(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙反転経路を含む循環搬送路を有し、一方の面に印刷された用紙を、前記循環搬送路を循環搬送することで表裏反転し、他方の面に印刷を行なう両面印刷装置であって、
搬送方向の用紙幅Ｌｐの用紙に対して用紙間隔Ｌｇ、印刷時搬送速度Ｖｇで画像形成可能な印刷手段と、
前記循環搬送路中の用紙位置合わせの基準となるレジスト部から前記印刷手段を経て所定の変速位置まで前記印刷時搬送速度Ｖｇで用紙を等速搬送する等速搬送手段と、
前記変速位置から前記用紙反転経路を経て前記レジスト部まで用紙を搬送する可変速搬送手段と、
前記レジスト部へ未印刷の用紙を搬送する給紙手段と、
両面印刷時の定常状態において、片面印刷時と同様の一定の印刷時間（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇで両面印刷における各面の印刷を前記印刷手段に実行させるための、前記搬送方向の用紙幅Ｌｐに応じたタイミングで前記レジスト部を駆動させるとともに、前記可変速搬送手段により搬送される片面印刷済の用紙と、前記給紙手段により搬送される未印刷の用紙とを交互に前記レジスト部へ搬送させる搬送制御手段とを備え、
前記可変速搬送手段が用紙を搬送する区間には、前記用紙反転経路における用紙反転のための減速区間および加速区間と、等速の搬送速度Ｖｒで搬送する等速区間とが含まれ、
前記搬送制御手段は、
前記用紙幅Ｌｐ、前記用紙間隔Ｌｇ、全循環搬送距離を用いて、両面印刷時の印刷順序を規定する循環枚数Ｎを設定するとともに、Ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間内で用紙を前記レジスト部から前記レジスト部まで循環搬送できるように、前記可変速搬送手段の前記等速区間における前記搬送速度Ｖｒを、前記加減速区間で適用される加速度、前記用紙幅Ｌｐ、前記用紙間隔Ｌｇ、前記印刷時搬送速度Ｖｇを用いて算出し、
算出された前記搬送速度Ｖｒが前記印刷時搬送速度Ｖｇより遅い場合には、前記循環枚数Ｎを減じて前記搬送速度Ｖｒを再度算出することで、前記搬送速度Ｖｒが、前記印刷時搬送速度Ｖｇ以上となるように設定することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の両面印刷装置であって、
前記可変速搬送手段が用紙を搬送する区間には、用紙を前記レジスト部で停止させるための第２減速区間がさらに含まれ、
前記搬送制御手段は、さらに、前記第２減速区間で適用される加速度を用いて前記搬送速度Ｖｒを算出することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項３】
請求項２に記載の両面印刷装置であって、
前記可変速搬送手段は、前記レジスト部での用紙の停止の際に、前記用紙の斜行修正のために弛ませ量Ｌｔを生じさせ、
前記搬送制御手段は、さらに、前記弛ませ量Ｌｔを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項４】
請求項１に記載の両面印刷装置であって、
前記可変速搬送手段が用紙を搬送する期間には、前記用紙反転経路における用紙反転の際の停止時間Ｗｔが含まれ、
前記搬送制御手段は、さらに、前記停止時間Ｗｔを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項５】
請求項４に記載の両面印刷装置であって、
前記可変速搬送手段は、前記用紙反転経路において用紙を反転する反転駆動ローラを備えており、
前記搬送制御手段は、さらに、用紙反転の際の停止時における前記反転駆動ローラ側の用紙端位置と前記反転駆動ローラとの距離Ｌｓを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項６】
請求項１に記載の両面印刷装置であって、
前記搬送制御手段は、前記搬送速度Ｖｒが、さらに、前記可変速搬送手段の許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となるように前記搬送速度Ｖｒを設定し、前記許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となる前記搬送速度Ｖｒが算出されない場合には、用紙間隔をＬｇ以上にすることで、前記許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となる前記搬送速度Ｖｒを設定することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項７】
請求項１に記載の両面印刷装置であって、
前記搬送制御手段は、前記搬送速度Ｖｒが、前記印刷時搬送速度Ｖｇ以上となる循環枚数Ｎおよび搬送速度Ｖｒが複数組存在する場合は、ユーザの選択に基づいて循環枚数Ｎおよび搬送速度Ｖｒを設定することを特徴とする両面印刷装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の両面印刷装置であって、
前記用紙を前記印刷時搬送速度Ｖｇで等速搬送する等速搬送手段は、用紙搬送のための駆動ローラを１または複数個備えており、少なくとも最も前記変速位置側の駆動ローラは、用紙搬送方向についてワンウェイクラッチ構造となっていることを特徴とする両面印刷装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の両面印刷装置であって、
前記循環搬送路における前記印刷手段と前記変速位置との距離は、前記両面印刷装置が保証する最大サイズの用紙の搬送方向の幅よりも長いことを特徴とする両面印刷装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の両面印刷装置であって、
前記可変速搬送手段は、用紙を前記用紙反転経路から前記レジスト部へ導くとともに前記レジスト部で一時停止させる駆動ローラを備えることを特徴とする両面印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷装置に係り、特に、用紙反転経路を含む循環搬送路を有し、一方の面に印刷された用紙を、前記循環搬送路を循環搬送することで表裏反転し、他方の面に印刷を行なう両面印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙反転経路を含む循環搬送路を有し、一方の面に印刷された用紙を、前記循環搬送路を循環搬送することで表裏反転し、他方の面に印刷を行なう両面印刷装置が知られている。近年、印刷装置に対する高速印刷による生産性向上の要求が高まっており、片面印刷時のみならず、両面印刷時においても高速印刷による高生産性の実現が望まれている。
【０００３】
印刷装置の生産性は主として印字機構による画像形成の速度と、印刷用紙の搬送機構による搬送速度とに影響を受ける。特許文献１には、両面印刷の時に、循環搬送の際の用紙搬送速度を、印刷の際の用紙搬送速度とは独立に、用紙のサイズに応じて制御することにより生産性を向上させることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２８０８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
印字機構による画像形成は、片面印刷時、両面印刷時とも同じ処理であるから、片面印刷時、両面印刷時とも解像度等の印刷条件に応じて定められる印字機構の最大速度での画像形成を容易に行なうことができる。そして、画像形成の速度に基づいて印刷の際の用紙搬送速度が定められる。
【０００５】
ところが、印刷装置の生産性は画像形成の速度だけではなく、単位時間当りの印刷用紙出力枚数が問題になる。片面印刷時には印刷用紙を次々に給紙することができるため、搬送機構による用紙搬送速度は制約にならず、印字機構が可能な単位時間当りの印刷枚数で印刷用紙を出力することができる。一方、両面印刷時には表面印刷済の印刷用紙を循環搬送して反転させて裏面印刷を行なうため、搬送機構による循環搬送速度が印刷装置の生産性に影響を与えることになる。すなわち、循環搬送速度が適切でないと、印字機構による印字が可能にもかかわらず印刷用紙が搬送されていない等の状況が生じて、印字機構が可能な生産性での印刷用紙の出力ができなくなる。
【０００６】
ところで、両面印刷時には片面印刷時２回分の印刷処理が必要になる。このため、単位時間当りの両面印刷時の出力用紙枚数が片面印刷時の出力用紙枚数の１／２であれば、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なえることになる。
【０００７】
両面印刷の際にこの生産性を実現させるためには、循環搬送速度を調整する必要があるが、循環搬送は単に等速度で印刷用紙を搬送すればよいのではなく、印刷用紙反転のために一時停止させたり、そのための減速、加速を行なったりする必要がある。また、印刷用紙のサイズや印字機構による画像形成速度も印刷条件等に応じて変化するものであり、これらの変化に循環搬送速度も対応させなければならない。このように循環搬送速度の設定のためには種々の条件を考慮しなければならず、循環搬送速度設定の際の柔軟性を高める必要がある。
【０００８】
特許文献１に記載された技術は、通紙間隔の無駄をなくすための制御であり、両面印刷時に片面印刷時と同等の片面当りの生産性を実現するものではない。また、循環搬送速度設定の柔軟性も考慮されていない。本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、定常状態における単位時間当りの出力用紙枚数が片面印刷時の出力用紙枚数の１／２となる生産性で両面印刷が可能となるように、循環搬送速度設定の柔軟性を高めた両面印刷装置を提供することを目的とする。ここで、定常状態は、両面印刷開始時と終了時の表面および裏面が連続して印刷される期間を除いた、表面と裏面とが交互に印刷されて一定間隔で印刷用紙が連続的に排紙される期間を意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る両面印刷装置は、用紙反転経路を含む循環搬送路を有し、一方の面に印刷された用紙を、前記循環搬送路を循環搬送することで表裏反転し、他方の面に印刷を行なう両面印刷装置であって、搬送方向の用紙幅Ｌｐの用紙に対して用紙間隔Ｌｇ、印刷時搬送速度Ｖｇで画像形成可能な印刷手段と、前記循環搬送路中の用紙位置合わせの基準となるレジスト部から前記印刷手段を経て所定の変速位置まで前記印刷時搬送速度Ｖｇで用紙を等速搬送する等速搬送手段と、前記変速位置から前記用紙反転経路を経て前記レジスト部まで用紙を搬送する可変速搬送手段と、前記レジスト部へ未印刷の用紙を搬送する給紙手段と、両面印刷時の定常状態において、片面印刷時と同様の一定の印刷時間（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇで両面印刷における各面の印刷を前記印刷手段に実行させるための、前記搬送方向の用紙幅Ｌｐに応じたタイミングで前記レジスト部を駆動させるとともに、前記可変速搬送手段により搬送される片面印刷済の用紙と、前記給紙手段により搬送される未印刷の用紙とを交互に前記レジスト部へ搬送させる搬送制御手段とを備え、前記可変速搬送手段が用紙を搬送する区間には、前記用紙反転経路における用紙反転のための減速区間および加速区間と、等速の搬送速度Ｖｒで搬送する等速区間とが含まれ、前記搬送制御手段は、前記用紙幅Ｌｐ、前記用紙間隔Ｌｇ、全循環搬送距離を用いて、両面印刷時の印刷順序を規定する循環枚数Ｎを設定するとともに、Ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間内で用紙を前記レジスト部から前記レジスト部まで循環搬送できるように、前記可変速搬送手段の前記等速区間における前記搬送速度Ｖｒを、前記加減速区間で適用される加速度、前記用紙幅Ｌｐ、前記用紙間隔Ｌｇ、前記印刷時搬送速度Ｖｇを用いて算出し、算出された前記搬送速度Ｖｒが前記印刷時搬送速度Ｖｇより遅い場合には、前記循環枚数Ｎを減じて前記搬送速度Ｖｒを再度算出することで、前記搬送速度Ｖｒが、前記印刷時搬送速度Ｖｇ以上となるように設定することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、Ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間で用紙をレジスト部からレジスト部まで循環搬送することにより、定常状態における単位時間当りの出力用紙枚数が片面印刷時の出力用紙枚数の１／２となる生産性で両面印刷が可能となる。また、搬送速度Ｖｒは、加減速区間で適用される加速度、用紙幅Ｌｐ、用紙間隔Ｌｇ、印刷時搬送速度Ｖｇを用いて算出されるため、搬送速度設定の柔軟性が高い。また、搬送速度Ｖｒが印刷時搬送速度Ｖｇ以上となるように設定するので、用紙同士の衝突を避けることができる。
【００１１】
また前記可変速搬送手段が用紙を搬送する区間には、用紙を前記レジスト部で停止させるための第２減速区間がさらに含まれ、前記搬送制御手段は、さらに、前記第２減速区間で適用される加速度を用いて前記搬送速度Ｖｒを算出するようにしてもよい。これにより、さらに搬送速度設定の柔軟性を高めることができる。
【００１２】
このとき、前記可変速搬送手段は、前記レジスト部での用紙の停止の際に、前記用紙の斜行修正のために弛ませ量Ｌｔを生じさせ、前記搬送制御手段は、さらに、前記弛ませ量Ｌｔを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出するようにしてもよい。
【００１３】
また、前記可変速搬送手段が用紙を搬送する期間には、前記用紙反転経路における用紙反転の際の停止時間Ｗｔが含まれ、前記搬送制御手段は、さらに、前記停止時間Ｗｔを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出するようにしてもよい。これにより、さらに搬送速度設定の柔軟性を高めることができる。
【００１４】
このとき、前記可変速搬送手段は、前記用紙反転経路において用紙を反転する反転駆動ローラを備えており、前記搬送制御手段は、さらに、用紙反転の際の停止時における前記反転駆動ローラ側の用紙端位置と前記反転駆動ローラとの距離Ｌｓを用いて前記搬送速度Ｖｒを算出するようにしてもよい。
【００１６】
また、前記搬送制御手段は、前記搬送速度Ｖｒが、さらに、前記可変速搬送手段の許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となるように前記搬送速度Ｖｒを設定し、前記許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となる前記搬送速度Ｖｒが算出されない場合には、用紙間隔をＬｇ以上にすることで、前記許容最高速度Ｖｒｍａｘ以下となる前記搬送速度Ｖｒを設定するようにしてもよい。
【００１７】
これにより、許容最高速度Ｖｒｍａｘが定められている場合においても、可能な限り両面印刷装置の最大の生産性で両面印刷を行なうことができる。また、許容最高速度Ｖｒｍａｘにより、最大の生産性が達成できない場合でも、生産性の低下を最小限に抑えることができる。
【００１８】
あるいは、前記搬送制御手段は、前記搬送速度Ｖｒが、前記印刷時搬送速度Ｖｇ以上となる循環枚数Ｎおよび搬送速度Ｖｒが複数組存在する場合は、ユーザの選択に基づいて循環枚数Ｎおよび搬送速度Ｖｒを設定するようにしてもよい。これにより、印刷時間を重視するか、静音性を重視するかの選択をユーザに委ねることができる。
【００１９】
また、いずれの場合も、前記用紙を印刷時搬送速度Ｖｇで等速搬送する等速搬送手段は、用紙搬送のための駆動ローラを１または複数個備えており、少なくとも最も前記変速位置側の駆動ローラは、変速時のバックテンションを防ぐために、用紙搬送方向についてワンウェイクラッチ構造とすることが望ましい。
【００２０】
さらに、印刷手段による印刷中に用紙搬送速度が変化しないように、前記循環搬送路における前記印刷手段と前記変速位置との距離は、前記両面印刷装置が保証する最大サイズの用紙の搬送方向の幅よりも長く設定することが望ましい。
また、前記可変速搬送手段は、用紙を前記用紙反転経路から前記レジスト部へ導くとともに前記レジスト部で一時停止させる駆動ローラを備えることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下では、＜１．印刷装置の構成＞＜２．印刷用紙の搬送＞＜３．両面印刷スケジュール＞＜４．循環搬送速度算出法＞＜５．循環枚数Ｎの決定法と循環搬送速度Ｖｒの決定法＞＜６．第２実施例＞＜７．第３実施例＞の項目に分けて説明する。
【００２２】
＜１．印刷装置の構成＞
図１は、本発明に係る循環搬送路を備えた印刷装置１００の印刷用紙搬送経路の概要を示す図である。本図に示すように印刷装置１００は、印刷用紙の供給を行なう給紙機構として、筐体側面の外部に露出したサイド給紙台１２０と、筐体内部に設けられた複数の給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）とを備えている。また、印刷済の印刷用紙を排出する排紙機構として排紙口１４０を備えている。なお、印刷用紙は紙に限らず、合成樹脂等の他の材質であってもよい。
【００２３】
印刷装置１００は、ライン単位で印刷を行なうインクジェット方式のラインカラープリンタである。インクジェット方式のラインカラープリンタは、印字機構として、用紙搬送方向に直交する方向に伸び、多数のノズルが形成された印字ヘッドを複数本備えており、それぞれの印字ヘッドから黒またはカラーインクを吐出することで印刷を行なう。ただし、本発明は本方式に限られず、他の印刷方式の印刷装置に適用することができる。例えば、シリアルインクジェット方式、レーザ方式等の印刷装置であってもよい。また、本発明は、ホストコンピュータから送られる印刷データに基づく印刷のみならず、複写印刷、ファクシミリ印刷、その他各種の印刷処理を行なう印刷装置に適用することができる。
【００２４】
サイド給紙台１２０および給紙トレイ１３０のいずれかの給紙機構から１枚ずつ給紙された印刷用紙は、ローラ等の駆動機構によって筐体内の給紙系搬送路ＦＲに沿って搬送され、レジスト部Ｒｇに導かれる。ここでレジスト部Ｒｇは、印刷用紙の先端の位置あわせと斜行修正を行なうために設けられており、１対のレジストローラを備えて構成される。給紙された印刷用紙はレジスト部Ｒｇで一時停止し、所定のタイミングで印字機構方向に搬送される。
【００２５】
レジスト部Ｒｇのさらに搬送方向側には、複数の印字ヘッドが組み込まれたヘッドユニット１１０が設けられている。給紙された印刷用紙は、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた環状の搬送ベルト１６０によって真空吸着され、印刷条件により定められる速度で搬送されながら、印字ヘッドから吐出されたインクによりライン単位で画像形成される。
【００２６】
印刷済の印刷用紙は、さらに、ローラ等の駆動機構によって筐体内を搬送される。印刷用紙の片側の面のみに印刷を行なう片面印刷の場合は、そのまま排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に印刷面を下にして積載されていく。排紙台１５０は、筐体から突出したトレイ形状をしており、ある程度の厚みを有している。排紙台１５０は傾斜しており、傾斜の下位置に形成された壁により、排紙口１４０から排紙され、傾斜に沿って滑落する印刷用紙が自然に整えられて重なっていくようになっている。
【００２７】
印刷用紙の両面に印刷を行なう両面印刷の場合は、表面（最初に印刷される面を「表面」、次に印刷される面を「裏面」とする）印刷終了時には排紙口１４０に導かれずに、さらに筐体内を搬送される。このため、印刷装置１００は、裏面印刷用に搬送路を切り替えるための切替機構１７０を備えている。切替機構１７０によって排紙されなかった印刷用紙は、スイッチバック経路ＳＲに引き込まれ、スイッチバックを行ない、搬送路に対して表裏が反転する。そして、ローラ等の駆動機構によって再度レジスト部Ｒｇに導かれ、一時停止する。その後、所定のタイミングで印字機構方向に搬送され、表面と同様の手順によって裏面の印刷が行なわれる。裏面の印刷が行なわれ、両面に画像が形成された印刷用紙は、排紙口１４０に導かれて排紙され、排紙口１４０の受台として設けられた排紙台１５０に積載されていく。
【００２８】
印刷装置１００では、両面印刷時におけるスイッチバックを、排紙台１５０内に設けられた空間を利用して行なうようにしている。排紙台１５０内に設けられた空間は、スイッチバック時に印刷用紙が外部から取り出せないように覆われた構成となっている。これにより、利用者が誤ってスイッチバック動作中の印刷用紙を引き抜いてしまうことを防ぐことができる。また、排紙台１５０は、本来印刷装置１００に備えられているものであり、排紙台１５０内の空間を利用してスイッチバックを行なうことにより、印刷装置１００内に、別途スイッチバック用の空間を設ける必要がなくなる。したがって、筐体のサイズが増大してしまうことを防ぐことができる。さらには、排紙口とスイッチバック経路とを共用しないため、スイッチバック処理と他の印刷用紙の排紙とを並行して行なうことができる。
【００２９】
印刷装置１００では、給紙された印刷用紙の先端部分の基準位置となるレジスト部Ｒｇには、両面印刷時に片面印刷済の印刷用紙も搬送されてくる。このため、レジスト部Ｒｇの直前部分には、給紙された印刷用紙の搬送経路と、裏面印刷の用紙が循環して搬送されてくる経路とが合流する合流地点が存在する。この合流地点を基準に、給紙機構側の経路を給紙系搬送路ＦＲと称し、それ以外の経路を循環系搬送路ＣＲと称するものとする。なお、スイッチバック経路ＳＲは循環系搬送路ＣＲの一部として扱う。
【００３０】
図２は、給紙系搬送路ＦＲと循環系搬送路ＣＲとを模式的に示した図である。簡単のため、駆動部を構成するローラの個数は適宜省略している。給紙系搬送路ＦＲには、サイド給紙台１２０からの給紙を行なうためのサイド給紙駆動部２２０、給紙トレイ（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ）からの給紙を行なうためのトレイ１駆動部２３０ａ、トレイ２駆動部２３０ｂ…が備えられている。いずれの駆動部も複数のローラ等で構成された駆動機構を備え、給紙台または給紙トレイに積載された印刷用紙を１枚ずつ取り込んで、レジスト部Ｒｇ方向に搬送する。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、給紙を行なう給紙機構に応じて必要な駆動部の動作が行なわれる。
【００３１】
循環系搬送路ＣＲには、レジストローラを含むレジスト駆動部２４０、ヘッドユニット１１０の対向面に設けられた搬送ベルト１６０を駆動するベルト駆動部２５０、搬送方向側に順に配置される第１上面搬送駆動部２６０および第２上面搬送駆動部２６５、排紙口１４０に印刷済の用紙を導く上面排出駆動部２７０、裏面印刷用に印刷用紙をスイッチバック経路ＳＲに引き込んで、反転させて合流地点に導くスイッチバック経路駆動部２８０が備えられている。各駆動部は独立に駆動することが可能であり、印刷用紙の搬送状況に応じて必要な駆動部の動作が行なわれる。
【００３２】
印刷装置１００は、ある印刷用紙を給紙した後、その印刷用紙に印刷が施され排紙されるのを待って次の印刷用紙を給紙するのではなく、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙して、所定の間隔で連続的に印刷することができるようになっている。このため、複数枚の連続印刷時には、印刷装置１００の循環系搬送路ＣＲ内に複数枚の印刷用紙が存在することになる。ここで、循環系搬送路ＣＲで循環搬送する印刷用紙の枚数を循環枚数Ｎとする。ただし、循環枚数Ｎは、必ずしも搬送経路内に同時に存在している用紙枚数を定義するものでなく、後述するように、両面印刷スケジュールにおける表面裏面の印刷順序を定義するものである。例えば、循環枚数Ｎのとき、定常状態において、用紙Ａの表面を印刷後、Ｎ−１面分の他の用紙の印刷が行なわれてから用紙Ａの裏面が印刷されることになる。
【００３３】
また、給紙系搬送路ＦＲおよび循環系搬送路ＣＲには、図示しない用紙センサが複数個配置されており、配置された位置において用紙の有無を検出するとともに、給紙エラー、搬送ジャム、排紙エラー等を検出できるようになっている。
【００３４】
図３は、印刷装置１００の機能構成を示すブロック図である。印刷装置１００は、ＣＰＵ、メモリ等から構成されるメイン制御部３００を備えており、ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムにしたがって動作すること等で印刷制御部３０１、駆動制御部３０２が構成される。
【００３５】
また、印刷装置１００は、両面／片面印刷、用紙サイズ、解像度等の印刷条件の設定を受け付ける印刷条件設定部３１０、印刷装置に関する情報を表示する表示部３２０、コンピュータネットワーク等に接続するための通信処理部３３０を備えている。印刷条件設定部３１０は、例えば、コンピュータネットワークを介して接続されたコンピュータから送られた印刷データや、図示しない入力パネルを介したユーザの指示により印刷条件の設定を受け付ける。
【００３６】
印刷制御部３０１は、印刷条件設定部３１０で受け付けた印刷条件にしたがって、画像データを生成し、印字ヘッド等の印刷機構で構成される印刷実行部３４０における印刷処理を制御する。駆動制御部３０２は、印刷制御部３０１の制御の下で上述の各駆動部を動作させ、印刷用紙の搬送を行なう。また、駆動制御部３０２は、後述する印刷用紙の搬送速度の算出、印刷用紙の循環枚数の決定等の処理を行なう。
【００３７】
＜２．印刷用紙の搬送＞
循環系搬送路ＣＲにおいて印刷用紙は一定速度で搬送されるのではなく、図２に示すように等速で搬送される区間と、加減速を行なう区間とがある。これは、後述するように、印刷装置１００の印字機構の性能を十分に発揮させるために、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なえるようにするためである。このとき、両面印刷１枚当りの生産性は、片面印刷１枚当りの生産性の１／２となる。なお、本図では、印刷用紙の進行方向の先端位置を基準に搬送経路に対応した矢印を記している。
【００３８】
レジスト駆動部２４０から第２上面搬送駆動部２６５までは、インク吐出による画像形成を行うため速度を一定に保つ必要があるので、印刷用紙は印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送される。この印刷搬送速度Ｖｇは、ヘッドユニット１１０からのインク吐出による画像形成の際に要求される速度であり、１画素当りの最大インクドロップ数、解像度等の印刷条件により定められる。
【００３９】
したがって、印刷条件が決まれば、印刷搬送速度Ｖｇは、片面印刷、両面印刷に関わらず、印刷装置１００の印字機構、特に印字ヘッドのインク吐出機構の性能、インクの特性等に応じて最大値が一意的に決定する。本実施形態では、印刷装置１００の印字機構の性能を十分に発揮させるために、印字機構が可能な最高速度で印刷用紙を搬送するものとし、このときの搬送速度を印刷搬送速度Ｖｇとする。ただし、印刷搬送速度Ｖｇは、物理的な最高速度である必要はなく、所定のマージン等を考慮した運用上の最高速度とすることができる。図示するように、この印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送される区間を等速区間Ｌ１とする。等速区間Ｌ１は、レジスト駆動部２４０のレジストローラから第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラまでの距離に等しい固定距離である。
【００４０】
第２上面搬送駆動部２６５からは、後述する処理によって定められる循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。ここで、循環搬送速度Ｖｒは、循環系搬送路ＣＲ内での印刷用紙同士の衝突を避けるために印刷搬送速度Ｖｇ以上の速度とする。この搬送速度Ｖｒで等速搬送される区間を等速区間Ｌ２とする。第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラと第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラとは、個別の回転速度で制御されるため、印刷用紙は、先端が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達すると、瞬時に印刷搬送速度Ｖｇから循環搬送速度Ｖｒへ変速される。
【００４１】
このときに、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラの回転速度は、第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラの回転速度に印刷用紙を介して同期させられる。この際の第１上面搬送駆動部２６０のモータの負荷を防ぐとともに、変速の際のバックテンションを防いで即座に用紙の速度が切り替わるように、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラは用紙搬送方向についてのワンウェイクラッチ構造になっている。
【００４２】
その後、スイッチバック動作を行なうために、印刷用紙を停止させる。このとき、瞬時に停止させるとスイッチバック経路駆動部２８０への負荷が大きくなるため、速度Ｖｒから速度０まで一定の加速度で減速させる。この区間を減速区間Ｌ３とする。ただし、印刷用紙の停止位置は、印刷用紙の端がローラから外れないように印刷用紙のサイズに応じて異なる。このため、減速区間Ｌ３の長さは変化する。これに対応して、等速区間Ｌ２の長さも変化する。減速区間Ｌ３における加速度の大きさをα１とする。
【００４３】
その後、印刷用紙は、反対方向に速度０から循環搬送速度Ｖｒまで加速される。進行方向が反転するため、印刷用紙の基準位置は反転前と逆の端になる。この時もスイッチバック経路駆動部２８０への負荷を防ぐため瞬時に変化させずに一定の加速度で加速させる。この区間を加速区間Ｌ４とする。なお、この時の加速度の大きさをα２とする。
【００４４】
循環搬送速度Ｖｒまで加速すると再び循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。この循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される区間を等速区間Ｌ５とする。その後、レジスト部Ｒｇで印刷用紙を停止させるために、速度Ｖｒから速度０まで減速する。この時もスイッチバック経路駆動部２８０への負荷を防ぐため瞬時に停止させずに一定の加速度で減速させる。この区間を減速区間Ｌ６とする。減速区間Ｌ６における加速度の大きさをα３とする。
【００４５】
加速度α１、α２、α３の制御は処理が煩雑になるため、ここでは固定値とする。また、簡単のため、｜α１｜＝｜α２｜＝｜α３｜（＝α）としている。すなわち、一定の加速度で加減速を行なうことになる。したがって、本実施形態では、両面印刷時においても印刷装置１００の印字機構の性能を十分に発揮させるために、調整が容易な印刷用紙の循環搬送速度Ｖｒを制御対象としている。これにより循環搬送時における処理負荷を軽減している。ただし、加速度αを諸条件により変更するようにしてもよいし、加速度α１、α２、α３をそれぞれ異なる大きさとしてもよい。
【００４６】
つぎに、図４〜図６および図７を参照して、循環系搬送路ＣＲにおける印刷用紙Ｐの両面印刷時の搬送処理をより詳細に説明する。ここで、印刷用紙Ｐの搬送方向の幅をＬｐとする。また、給紙はサイド給紙台１２０から行なうものとして、給紙トレイ１３０は省略する。
【００４７】
サイド給紙駆動部２２０によってサイド給紙台１２０から給紙され、レジスト部Ｒｇで一時停止していた印刷用紙Ｐは、所定のタイミングでレジスト駆動部２４０のレジストローラにより引き込まれ、図４（ａ）に示すように、ベルト駆動部２５０により印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送されながらヘッドユニット１１０により表面が印刷される。その後、印刷用紙Ｐは、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラにより、引き続き印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送される。
【００４８】
図４（ｂ）に示すように、印刷用紙Ｐの先端が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達すると、後述する処理により算出される循環搬送速度Ｖｒでの搬送に移行する。印刷用紙Ｐの先端が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達する前において、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラは印刷搬送速度Ｖｇで回転しており、第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラは循環搬送速度Ｖｒで回転している。上述のように第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラはワンウェイクラッチ構造となっているため、印刷用紙Ｐの先端が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達すると、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラは、循環搬送速度Ｖｒで回転するようになる。なお、印刷用紙Ｐの先端が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達する時点、すなわち搬送速度が変化する時点においてヘッドユニット１１０による印刷は終了している必要がある。このため、ヘッドユニット１１０と第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラとの間隔は、印刷装置１００が保証する最大サイズの印刷用紙Ｐの搬送方向の幅Ｌｐよりも広く設計されている。
【００４９】
その後、印刷用紙Ｐは、切替機構１７０によりスイッチバック経路ＳＲ側に導かれ、スイッチバックで印刷用紙を停止させるために、図４（ｃ）に示すように減速区間Ｌ３で減速する。ここで、印刷用紙Ｐは、後端が、スイッチバック経路駆動部２８０の、反転前進行方向側の最端にある駆動ローラ２８０ａから反転後の進行方向の距離Ｌｓ（反転時後端残し量）の位置に達した場所で停止するように制御される。
【００５０】
反転時後端残し量Ｌｓは、印刷用紙Ｐが反転可能なように、スイッチバック経路ＳＲに十分引き込まれ、かつ、駆動ローラ２８０ａから外れずに印刷用紙Ｐを双方向に搬送可能な距離としてあらかじめ定めておく。このため、減速区間Ｌ３の開始位置は、循環搬送速度Ｖｒから加速度｜α｜で減速したときに、印刷用紙Ｐの後端が駆動ローラ２８０ａから距離Ｌｓの位置で停止できる位置となる。本実施例では、反転時後端残し量Ｌｓは固定値とするが、諸条件により変更するようにしてもよい。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、後端が駆動ローラ２８０ａから距離Ｌｓの位置で停止すると、印刷用紙Ｐは、スイッチバックを行なって反対方向へ搬送される。駆動ローラ２８０ａが停止してから反転を開始するまでに所定の微小時間Ｗｔが必要であるから、印刷用紙Ｐは時間Ｗｔだけ停止状態を保つことになる。ここで、停止状態において、印刷用紙Ｐの先端部分は、駆動ローラ２８０ａからＬｐ−Ｌｓの位置にある。また、第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラからスイッチバック経路駆動部２８０の駆動ローラ２８０ａまでの距離をＬｖとする。また、停止時間Ｗｔは固定値とするが、諸条件により変更するようにしてもよい。
【００５２】
反転開始後、印刷用紙Ｐは、図５（ｂ）に示すように加速度｜α｜で循環搬送速度Ｖｒまで加速される。循環搬送速度Ｖｒまで加速すると図５（ｃ）に示すように循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。
【００５３】
その後、レジスト部Ｒｇで印刷用紙を停止させるために、図６（ａ）に示すように減速区間Ｌ６で減速する。このため、減速区間Ｌ６の開始位置は、循環搬送速度Ｖｒから加速度｜α｜で減速したときに、印刷用紙Ｐの先端がレジスト部Ｒｇで停止できる位置となる。ただし、レジスト部Ｒｇでは、印刷用紙Ｐは斜行を補正するため、図７に示すように弛みを持たせて停止する。なお、実際は、搬送路は湾曲しているが本図では分かりやすくするため直線路で示している。本図に示すように、スイッチバック経路駆動部２８０のレジスト部Ｒｇ側の駆動ローラ２８０ｂは、印刷用紙Ｐが弛むように印刷用紙の長さＬｐ以上に搬送する。この弛み量をＬｔとする。Ｌｔは、あらかじめ最適な量を定めておくものとする。図６（ａ）に戻って、スイッチバック経路駆動部２８０の駆動ローラ２８０ａからレジスト部Ｒｇまでの距離をＬｒとする。なお、弛み量をＬｔは固定値とするが、諸条件により変更するようにしてもよい。
【００５４】
その後、印刷用紙Ｐは、レジスト駆動部２４０のレジストローラにより引き込まれ、図４（ａ）に示したように、ベルト駆動部２５０により印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送されながらヘッドユニット１１０により裏面が印刷される。その後、印刷用紙Ｐは、第１上面搬送駆動部２６０の駆動ローラにより、引き続き印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送される。
【００５５】
裏面が印刷された印刷用紙Ｐは、図６（ｂ）に示すように、切替機構１７０により排紙口１４０側の経路に導かれ、図６（ｃ）に示すように、上面排出駆動部２７０により排紙に適した速度で排紙される。
【００５６】
以上の搬送処理が行なわれる結果、印刷用紙Ｐは図８に示すような速度遷移を行なう。すなわち、時刻ｔ１でレジスト部Ｒｇから印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送された印刷用紙Ｐは表面が印刷され、時刻ｔ２で第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達すると循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。時刻ｔ３から時刻ｔ４まで加速度｜α｜で速度０まで減速し、時刻ｔ４から時刻ｔ５までのＷｔの間一時停止する。スイッチバックして時刻ｔ５から時刻ｔ６まで加速度｜α｜で循環搬送速度Ｖｒまで加速し、時刻ｔ７まで循環搬送速度Ｖｒで等速搬送される。時刻ｔ７から加速度｜α｜で減速し、時刻ｔ８でレジスト部Ｒｇに戻って一時停止する。そして、時刻ｔ９でレジスト部Ｒｇから印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送された印刷用紙Ｐは裏面が印刷され、時刻ｔ１０で第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達すると循環搬送速度Ｖｒで搬送され、時刻ｔ１１で排紙される。
【００５７】
なお、図４〜図６では、１枚の印刷用紙Ｐに注目して両面印刷時の搬送処理を詳細に説明したが、印刷装置１００は、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙可能であるため、上述の循環搬送が複数枚の印刷用紙で同時進行的に行なわれることになる。
【００５８】
図９は、循環枚数Ｎ＝５、すなわち、循環系搬送路ＣＲを循環する印刷用紙の枚数を５枚とした場合の印刷用紙の搬送状態を示す図であり、図９（ａ）は、５枚目の印刷用紙Ｐ５の給紙を開始した時点を示し、図９（ｂ）は、５枚目の印刷用紙Ｐ５の給紙が完了した時点を示している。本図において、小文字のｐは裏面印刷の印刷用紙を示し、大文字のＰは表面印刷の印刷用紙を示している。
【００５９】
図９（ａ）では、給紙された５枚目の印刷用紙Ｐ５の前に、裏面印刷が行なわれている印刷用紙ｐ２が印刷搬送速度Ｖｇで搬送され、その前に、表面印刷を終えた４枚目の印刷用紙Ｐ４が印刷搬送速度Ｖｇで搬送されている。印刷用紙Ｐ４の前には裏面印刷を終えた１枚目の印刷用紙ｐ１が循環搬送速度Ｖｒで搬送され、その前に、表面印刷を終え、スイッチバックを行なう３枚目の印刷用紙Ｐ３が搬送されている。
【００６０】
図９（ｂ）では、給紙を終えた５枚目の印刷用紙Ｐ５に対して表面印刷が行なわれ、その前に、裏面印刷を終えた印刷用紙ｐ２が印刷搬送速度Ｖｇで搬送され、その前に、表面印刷を終えた４枚目の印刷用紙Ｐ４が印刷搬送速度Ｖｇで搬送されている。印刷用紙Ｐ４の前には裏面印刷を終えた１枚目の印刷用紙ｐ１が排紙状態にある。レジスト部Ｒｇには、スイッチバックを終えた印刷用紙ｐ３が搬送されてきている。図９（ａ）および図９（ｂ）に示したように、等速区間Ｌ１内では、各印刷用紙は等間隔で搬送され、等速区間Ｌ１以外では加減速が行なわれるため各用紙間隔は不等間隔となる。
【００６１】
＜３．両面印刷スケジュール＞
次に、両面印刷時の印刷スケジュールについて説明する。上述のように印刷装置１００では、先行する印刷用紙が排紙される前に、後続の印刷用紙を給紙可能である。このため、例えば、１枚目の表面を印刷すると、１枚目が循環搬送で反転されて１枚目の裏面を印刷する前に、２枚目を給紙して２枚目の表面を印刷することができる。図９に示した例では、裏面が印刷された１枚目の印刷用紙が排出されるまでに、５枚目の印刷用紙が給紙されている。そして、１枚目と２枚目との間に、４枚目の印刷用紙が搬送されており、２枚目と３枚目との間に５枚目の印刷用紙が搬送されている。このように、複数枚の印刷用紙が循環可能な場合、両面印刷における各面の印刷をどのような順序で行なうかのスケジューリングが必要になる。
【００６２】
複数枚の印刷用紙が循環可能な場合の印刷順序については、新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷することで、生産性を高めることが行なわれている（例えば、特開平２００１−２８２０５０号公報段落「００７０」〜「００７２」等）。例えば、Ｎ＝３のとき、すなわち、３枚の印刷用紙を循環させる場合は、図１０（ａ）に示すように、１枚目の表面を印刷してから、１枚分の印刷時間を空けて２枚目の表面を印刷し、つぎに、循環搬送されてきた１枚目の裏面印刷を行なう。そして、３枚目の表面を印刷して、次いで、循環搬送されてきた２枚目の裏面印刷を行なう。その後は、同様にして新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷していく。ただし、印刷の終わりにおいて新たな印刷用紙の給紙が完了すると、循環搬送された印刷用紙の裏面印刷が１枚分の印刷時間を空けて２回続けて行なわれて印刷が終了する。なお、本図では、Ｋ枚目の表面印刷を白地に黒文字のＫで表し、Ｋ枚目の裏面印刷を黒地に白文字のＫで表している。
【００６３】
また、Ｎ＝５のとき、すなわち、５枚の印刷用紙を循環させる場合は、図１０（ｂ）に示すように、１枚目の表面を印刷してから、１枚分の印刷時間を空けて２枚目の表面を印刷し、さらに１枚分の印刷時間を空けて３枚目の表面を印刷し、つぎに、循環搬送されてきた１枚目の裏面印刷を行なう。そして、４枚目の表面を印刷して、次いで、循環搬送されてきた２枚目の裏面印刷を行なう。その後は、同様にして新たに給紙された印刷用紙の表面と循環搬送された印刷用紙の裏面とを交互に印刷していく。ただし、印刷の終わりにおいて新たな印刷用紙の給紙が完了すると、循環搬送された印刷用紙の裏面印刷が１枚分の印刷時間を空けて３回続けて行なわれて印刷が終了する。
【００６４】
ところで、図１０（ｃ）に示すように、印刷装置１００は、片面印刷において所定時間ｕＴの間に、例えば、Ｍ枚の片面印刷を行なうことができたとする。この場合、１枚目の印刷開始から２枚目の印刷開始までの時間がｄｔであるとする。片面印刷の際は、印刷用紙を次々に給紙することができるため、容易に印刷装置１００の印字機構の最大の生産性で印刷を実行することができる。すなわち、要求される印字品質等を保てる範囲で、印字機構が印刷可能な印刷速度と用紙間隔とで印刷用紙を搬送すればよい。ここで、図１０（ｄ）に示すように、片面印刷時の用紙間隔の距離をＬｇとする。印刷用紙の搬送方向の長さはＬｐであるから、用紙間隔を含めた印刷用紙１枚あたりの距離はＬｐ＋Ｌｇとなる。
【００６５】
さて、図１０（ｃ）に示したように、印刷装置１００は、片面印刷時には１枚あたり印刷時間ｄｔの生産性を有している。これと同等の生産性、すなわち、片面当り印刷時間ｄｔで両面印刷を行なうことができれば、印刷装置１００の最大の生産性で両面印刷を行なうことになる。ただし、両面印刷の開始時と終了時には表面印刷が連続する期間と、裏面印刷が連続する期間が生じ、それぞれ印刷用紙１枚分の印刷時間ｄｔが空くため、印刷装置１００の最大の生産性の実現は、実質的には表面印刷と裏面印刷とが交互に行なわれる期間が対象となる。この期間を定常状態と称する。
【００６６】
この生産性を実現するためには、Ｎ＝３のときは、図１０（ａ）に示すように、例えば、ｔ１で表面の印刷を開始した１枚目の印刷用紙は、循環してｔ４で裏面の印刷を開始することになるので、３×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。また、Ｎ＝５のときは、図１０（ｂ）に示すようにｔ１で表面の印刷を開始した１枚目の印刷用紙は、循環して、ｔ６で裏面の印刷を開始することになるので、５×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。すなわち、循環枚数がＮのとき、Ｎ×ｄｔの間に印刷用紙を循環させればよい。
【００６７】
ｄｔは印刷用紙の幅Ｌｐと用紙間隔との和を用紙搬送速度で割ったものであり、印刷時の用紙搬送速度は、両面印刷、片面印刷にかかわらずＶｇで等しいため、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうためには、両面印刷の際の用紙間隔を、片面印刷時における用紙間隔Ｌｇと等しくする必要がある。以上から、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうためには、Ｎ×（Ｌｐ＋Ｌｇ）／Ｖｇの時間で印刷用紙Ｐが循環できるように循環搬送速度Ｖｒを定めればよいことになる。
【００６８】
＜４．循環搬送速度算出法＞
循環搬送速度Ｖｒの算出方法について説明する。上述のように循環搬送中には、等速度区間、加減速区間、停止時間、用紙弛ませ等があるため、区間を分けて式を導出する。以下では、等速区間Ｌ１を印刷搬送等速区間とし、その他の等速区間Ｌ２から減速区間Ｌ６までを循環搬送変速区間と称する。
【００６９】
まず、循環搬送変速区間においてスイッチバックのために停止するまでの区間に注目して、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、印刷用紙Ｐの先頭が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達した時点（図中の印刷用紙Ｐｓ）から循環搬送速度Ｖｒで等速区間Ｌ２を搬送され、減速区間Ｌ３で加速度｜α｜で減速してスイッチバックのために停止する時点（図中の印刷用紙Ｐｇ）までの時間Ｔｈ１を求める。なお、上述のように、等速区間Ｌ２、減速区間Ｌ３の距離は、印刷用紙のサイズにより定められる印刷用紙の搬送方向の幅Ｌｐ、所定の印刷用紙の停止位置（駆動ローラ２８０ａから距離Ｌｓの位置）に応じて変化する。
【００７０】
ここで、等速区間Ｌ２の搬送時間をＴ２とし、減速区間Ｌ３の搬送時間をＴ３とする。図１１（ａ）から分かるように、全体の搬送距離Ｌ２＋Ｌ３は、Ｌｖ＋Ｌｐ−Ｌｓであるから、
【数１】
0005366428.tif 000002
の関係が成り立つ。Ｔ２は、距離Ｌ２を循環搬送速度Ｖｒで移動したときに要する時間であるから、
【数２】
0005366428.tif 000003
となる。また、Ｔ３は、循環搬送速度Ｖｒから加速度｜α｜で減速したときの停止時間であり、Ｌ３は、そのときの移動距離であるから、
【数３】
0005366428.tif 000004
【数４】
0005366428.tif 000005
となる。以上より、時間Ｔｈ１は、
【数５】
0005366428.tif 000006
となる。
【００７１】
次に、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、スイッチバックのために停止していた印刷用紙Ｐが、加速区間Ｌ４において加速度｜α｜で搬送を再開した時点（図中の印刷用紙Ｐｓ）から、循環搬送速度Ｖｒで等速区間Ｌ５を搬送され、減速区間Ｌ６で加速度｜α｜で減速してレジスト部Ｒｇで停止する時点（図中の印刷用紙Ｐｇ）までの時間Ｔｈ２を求める。
【００７２】
ここで、加速区間Ｌ４の搬送時間をＴ４とし、等速区間Ｌ５の搬送時間をＴ５とし、減速区間Ｌ６の搬送時間をＴ６とする。図１２（ａ）から分かるように、全体の搬送距離Ｌ４＋Ｌ５＋Ｌ６は、Ｌｒ−Ｌｓとなるが、図７に示したように印刷用紙Ｐをレジスト部Ｒｇで弛ませるため、全体の搬送距離Ｌｒ−Ｌｓよりも、弛み量Ｌｔだけ長く印刷用紙Ｐを搬送することになる。したがって、
【数６】
0005366428.tif 000007
が成り立つ。Ｔ５は、距離Ｌ５を循環搬送速度Ｖｒで移動したときに要する時間であるから、
【数７】
0005366428.tif 000008
となる。また、Ｔ４は、速度０から加速度｜α｜で加速して循環搬送速度Ｖｒになるまでの時間であり、Ｔ６は、循環搬送速度Ｖｒから加速度｜α｜で減速したときの停止時間であるから、
【数８】
0005366428.tif 000009
となり、Ｌ４、Ｌ６は、そのときの移動距離であるから、
【数９】
0005366428.tif 000010
となる。以上より、時間Ｔｈ２は、
【数１０】
0005366428.tif 000011
となる。
【００７３】
図１３に示すように、スイッチバックの際には、所定の時間Ｗｔだけ停止しているから、循環搬送変速区間における印刷用紙Ｐの搬送時間、すなわち、印刷用紙Ｐの先頭が第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラに達した時点（図１１（ａ）の印刷用紙Ｐｓ）から、レジスト部Ｒｇで停止する時点（図１２（ａ）の印刷用紙Ｐｇ）までの時間Ｔｈは、
【数１１】
0005366428.tif 000012
となる。
【００７４】
ここで、印刷搬送速度Ｖｇで時間Ｔｈに進む距離をＬｈとすると、Ｌｈ＝Ｖｇ×Ｔｈは、印刷搬送速度Ｖｇにおける循環搬送変速区間に対する等価距離となる。したがって、印刷搬送速度Ｖｇで等速搬送を行なうＬ１を加えた、循環搬送路の全等価距離Ｌａは、
【数１２】
0005366428.tif 000013
となる。
【００７５】
循環枚数がＮ枚のときは、循環搬送路にＮ枚の印刷用紙Ｐが搬送され、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうときの、用紙間隔を含めた印刷用紙１枚あたりの距離はＬｐ＋Ｌｇであるから、
【数１３】
0005366428.tif 000014
となる。数１２と数１３から
【数１４】
0005366428.tif 000015
が得られ、数１１を代入すると、最終的に以下のＶｒについての２次方程式が得られる。
【数１５】
0005366428.tif 000016
数１５をＶｒについて解くことで、循環搬送速度Ｖｒを求めることができる。ただし、Ｖｒは、実数かつ印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であることが必要である。
【００７６】
ここで、Ｌｐは、印刷用紙Ｐの搬送方向の幅であり、印刷用紙のサイズにより定められる固定値である。また、Ｌ１はレジスト部Ｒｇから第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラまでの距離であり、Ｌｖは第２上面搬送駆動部２６５の駆動ローラからスイッチバック経路駆動部２８０の反転前進行方向側の最端にある駆動ローラ２８０ａまでの距離であり、Ｌｒはスイッチバック経路駆動部２８０の反転前進行方向側の最端にある駆動ローラ２８０ａからレジスト部Ｒｇまでの距離であり、いずれも印刷装置１００の設計上定まる固定値である。
【００７７】
これに対し、αは循環搬送中における加速度であり、Ｌｇは片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうときの用紙間隔であり、Ｌｓは反転時後端残し量であり、Ｗｔはスイッチバックの際の停止時間であり、Ｌｔは用紙弛ませ量であるから、所定の値が定められているが、ユーザ操作、サービス担当者による調整、ファームウェア更新等で変更することが可能な値である。また、Ｎは、後述するように全循環搬送距離、印刷用紙の搬送方向の幅Ｌｐ、用紙間隔Ｌｇ、印刷搬送速度Ｖｇに基づいて定められる値である。本実施形態によれば、これらの値が変更された場合であっても、数１５の式に基づいて、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうための循環搬送速度Ｖｒを求めることができる。すなわち、循環搬送速度設定の際の柔軟性を高めることができる。
【００７８】
＜５．循環枚数Ｎの決定法と循環搬送速度Ｖｒの決定法＞
次に、両面印刷の際の循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒの決定方法について図１４のフローチャートを参照して説明する。循環枚数Ｎの決定に際しては、まず、ユーザの設定した印刷条件に基づいて、印刷用紙幅Ｌｐ、用紙間隔Ｌｇ、印刷搬送速度Ｖｇの設定を行なう（Ｓ１０１）。印刷用紙幅Ｌｐは、印刷用紙のサイズに基づいて設定される。印刷搬送速度Ｖｇは、印刷用紙の種類等によって定められる１画素当たりの最大ドロップ数、解像度等に基づいて設定される。
【００７９】
用紙間隔Ｌｇは短いほど単位時間当りの印刷用紙出力枚数が増えることになる。本実施例では、高生産性を達成するために、印刷条件の下で印字機構が可能な最小の値が用紙間隔Ｌｇとして設定される。なお、ここで設定される印刷用紙幅Ｌｐ、用紙間隔Ｌｇ、印刷搬送速度Ｖｇは、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なうために、両面印刷の場合も片面印刷と同じ値が設定される。
【００８０】
次いで、全循環搬送距離を算出する。この距離は等価距離ではなく実距離である。ただし、厳密な値である必要はないため、反転時後端残し量Ｌｓは無視して、設計上定められる固定距離（Ｌ１＋Ｌｖ＋Ｌｒ）に印刷用紙幅Ｌｐを加えた距離とする。
【００８１】
処理（Ｓ１０１）で設定された印刷用紙幅Ｌｐ、用紙間隔Ｌｇと、処理（Ｓ１０２）で算出された全循環搬送距離（Ｌ１＋Ｌｖ＋Ｌｒ＋Ｌｐ）とから、循環枚数Ｎを仮設定する（Ｓ１０３）。ここで、仮設定されるＮは、
【数１６】
0005366428.tif 000017
とする。ただし、印刷開始時と印刷終了時とを除いた定常状態において表面と裏面とを交互に印刷させるために、Ｎは奇数に限り、本実施例では端数は切り捨てるものとする。なお、仮設定であるので、端数を切り上げるようにしてもよい。
【００８２】
Ｎが仮設定されると、数１５に従って循環搬送速度Ｖｒを算出する（Ｓ１０４）。そして算出された循環搬送速度Ｖｒが、印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるかどうかを判定する（Ｓ１０５）。これは、循環系搬送路ＣＲ内での印刷用紙同士の衝突を避けるために循環搬送速度Ｖｒを印刷搬送速度Ｖｇ以上の速度に設定する必要があるからである。
【００８３】
この結果、算出された循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇ以上の値でない場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）は、仮設定されたＮから２を引いた枚数（奇数）を新たな循環枚数Ｎの仮設定として、再度、数１５に従って循環搬送速度Ｖｒを算出する（Ｓ１０４）。これは、循環枚数Ｎを減らすと算出される循環搬送速度Ｖｒが速くなるためである。なお、循環系搬送路ＣＲに含まれる駆動部の機構的な制約等により循環搬送速度の最低速度Ｖｒｍｉｎが定められており、このＶｒｍｉｎが印刷搬送速度Ｖｇより速い場合には、処理（Ｓ１０５）において、算出された循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるかどうかの判定に代えて、算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度の最低速度Ｖｒｍｉｎ以上の値であるかどうかの判定を行なうようにする。
【００８４】
一方、算出された循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇ以上の値である場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）は、仮設定された枚数をＮとして決定し、算出された循環搬送速度Ｖｒで循環搬送を行なうように決定する（Ｓ１０７）。ただし、レジスト部Ｒｇで多少の時間調整が可能であるため、循環搬送速度Ｖｒより多少速い速度で循環搬送を行なうようにしてもよい。
【００８５】
図１５は、印刷搬送速度Ｖｇ、用紙間隔Ｌｇを固定した場合の、上記の手順で決定された印刷用紙幅Ｌｐと循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒとの関係を示す図である。すなわち、印刷用紙幅Ｌｐが定められると、循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒとが一意的に決定される。本図から分かるように、印刷用紙幅Ｌｐが長くなると循環枚数Ｎが少なくなり、同じ循環枚数Ｎの場合は印刷用紙幅Ｌｐが長くなると循環搬送速度Ｖｒは遅くなる。また、循環搬送速度Ｖｒの最小値は、印刷搬送速度Ｖｇとなっている。
【００８６】
＜６．第２実施例＞
次に第２実施例について説明する。図１５に示したように、印刷用紙幅Ｌｐが長くなると循環枚数Ｎが少なくなる。また、循環枚数Ｎが少なくなると、印刷用紙を短時間で循環させなければならないため、循環搬送速度Ｖｒを速くしなければならない。
【００８７】
物理的に可能な循環枚数Ｎの上限は、全循環搬送距離（Ｌ１＋Ｌｖ＋Ｌｒ＋Ｌｐ）と印刷用紙幅Ｌｐ等に左右される。このため、印刷装置１００の筐体サイズを小型化した場合等で全循環搬送距離が短くなると、用紙幅Ｌｐの大きな印刷用紙を印刷する際等に、循環枚数Ｎを小さな値にせざるを得なくなる場合が起こり得る。
【００８８】
循環枚数Ｎが小さくなると循環搬送速度Ｖｒを速くすることになるが、図１４のフローチャートにしたがって求められた循環搬送速度Ｖｒが、循環搬送変速区間（等速区間Ｌ２〜減速区間Ｌ６）の駆動機構の搬送保証速度を超えてしまうことも考えられる。このような場合には、多少生産性を落としても、駆動機構の搬送保証速度内で循環搬送速度Ｖｒを定めることが望ましい。そこで、第２実施例として、循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘが定められている場合について説明する。この場合も可能な限り、印刷装置１００の最大の生産性で両面印刷を行なうようにする。
【００８９】
図１６は、第２実施例における、両面印刷の際の循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒの決定方法を説明するためのフローチャートである。本実施形態では、図１４に示したフローチャートとほぼ同様の処理が行なわれるため、同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。図１４に示したフローチャートとの相違点は、処理（Ｓ１０５）で算出された循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるという条件を満たした後、算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘ以下であるという条件を満たしているかどうかを判断する（Ｓ１０８）。この結果、条件を満たしている場合（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）には、図１４に示したフローチャートと同様に仮設定された枚数をＮとして決定し、算出された循環搬送速度Ｖｒで循環搬送を行なうように決定する（Ｓ１１０）。
【００９０】
一方、算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘ以下であるという条件を満たしていない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）には、用紙間隔Ｌｇを所定量増やして（Ｓ１０９）、再度、循環搬送速度Ｖｒを算出する（Ｓ１０４）。図１５に示したように、同じ循環枚数Ｎの場合は印刷用紙幅Ｌｐが長くなると循環搬送速度Ｖｒは遅くなる。このため、用紙サイズは変更できなくても、用紙間隔Ｌｇを増やすことで循環搬送速度Ｖｒを遅くすることができる。そこで、第２実施例では、再算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘ以下になるまで、用紙間隔Ｌｇを所定量ずつ増やして循環搬送速度Ｖｒの再算出を繰り返えすようにする。用紙間隔Ｌｇを増やすことで単位時間当りの出力印刷枚数が減ることになるため、生産性は低下することになる。
【００９１】
その結果、再算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘ以下になると、その算出時点の用紙間隔Ｌｇを印刷の際の用紙間隔Ｌｇとして決定し、仮設定されている枚数をＮとして決定し、再算出された循環搬送速度Ｖｒで循環搬送を行なうように決定する（Ｓ１１０）。これにより、循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘが定められている場合においても、可能な限り印刷装置１００の最大の生産性で両面印刷を行なうことができる。また、循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘにより、最大の生産性が達成できない場合でも、生産性の低下を最小限に抑えることができる。
【００９２】
例えば、図１７（ａ）に示すように用紙間隔がＧ１で、印刷用紙幅がＬｐ１の時に算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘを超えている場合において、図１７（ｂ）は、用紙間隔を増やしながら循環搬送速度Ｖｒの再算出を行なっていき、用紙間隔をＧ１＋Δｇとした時点で循環搬送速度Ｖｒが最大値Ｖｒｍａｘを下回ったことを示している。
【００９３】
なお、算出された循環搬送速度Ｖｒが循環搬送速度Ｖｒの最大値Ｖｒｍａｘ以下であるという条件を満たしていない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）には、循環搬送速度ＶｒとしてＶｒｍａｘを採用し、数１５から用紙間隔Ｌｇを直接的に算出するようにしてもよい。この場合は、循環搬送速度Ｖｒの再算出処理は不要となる。
【００９４】
筐体サイズの制約等から循環搬送速度Ｖｒとして速い速度が要求される可能性がある場合には、駆動機構として速度レンジの広いモータが要求される。ところが、このようなモータは一般に高価であり、速度レンジの広いモータを採用することはコストアップを招くことになる。本実施例では、筐体サイズの制約等から循環搬送速度Ｖｒとして速い速度が要求される可能性がある場合において、生産性の低下を最小限に抑えながらコストアップを防ぐことができる。
【００９５】
＜７．第３実施例＞
次に第３実施例について説明する。上記の例では、循環枚数Ｎを設定する際に、数１６にしたがってＮを仮設定して、そのＮを用いて循環搬送速度Ｖｒを算出した。そして、循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇより小さく算出された場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）には、Ｎの値を減らして循環搬送速度Ｖｒが印刷搬送速度Ｖｇ以上になるように設定していた。
【００９６】
ところで、循環枚数Ｎは、循環搬送速度Ｖｒを遅くすると増やすことができる場合がある。すなわち、上述の手順によって設定されたＮよりも大きな循環枚数で両面印刷処理を行なうことができる場合が生じる。これは、数１５に、上述の手順によって設定されたＮよりも大きなＮ１（Ｎ１＝Ｎ＋２）を代入して得られた循環搬送速度Ｖｒ１が、印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるかどうかで判断することができる。
【００９７】
そして、Ｎ１に対応した循環搬送速度Ｖｒ１が印刷搬送速度Ｖｇ以上の値という条件を満たした場合には、循環枚数としてＮおよびＮ１の選択肢が得られることになる。第３実施例では、このような場合にどちらの循環枚数を用いるかユーザが選択できるようにする。すなわち、循環枚数Ｎと循環枚数Ｎ１（Ｎ＜Ｎ１）とでは、印刷搬送速度に差があり、循環搬送速度Ｖｒは、循環搬送速度Ｖｒ１よりも速い速度になる。このため、循環枚数Ｎ＋２の時は駆動搬送時の処理音が循環枚数Ｎの時より小さくすることができ、また、駆動系の負荷も小さくなる。
【００９８】
また、循環枚数Ｎと循環枚数Ｎ１とでは、両面印刷時の印刷スケジュールも異なる。例えば、Ｎが３でＮ１が５であるとすると、循環枚数Ｎ＝３のときの印刷スケジュールは、図１０（ａ）に示す通りとなり、循環枚数Ｎ１＝５のときの印刷スケジュールは、図１０（ｂ）に示す通りとなる。図１０（ａ）および図１０（ｂ）から導かれるように、定常状態における生産性は同じであるが、循環枚数Ｎ＝３の時は、循環枚数Ｎ１＝５の時よりも片面２枚分早く印刷を終了させることができる。
【００９９】
このことから、循環枚数Ｎ１の時は、循環枚数Ｎの時に比べて処理音が小さく、印刷終了が少し遅くなることなる。このため、ユーザは、少しでも印刷時間を短くしたい場合には、上述の手順で設定された循環枚数Ｎを選択し、少しでも静音を望む場合には循環枚数Ｎよりも多い循環枚数Ｎ１を選択すればよい。
【０１００】
そこで、第３実施例は以下に説明するような処理を行なう。図１８は、第３実施例における印刷装置１００の処理を説明するフローチャートである。本処理では、まず、図１４における処理（Ｓ１０１）から処理（Ｓ１０７）までと同じ処理を行なって（図示省略）、循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒを決定する。
【０１０１】
循環枚数Ｎが決定されると、Ｎ１＝Ｎ＋２となるＮ１を設定する（Ｓ２０１）。そして、設定されたＮ１を用いて、数１５に従って循環搬送速度Ｖｒ１を算出する（Ｓ２０２）。循環搬送速度Ｖｒ１が算出されると、Ｖｒ１が印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるかどうかを判定する（Ｓ２０３）。
【０１０２】
この結果、算出された循環搬送速度Ｖｒ１が印刷搬送速度Ｖｇ以上の値でない場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）は、選択の余地はないため、処理（Ｓ１０７）で決定された循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒとを採用して両面印刷を行なう（Ｓ２０４）。
【０１０３】
一方、算出された循環搬送速度Ｖｒ１が印刷搬送速度Ｖｇ以上の値の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）は、循環枚数としてＮとＮ１との選択が可能である。このため、ユーザから選択を受け付ける（Ｓ２０５）。この選択受け付けは、例えば動作モードの設定として印刷条件設定部３１０を介して行なうことができる。この際に、例えば、循環枚数Ｎを通常モードとし、循環枚数Ｎ１を静音モードとして扱うようにしてもよい。また、さらにＮ２＝Ｎ１＋２としたＮ２を用いて循環搬送速度Ｖｒ２を算出して、Ｖｒ２が印刷搬送速度Ｖｇ以上の値であるかどうかを判定するようにしてもよい。
【０１０４】
そして、ユーザから受け付けた選択に応じて、ＮおよびＮ１のいずれかを循環枚数として採用し、それに対応した循環搬送速度で両面印刷を行なう（Ｓ２０６）。このように、第３実施例では、片面印刷時と同等の片面当りの生産性で両面印刷を行なえるようにするために、複数の循環枚数が選択可能である場合に、ユーザから選択を受け付けることができるようにしている。これにより、ユーザは、印刷時間が短くできる循環枚数と、処理音を小さくできる循環枚数とを使い分けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る印刷装置の印刷用紙搬送経路の概要を示す図である。
【図２】給紙系搬送路と循環系搬送路とを模式的に示した図である。
【図３】印刷装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】循環系搬送路ＣＲにおける印刷用紙Ｐの両面印刷時の搬送処理を詳細に説明する図である。
【図５】循環系搬送路ＣＲにおける印刷用紙Ｐの両面印刷時の搬送処理を詳細に説明する図である。
【図６】循環系搬送路ＣＲにおける印刷用紙Ｐの両面印刷時の搬送処理を詳細に説明する図である。
【図７】印刷用紙の弛み量を説明する図である。
【図８】両面印刷時の印刷用紙の速度遷移を示す図である。
【図９】同時に循環可能な印刷用紙の枚数を５枚とした場合の印刷用紙の搬送状態を示す図である。
【図１０】両面印刷時の印刷スケジュールについて説明する図である。
【図１１】循環搬送変速区間における用紙搬送を説明する図である。
【図１２】循環搬送変速区間における用紙搬送を説明する図である。
【図１３】循環搬送変速区間における印刷用紙の速度遷移を示す図である。
【図１４】両面印刷の際の循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒの決定方法を説明するためのフローチャートである。
【図１５】印刷用紙幅と循環搬送速度との関係を示す図である。
【図１６】第２実施例における、両面印刷の際の循環枚数Ｎと循環搬送速度Ｖｒの決定方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】印刷用紙幅と循環搬送速度との関係を示す図である。
【図１８】第３実施例における印刷装置の処理を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１００…印刷装置、１１０…ヘッドユニット、１２０…サイド給紙台、１３０…給紙トレイ、１４０…排紙口、１５０…排紙台、１６０…搬送ベルト、１７０…切替機構、２２０…サイド給紙駆動部、２３０ａ…トレイ１駆動部、２３０ｂ…トレイ２駆動部、２４０…レジスト駆動部、２５０…ベルト駆動部、２６０…上面搬送駆動部、２６５…上面搬送駆動部、２７０…上面排出駆動部、２８０…スイッチバック経路駆動部、２８０ａ…駆動ローラ、２８０ｂ…駆動ローラ、３００…メイン制御部、３０１…印刷制御部、３０２…駆動制御部、３１０…印刷条件設定部、３２０…表示部、３３０…通信処理部、３４０…印刷実行部
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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