(57)【要約】【課題】  サーマルヘッドを用いて記録媒体である感熱紙両面に印刷する両面印刷装置では、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記録媒体の速度が変化するが、その影響が他方の印刷部での記録媒体の速度に影響を与えるために、そこで印刷されている文字やイメージ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に設けた二組の印刷手段の間で記録媒体にたわみを与えて、記録媒体の剛性によって一方の印刷部で生じた抵抗や衝撃によって生じた記録媒体の速度変化を記録媒体自身で吸収することで、さらに、二組の印刷手段のプラテンローラにその駆動系をそれぞれ独立して持たせることによってプラテンローラの速度変動がお互いに影響を与えないようにして、印刷された文字やイメージが伸縮するという印刷品質の低下を生じないようにした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏両面に印刷面を有し、長手方向に一定長さ毎にミシン目とマークが付された印刷媒体の、一方の印刷面に印刷する第１の印刷手段と、前記印刷媒体の他方の印刷面に印刷する第２の印刷手段とを用い、前記印刷媒体を前記第１及び第２の印刷手段と前記印刷面の幅方向に対して直交する方向に相対的に移動させて、前記印刷媒体の表裏両面に印刷を行う印刷装置において、前記第１及び第２の印刷手段の間において該印刷媒体をたわませるようにした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、第１及び第２の該印刷手段はそれぞれ、モータを含む駆動部を有し、２組の該印刷手段の近傍には該印刷媒体の該マークを検出する光学センサをそれぞれ設け、該光学センサがマークを検出した信号出力のタイミングの差を用いて、該両印刷手段の間で該印刷媒体の所定のたわみ量をほぼ維持するように、該印刷媒体の送り制御を行うようにしたことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項２記載の印刷装置において、該印刷媒体のマークを検出する該光学センサの信号出力のタイミングの差が所定の時間を超えた時に、該印刷媒体の送り速度を加速、もしくは減速して、該印刷媒体の所定のたわみ量を維持するようにしたことを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、用紙等の印刷媒体の一方の印刷面に印刷する第１の印刷手段と他方の面に印刷する第２の印刷手段とを用いて、印刷媒体の表裏両面に文字や画像を印刷する印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  用紙等の印刷媒体の表裏両面に印刷する従来の印刷装置は、１個の印刷手段に印刷媒体を２度通過させることによって文字や画像を表裏両面に印刷するものがあったが、装置の小型化、印刷速度の向上、もしくは、長尺の印刷媒体への印刷のために、一方の面を印刷する第１印刷手段と他方の面を印刷する第２の印刷手段とを印刷媒体の搬走路を挟んで両側に配置し、一方向に搬走される印刷媒体の一方の面を第１の印刷手段によって印刷すると同時に、他方の面を第２の印刷手段によって印刷することで、印刷媒体の表裏両面に文字や画像を同時に印刷する両面印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、同様な両面印刷装置ではあるが、印刷媒体の扱いを容易にするために、２組の印刷手段の間に用紙カッタを設置し、一方の面を印刷し終えたら印字した頁の後端で切断し、その後は用紙を単票として扱って次の印刷手段で他方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）。
【特許文献１】  特開平９−５８０３４号公報
【特許文献２】  特開平１１−２８６１４７号公報
【特許文献３】  特開平６−２６２７８５号公報
【特許文献４】  特開平６−２６２７８６号公報
【発明の開示】
【発明は解決しようとする課題】
【０００３】  印刷手段にサーマルヘッドとプラテンローラという組合せの記録部を有する両面印刷装置を考えると、記録媒体の両面に印刷する感熱紙は、１枚の基紙の表裏に感熱発色層を有している場合は、幅方向に対して直交する方向に１頁ごとにミシン刃を押付けてミシン目を設けても１枚なのでミシン目部の凹凸は小さく、また、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ので折り目は無い。
【０００４】  一方、基紙の片面に感熱発色層を有する感熱紙を二つ折りにして、更に、二つ折りの間に貼り付け用の糊等を付した場合も幅方向に対して直交する方向に１頁ごとにミシン刃を押付けてミシン目を設けるが、二つ折りにしたため２枚重なった形になるのでミシン目部の凹凸は大きくなる。更に、このように二つ折りにした長尺の用紙は折り畳み紙にするのが通常だが、その場合は一定数のミシン目ごとに折り畳んだ形態で保存・使用されるので強い折り目が付く。また、１枚ものや剥離紙にカットされた感熱紙を貼り付けた通常のラベル紙に比較して用紙そのものの剛性も大きくなる。
【０００５】  印刷手段の記録部では、例えば、印刷幅が１００ｍｍ程度のサーマルヘッドの場合は、サーマルヘッドを３０Ｎから４０Ｎの押付け力でプラテンローラに押付けているので、二つ折りにした感熱紙のような記録媒体のミシン目や折り目が記録部を通過する時にはその部分の凹凸が抵抗や衝撃となって記録媒体の走行速度の変動を引き起こす。記録媒体のミシン目や折り目の前後のある範囲には印刷しないため、抵抗や衝撃を起こしたほうは印刷に無関係だが、一方の記録部で引き起こされた記録媒体の走行速度の変動の影響は、通常の直線的な用紙搬送パスにおいては、記録媒体の剛性が大きければ大きいほど、その時に印刷している他方の記録部にある記録媒体の走行速度に影響を与え、そこで印刷された文字やイメージが伸縮する印刷品質の低下をもたらす。
【０００６】  特許文献１、特許文献２で提案された両面印刷装置は、記録媒体は感熱紙、印刷手段はサーマルヘッドとプラテンローラの組合せというものだが、両面に同時に印刷するための当然の構造を示しているだけであり、そのような構成の両面印刷装置で惹起される印刷品質上の問題に対しては何ら言及していない。
【０００７】  特許文献３、特許文献４で提案されている内容は、記録媒体の一方の面を印刷し終えたらその頁を切断して切り離し、その後は単票として扱って他の面に印刷するというものである。印刷品質に対する対策とは書いていないが、前記の印刷品質上の問題に対してはきわめて有効な対策となるものである。しかし、記録媒体の１頁あたりの長さが短い場合には、全印刷時間に対して切断に要する時間の割合が大きくなり、印刷のスループットが大幅に低下するし、記録媒体の１頁あたりの長さが長い場合には、装置が大きくなるという問題があった。
【０００８】  本発明はこのような事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、印刷処理速度を低下させること無しに、折り畳み紙のミシン目や折り目の凹凸による前記印字品質の低下を改善した両面印刷可能な印刷装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  これまで説明してきた印刷品質の低下は、二つの印刷手段の一方を記録媒体のミシン目や折り目が通過する時の抵抗や衝撃が他方の記録手段における印刷に影響を与えることに原因がある。その影響とは、１つは、記録媒体自身の剛性によって一方の印刷手段から他方の印刷手段に直接影響するもの、もう１つは、両面印刷のために有する二つの印刷手段の、プラテンローラを駆動する駆動系を経由して間接的に伝わって影響するもの、すなわち、一方の印刷手段のプラテンローラで生じた速度変動が、駆動系のベルトや歯車を伝わって他方の印刷手段のプラテンローラの速度変動を起こすというものである。
【００１０】  したがって、これらの影響を除去して、両面ともに良好な印刷品質を得ることを実現するためには、２つの手段が必要である。１つは、一方の印刷手段において生じた速度変動の影響を記録媒体そのものの剛性により他の印刷手段に伝わらないように、記録媒体を２つの印刷手段の間でたわませることである。このたわみがあることにより、記録媒体の引張りに対してはたわみ量を減らすことで、押しこむほうに対してはたわみ量を増やすことで吸収できるようになる、もう１つは、一方の印刷手段で生じた速度変動が他方の印刷手段に駆動系を介して伝わらないように、２つの印刷手段が駆動系をそれぞれ独立して持つというものである。
【発明の効果】
【００１１】  このような手段を講じた本発明によれば、記録媒体のミシン目や折り目が印刷手段を通過する時に生じる、一方の印刷手段における記録媒体の速度変動の影響は記録媒体のたわみが吸収してくれるし、印刷手段で生じたプラテンローラの速度変動は駆動系独立しているので相互に影響を与えない。その結果、記録媒体に折り畳み用紙を用いても、印刷品質の低下の無い両面同時に印刷出来る印刷装置を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明するが、まず問題点を明確にするために従来の場合で説明する。
図１で記録媒体を説明すると、記録媒体１には一定長ごとにミシン目２を入れて頁長とし、ミシン目ごとにマーク３を付している。記録媒体１を折り畳み紙にすると、一定の頁数ごとに山折４と谷折り５のような折り目が出来る。【００１３】  図２は図１に示した記録媒体１に印刷する印刷装置の構成を示す。印刷装置は、印刷手段６，７はサーマルヘッド８，９、及び、プラテンローラ１０，１１から構成されており、感熱紙である印刷媒体１を送るための吸入ローラ部１２、排出ローラ部１３、それぞれのローラを駆動するローラ駆動部１４（ステッピングモータ、ベルト、歯車等は図では省略）、記録媒体７に付されたマーク３を検出して印字開始位置を定める光学センサ１５を備えている。記録媒体１が矢印１６の方向に搬送されている様子を示している。【００１４】  二つの印刷手段６，７間の距離と印刷媒体１のミシン目間距離との関係は通常は考慮されていないため、印刷媒体１に一定の長さ毎に付されたミシン目２は二つの印刷手段６，７を交互に通過する。図２に図示していないが、記録媒体１の折り目４や５が印刷手段６を通過する時には、サーマルヘッド８とプラテンローラ１０に挟まれているところで抵抗になり、印刷手段７を通過しようとしている記録媒体１は後方に引っ張られる。一方、記録媒体１の折り目４や５が印刷手段７を通過する時には、サーマルヘッド９とプラテンローラ１１に挟まれているところで抵抗になり、印刷手段７を通過しようとしている記録媒体１を押し戻す。それらの影響で、それぞれ印刷品質が低下する。この時、一般的には、ミシン目２よりは折り目４，５が通過する時の方が、また、印刷媒体１の剛性が大きいほど印刷品質の低下は大きい。【００１５】  図３は、本発明による実施例を示す。印刷装置の印刷手段６，７の近傍には記録媒体に付されたマーク３を検出する光学センサ１５以外に、光学センサ１７が設置されていて、マーク３が通過するたびにマーク検出信号１８、１９を出力する。マーク検出信号１８、１９の出力タイミングは光学センサ回路２０によって所定の時間と比較される。また、プラテンローラ４，６は、ローラ駆動部２１、２２とその駆動回路２３、２４をそれぞれ有し、駆動制御部２５によって駆動を制御される。（図３では、吸入ローラ１２、排出ローラ１３等の駆動は省略）【００１６】  図４で印刷媒体１にたわみ２６を与える方法を説明する。印刷媒体１は印刷手段６、７のサーマルヘッド８、９とプラテンローラ１０，１１とによって挟まれ、プラテンローラ１０，１１の回転によって送られるが、印刷媒体１を印刷手段６，７の間でたわませるには、プラテンローラ１１を止めてプラテンローラ１０を回転させてやるか、プラテンローラ１０の回転速度をプラテンローラ１１のそれよりも大きくすればよい。本発明は、これらを組み合わせてたわみを付けているが、前者は印刷に際してあらかじめたわみを与える方法であり、後者は印刷中にたわみを与える方法としている。【００１７】  ところで、光学センサ１５、１７間の距離をＬｓ、二つの印刷手段６，７間の距離をＬｈとした時、印刷媒体１をプラテンローラ１０でＬｈより多くの長さαを送ればそれがたわみ２６になる。光学センサ１５とプラテンローラ１０、プラテンローラ１１と光学センサ１７との間の記録媒体１はほぼ直線状なので、光学センサ１５、１７間にある記録媒体１の長さは（Ｌｓ＋α）となる。光学センサ１５、１７間を同一のマークが通過する時間は、記録媒体の送り速度をＶとすると、Ｌｓ／Ｖと（Ｌｓ＋α）／Ｖの差が出る。【００１８】
【実施例】  光学センサ１５、１７間の距離  Ｌｓ＝１００ｍｍ
印刷手段６，７間の距離        Ｌｈ＝５０ｍｍ
たわみを作るために送った長さ  α＝４ｍｍ
記録媒体の送り速度            Ｖ＝２００ｍｍ／秒
とすると、
同一のマークが光学センサ１５、１７間を通過する時間は、
たるみ無しの場合              １００／２００＝０．５（秒）
たるみ有りの場合              １０４／２００＝０．５２（秒）
となる。
α＝４ｍｍが所定のたわみ量を作るために必要として、これを±１ｍｍ以内で制御しようとすると、光学センサ１５、１７間を同一のマークが通過する時間が所定の０．５２秒の±１／２００＝０．００５秒を超えそうになった時に補正をかければ良い。【００１９】  記録媒体１を送るプラテンローラ１０，１１の速度は、駆動部２１，２２にあるステッピングモータ（図示せず）の記録媒体の送り量を１ｍｍ／２４ステップ、送り速度を２００ｍｍ／秒とした時、駆動周波数は４，８００ヘルツとなる。上記補正をかける時には、この周波数を±１％か±２％程度増減し、所定の時間０．５２秒に戻ったら駆動周波数を４，８００ヘルツに戻す。サーマルヘッドの記録密度を１２ドット／ｍｍとすれば、１ドット間隔はステッピングモータの２ステップに対応し、サーマルヘッドの記録速度が１％か２％増しても記録できる能力があれば、印字品質にはまったく悪影響を与えない補正の方式である。【００２０】  以上では具体的な数字を入れて説明したが、本発明はこれらの数字に限定されるものではない。印刷装置の寸法（特に印刷手段間の距離）、使用する印刷媒体の剛性の大小、印刷装置固有の特性等により、たわみ量を作るために印刷媒体を余分に送る量はおよそ２ｍｍから６ｍｍくらいの幅があるし、補正のためのパルスモータの増速もサーマルヘッドの能力次第で０．５％から３％程度までの値を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】記録媒体の図
【図２】従来からの技術で両面を印刷する印刷装置の構成図
【図３】本発明による印刷装置の構成図
【図４】本発明による動作説明図
【符号の説明】
１・・記録媒体、２・・ミシン目、３・・マーク、４・・山折り、５・・谷折り、６、７・・印刷手段、８，９・・サーマルヘッド、１０、１１・・プラテンローラ、１２・・吸入ローラ、１３・・排出ローラ、１４・・ローラ駆動部、１５・・光学センサ、１６・・記録媒体送り方向、１７・・光学センサ、１８、１９・・マーク検出信号、２０・・光学センサ回路、２１、２２・・ローラ駆動部、２３，２４・・駆動回路、２５・・駆動制御部、２６・・たわみ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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