一方の記録部通過時に折り癖が用紙走行速度の変動を引き起こし、その時に他方の記録部で印刷していると印刷品質の低下をもたらす。【０００６】  発明の目標は異なるが、その対策になりそうなアイデアとして、２組の印刷部の間に用紙カッタを設置し、片面を印刷し終えたら印字した頁を切断し、その後、用紙を単票として扱って次の印刷部で他の面を印刷するという提案がある（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。【０００７】  この提案の方法によって、後段の印刷部で印刷する前にカッタで用紙を切断すれば、片方の印刷部の速度変動は他方の印刷部に与える用紙を介しての影響は確かに無くなるが、後述するような駆動系を介しての影響は避けられない。さらに、これを実現するには、カッタから後段の印刷部までの距離を用紙１頁の最長の寸法に合わせなければならず、装置が大きくなるという欠点がある上に、印刷速度が速く１頁の長さが短い場合には、全印刷時間の中で１頁ごとの用紙切断に要する時間の占める割合が大きくなって、印刷処理速度の低下を招くという欠点もある。【０００８】  そこで、印刷処理速度を低下させること無しに、折り畳み紙の折り癖の凹凸による印字品質の低下を改善することが期待されていた。
【特許文献１】  特開平９−５８０３４  公報
【特許文献２】  特開平１１−２８６１４７  公報
【特許文献３】  特開平６−２６２７８５  公報
【特許文献４】  特開平６−２６２７８６  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  感熱紙にサーマルヘッドで印刷する、用紙進行方向に２組の印刷部を備えた表裏両面を印刷する印刷装置において、折り畳み用紙の折り目の凹凸が一方の印刷部を通過する時の抵抗や衝撃は感熱紙の速度変動を起こし、その速度変動が感熱紙自身の剛性によって他方の印刷部の間を通過している感熱紙にまで影響が及び、その結果、他方の印刷部における紙送り速度が変動して印刷品質の低下を引き起こしていた。【００１０】  同時に、上記の抵抗や衝撃がプラテンローラの駆動系（ベルト、歯車、モータ）を介して他方のプラテンローラまで伝わって、その滑らかな回転動作を乱していた。すなわち、折り畳み用紙の折り目の凹凸が通過する時に一方の印刷部に与えた抵抗や衝撃は、これらの二つの経路で他方の紙送り部の紙送り速度に影響を与えていることが分かった。
したがって、２組の印刷部における印字品質低下を防止するためには、前記の二つの経路による紙送り速度変動の影響を断ち切ることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  本発明は、用紙進行方向に印刷部を２組有する印刷装置が、折り畳み式の感熱紙に印刷する時に、折り目の折り癖による凹凸が、一方の印刷部を通過する時に抵抗や衝撃があって感熱紙の送り速度が乱れても、その影響が他方の印刷部を通過している感熱紙の送りに影響を与えない構造を提供することを目的とする。【００１２】  印刷品質の低下の原因が、感熱紙それ自身を通しての影響と、プラテンローラの駆動系を経由しての影響とによるものである。したがって、前者に対しては、２組の印刷部の間で感熱紙をたるませて、一方のプラテンローラで感熱紙が一瞬停止しても感熱紙の速度変動をこのたるみの中で吸収することで、また、後者に対しては、２個のプラテンローラの駆動系をそれぞれ独立して持たせることで、この二つの経路を断ち切れば良い。【００１３】  まず後者の、２組の印刷部間の駆動系を介しての影響を断つ方法としては、２個のプラテンローラに対してモータ、ベルト、歯車等の駆動系を２組用意し、各印刷部に独立して駆動系を持たせることで実現する。【００１４】  前者の、２組の印刷部の間で感熱紙をたるませる方法としては２つある。１つは、感熱紙が２組の印刷部にかかった状態でプラテンローラの駆動開始のタイミングをずらす方法である。すなわち、用紙進行方向手前側の駆動系をまず動かし、次いで用紙進行方向後側の駆動系を動かすことでたるみが出来る。他の１つは、用紙進行方向手前側のプラテンローラの周速を用紙進行方向後側のプラテンローラの周速よりも大きくする方法である。これは具体的には、同じ回転速度ならプラテンの直径に差を付ける方法、また、プラテン直径を同じにして回転速度に差を付ける方法等で実現できる。【００１５】  なお、２個のプラテンローラの送り速度の差でたるみを作るとたるみが累積するので、各印刷部近傍のマークセンサで感熱紙に付された頁ごとのマークを読み取ることでたるみ量を検出し、たるみの量が一定の値を超えないように２個のプラテンローラの送り速度の差を制御する。
【発明の効果】
【００１６】  両面印刷時に折り畳み紙に対する印刷品質の低下は、２組の印刷部間の距離と感熱紙の剛性とによって大きく変わるが、この距離が５０ｍｍから１００ｍｍ程度で、厚さ約８０ミクロン・メートルの感熱紙を二つ折りしてホットメルトで接着した用紙の場合、２個のプラテンローラに駆動系を独立して持たせた印刷装置で、２個のプラテンローラ間で感熱紙をたるませるための速度差を、用紙進行方向手前側のプラテンローラの用紙送り速度を用紙進行方向後側のプラテンローラのそれより１％から２％大きくすることで、感熱紙の折り目の影響による印刷品質の低下を大幅に改善することが出来た。【００１７】  なお、上記に述べたのは限られた条件での例であって、２組の印刷部間の距離がこれより大きい場合や小さい場合、感熱紙の厚さや接着の方法が違っているために感熱紙の剛性が上記の例と違っている場合は当然、送り速度の差も違ってきて、いろいろな種類の感熱紙に対する実験の結果では、送り速度の差は０％以上、ほぼ４％程度までの範囲であった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  本発明の実施形態について説明する。
【実施例】
【００１９】  図１は従来から提案されている印刷装置１の構成例を示していて、紙送り方向に並んで配置された印刷部２、３はそれぞれ、サーマルヘッド４、６、プラテンローラ５、７からなり、さらに、吸入ローラ１１、押し付けローラ１２、排出ローラ１３、押し付けローラ１４、マークセンサ１５、１６があり、プラテンローラ５、７、吸入ローラ１１、排出ローラ１３は、モータ、ベルト、歯車等からなる１個の駆動系８（モータ、ベルト、歯車等は図示せず）で駆動されていた。【００２０】  図２は、表裏両面印刷する感熱紙２０の一般的な構造で、１枚の感熱紙２１の裏面に帯状の接着剤層２２とシリコン層２３を帯状に交互に塗布し、接着剤層２２とシリコン層２３とが二つ折りにした時に対面するようにしてあとで剥がせるようにしてある。【００２１】  一定の距離ごとに切り取り用のミシン目２４とミシン目ごとに表裏に各頁の先頭を示すマーク２５が設けられている。さらに、いくつかのミシン目ごとに折り畳まれて折り畳み紙となるが、折り目には、上面を基準にすれば図のように、（図の感熱紙上面から見て）山折り２６と谷折り２７が交互に出来る。【００２２】  図３は、感熱紙２０の谷折り部２６が印刷部２のサーマルヘッド４とプラテンローラ６の間を通る時を示しており、谷折り部２７がサーマルヘッド４にぶつかって、印刷部２にある感熱紙８を矢印１５の方向に引っ張ることを示している。これは、山折り部２７が通る時も抵抗になって矢印１５の方向に引っ張るのは同様である。【００２３】  図４は、感熱紙２０の谷折り部２６が印刷部２のサーマルヘッド５とプラテンローラ７の間を通る時を示しており、谷折り部２６がプラテンローラ７にぶつかり、さらに谷折り部２６にサーマルヘッド５が落ち込んで感熱紙２０の送りを止めることになり、これは印刷部１の感熱紙８を矢印１５の方向に押し返すことを示している。矢印１５の方向に押し返すのは、山折り部２７が通る時も同様である。【００２４】  図３、４で示したように、山折り部２７や谷折り部２６が印刷部２，３のいずれを通過する時にも、そこで生じた感熱紙２０の速度変動は当然、プラテンローラ６、７の回転動作にも影響を与え、一方のプラテンローラの速度変動は図１の駆動系８を経由して他方のプラテンローラの速度変動をもたらす。【００２５】図５は、本発明による印刷装置３０の構成を示していて、紙送り方向に並んで配置された印刷部２、３はそれぞれ、サーマルヘッド４、６、プラテンローラ５、７、吸入ローラ１１、押し付けローラ１２、排出ローラ１３、押し付けローラ１４、マークセンサ１５、１６等は図１に示す従来の印刷装置と同じであるが、異なるのはモータ、ベルト、歯車等で構成されている駆動系９、１０という２個の駆動系（モータ、ベルト、歯車等は図示せず）があることである。
２個のマークセンサ１５、１６からの信号を制御部１７で判断して、駆動回路１８，１９を介して駆動系９、１０を駆動する。【００２６】  図６は、本発明の印刷装置３０（全体は図示せず）で印刷している時の様子を示している。プラテンローラ５、７の駆動を次に述べるように制御して、印刷部２と印刷部３の間で感熱紙２０をたるませておくと、図３、４で説明したような印刷部２で発生した感熱紙２０を引き戻す力１７はたるみ量を減少させるように、印刷部３で発生した感熱紙２０を押し返す力１８はたるみ量を増大させるように働いてたるみ部で吸収されるので、他方の印刷部における感熱紙２０の挙動にはほとんど影響を与えず、印刷品質の低下は大幅に改善される。【００２７】  このたるみを形成するにはいろいろな方法がある。例えば、（１）用紙進行方向手前側のプラテンローラの直径を用紙進行方向後側のプラテンローラのそれより大きくする方法、（２）用紙進行方向手前側のプラテンローラの送り動作を用紙進行方向後側のプラテンローラのそれより速めに開始する方法、そして、（３）用紙進行方向手前側のプラテンローラの回転速度を用紙進行方向後側のプラテンローラのそれより大きくする方法、がある。この中では、プラテンローラごとに独立して駆動系を持っているのだから、わざわざ（１）の方法を採るまでもなく、（２）、（３）の方法でたるみを形成するのが良い。【００２８】  （３）の方法はきわめて有効だが、感熱紙の厚さや剛性、さらに印刷速度でもプラテンローラの速度差は違ってくる。これは、使用する用紙に合わせて調整する必要がある。【００２９】  なお、上記の３つのどの方法でも、たるみの累積が懸念されるが、たるみの量はマークセンサ１５、１６が感熱紙２０に付されたマーク２５を読み取るタイミングで判断出来るので、それに基づいて駆動系９、１０を制御すれば良い。すなわち、感熱紙２０上のマーク２５の距離は一定なので、たわんだ場合はマークセンサ１５と１６のセンス出力の時間的ズレが大きくなることからたわみ量は制御部１７で判断出来る。この時間的ズレを利用し、駆動回路１８、１９で駆動部９，１０を制御すれば、たるみ量を調整できることは明らかである。【００３０】  以上の結果、図３，４で説明したような印刷部２、３で速度変動があっても、感熱紙２０自身による引き戻す力１７や押し返す力１８はたるみ量が吸収することで、図１の駆動系８を経由するものは  図５のようにプラテンローラ６，７が駆動系９、１０をそれぞれ独立して持ってお互いの影響を受けないようにすることで、その影響が他方には影響しない印刷装置３０が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】  サーマルヘッドを用いた両面印刷装置においては避けられない印刷品質の低下防止の方法としてはきわめて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーマルヘッドを用いた両面印刷装置の従来の構成例である。
【図２】両面印刷用感熱紙の構成例である。
【図３】印刷部２に折り目が来た時の様子を示す。
【図４】印刷部３に折り目が来た時の様子を示す。
【図５】本発明のサーマルヘッドを用いた両面印刷装置の構成例である。
【図６】印刷部間で感熱紙がたわんでいる様子を示す。
【符号の説明】
１  従来の印刷装置
２  印刷部
３  印刷部
４  サーマルヘッド
５  サーマルヘッド
６  プラテンローラ
７  プラテンローラ
８  駆動系
９  駆動系
１０  駆動系
１１  吸入ローラ
１２  押し付けローラ
１３  排出ローラ
１４  押し付けローラ
１５  感熱紙にかかる力方向
２０  感熱紙（二つ折り）
２１  感熱紙
２２  接着層
２３  シリコン層
２４  ミシン目
２５  頁マーク
２６  折り目（谷折り）
２７  折り目（山折り）
３０  本発明による印刷装置
【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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