JP2016150443A - プリント装置およびプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シートの両面に画像をプリントする際に、シートを保持するための粘着力を所定範囲に制御する。【解決手段】シートの第１面をプリントしてから第２面をプリントする際に、第１面に付与されたインクの量に応じて、第１面を粘着搬送ベルト１２の粘着層に押圧するための押圧ローラ２０が押圧力を変化させる。【選択図】図１

Description

本発明は、シートの両面にプリント可能であって、プリント時にシートを粘着保持するプリント装置およびプリント方法に関するものである。

シートにインクを付与して画像をプリントするプリント装置として、粘着層を有する粘着搬送ベルトを用いてシートを搬送するものが知られている。このようなプリント装置においては、押圧ローラによってシートを粘着搬送ベルトの粘着層に粘着させることにより、インク中の水分によって生じるシートの波打ち現象（コックリング）の発生を抑制するように、シートを保持することができる。このような粘着搬送ベルトの粘着力は所定の大きさに設定する必要があり、それが弱過ぎた場合にはシートのコックリングを抑制することができず、逆に、それが強過ぎた場合には、シートを粘着搬送ベルトから剥離する際にシートが破れるおそれがある。

特許文献１には、粘着搬送ベルトの粘着力の経年変化などを考慮し、その粘着力の低下に起因するシートの剥離位置の変化などに応じて、粘着搬送ベルトからシートを剥離する剥離ローラを制御する構成が記載されている。

特開平８−２６５８８号公報

特許文献１は、シートから生じるゴミやインクなどの付着によって、粘着搬送ベルトの粘着層の表面状態が経時的に変化することを考慮したものである。本発明者は、シートの表面エネルギーや表面粗さなどのシートの物性によっても粘着搬送ベルトの粘着力が変化することを見出した。

本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、その目的は、シートの両面に画像をプリントする際に、シートを保持するための粘着力を所定範囲に制御することができるプリント装置およびプリント方法を提供することにある。

本発明のプリント装置は、粘着によりシートを保持して搬送するための粘着層を持ったベルトと、前記ベルトにより搬送されるシートにプリントを行うプリント部と、を備え、シートの第１面と第２面に両面プリントを行うプリント装置であって、前記第２面へのプリントにおいて前記粘着層に前記第１面を粘着させる際に前記ベルトに対してシートを押圧する押圧部を有し、前記押圧部は、前記第１面に付与されたインクの量に応じて前記押圧部の押圧力を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、シートの第１面をプリントしてから第２面をプリントする際に、第１面に付与されたインクの量に応じて、その第１面をベルトの粘着層に押圧する押圧力を変化させることにより、その粘着層の粘着力を所定の範囲に維持することができる。

本発明の第１の実施形態におけるプリント装置の概略構成図である。 図１における押圧ローラとシートとの位置関係の説明図である。 シートの表面に関してのインク付与量と粘着力との関係の説明図である。 粘着力と押圧ローラの押圧力との関係の説明図である。 押圧ローラの押圧力を一定とした場合の比較例の説明図である。 本発明の第１の実施形態における押圧ローラの制御形態の説明図である。 本発明の第２の実施形態の比較例の説明図である。 本発明の第２の実施形態における押圧ローラの制御形態の説明図である。 シートの裏面に関してのインク付与量と粘着力との関係の説明図である。 シートの表面と裏面に対するプリント例の説明図である。 本発明の第３の実施形態における押圧ローラの制御形態の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態は、本発明をインクジェット方式のプリント装置（インクジェットプリント装置）に適用した場合の例である。本例のプリント装置は、長尺なラインヘッドを用いた高速ラインプリンタであり、例えば、プリントラボ等における大量の枚数のプリントの分野に適している。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態のプリント装置の内部構成を示す概略図である。プリント装置は、シート供給部１、プリント部２、検査部３、反転部４、排出搬送部５、および制御部６の各ユニットを備える。プリント媒体としてのシート５０は、ローラ対やベルトからなる搬送機構によって、図中の点線で示したシート搬送経路に沿って搬送され、各ユニットによって処理がなされる。

シート供給部１は、複数のシート５０を収納して供給するユニットである。シート供給部１は、シート５０を収納する収納エリアを２つの備えており、それらの収納エリアから択一的にシート５０を引き出して供給する。なお、収納エリアの配備数は２つであることに限定されず、１つあるいは３つ以上を配備してもよい。

プリント部２は、粘着搬送ベルト（シート保持部）１２によって搬送されるシート５０に対して、プリントヘッド１１と透明インクヘッド１９からインクと透明インクを吐出して画像をプリントするユニットである。乾燥装置１５は、シート５０を乾燥させるユニットである。プリントヘッド１１と透明インクヘッド１９はライン型ヘッドであり、使用が想定されるシート５０の最大幅に渡って延在するインクジェット方式のノズル列が形成されている。プリントヘッド１１と透明インクヘッド１９は、それらのノズル列の延在方向がシート５０の搬送方向（矢印Ｘ方向）と交差するように、その搬送方向に並列的に並ぶように配備されている。本例では、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の色材を含む４色のインクを吐出する４つのプリントヘッド１１と、色材を含まない透明インクを吐出する１つの透明インクヘッド１９と、が備えられている。透明インクは、プリント物の堅牢性などを向上させるための液体である。プリントヘッド１１と透明インクヘッド１９の配備数、インクの色、およびインクの数は、本例のみに限定はされない。インクジェット方式は、吐出エネルギー発生素子として、電気熱変換素子（ヒータ）、ピエゾ素子、静電素子、ＭＥＭＳ素子などを用いて、インクジェットプリントヘッドのノズルからインクおよび透明インクを吐出可能である。各色のインクおよび透明インクは、それぞれ対応するインクタンクからインクチューブを介して、対応するプリントヘッド１１および透明インクヘッド１９に供給される。

粘着搬送ベルト１２は、シート５０を固定するための粘着層が表面に形成されている。押圧ローラ（押圧部）２０は、シート５０を粘着搬送ベルト１２に押圧することによって、シート５０を粘着搬送ベルト１２に粘着固定させる。押圧力調整機構２１は、制御部６の制御下において押圧ローラ２０の押圧力を調整することにより、シート５０に対する粘着搬送ベルト１２の粘着力を制御することができる。乾燥装置１５の乾燥方式としては、温風を与えることによる温風乾燥、ＩＲを用いたＩＲ乾燥（赤外線乾燥）、ＵＶランプ照射によるＵＶ硬化乾燥等を採用することができる。乾燥後のシート５０は、シート剥離部１４により粘着搬送ベルト１２から剥離されてから、下流側のユニットに搬送される。このように、シート５０を粘着搬送ベルト１２に粘着させることにより、シート５０にインクを付与しても、それにコックリングを生じさせることなく搬送することができる。

検査部３は、プリント部２にてシート５０にプリントされた検査パターンや画像を光学的に読み取って、プリントヘッド１１のノズルの状態、シート５０の搬送状態、および画像のプリント位置等を検査するユニットである。反転部４は、プリント部２にて画像がプリントされたシート５０を反転するユニットである。シート５０の反転は、シート５０に対する両面プリント時に行われる。排出搬送部５は、処理後のシート５０を搬送して、不図示の排紙部にシート５０を排出するユニットである。制御部６は、プリント装置全体の各部の制御を司るユニットであり、ＣＰＵ、メモリ、各種Ｉ／Ｏインターフェースなどを備えたコントローラ、および電源を有する。プリント動作は、そのコントローラから指令、または、そのコントローラにＩ／Ｏインターフェースを介して接続されるホストコンピュータ等の外部機器からの指令に基づいて、制御される。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリント動作は、片面プリント時と両面プリント時とにおいて異なる。

片面プリントにおいては、シート５０がシート供給部１から供給されて、プリント部２にて第１面（表面）に画像がプリント（表面プリント）される。そのプリント後のシート５０は、検査部３から排出搬送部５を経由して、不図示の排紙部に順次排出されて積載される。一方、両面プリントにおいては、シート５０がシート供給部１から供給されて、プリント部２にて第１面に画像がプリント（表面プリント）される。そのプリント後のシート５０は、検査部３を経てから反転部４にて反転されてから、プリント部２において第２面（裏面）に画像がプリント（裏面プリント）される。第２面に画像がプリントされたシート５０は、検査部３から排出搬送部５を経由して、不図示の排紙部に順次排出されて積載される。

図２は、表面プリント時と裏面プリント時において、押圧ローラ２０がシート５０を粘着搬送ベルト１２に粘着固定する際の説明図である。表面プリント時には、図２（ａ）のように、シート５０の表面（第１面）５０Ａはインクが付与されるプリント面となり、その裏面（第２面）５０Ｂは粘着搬送ベルト１２に粘着固定される被粘着面となる。一方、裏面プリント時は、図２（ｂ）のように、表面プリント時に被粘着面であった裏面５０Ｂがプリント面となる。その裏面プリント時は、表面プリント時に表面５０Ａに付与されたインクによってシート５０の表面エネルギーが変化し、それに応じて、被粘着面としての表面５０Ａに対する粘着搬送ベルト１２の粘着力が変化する。

図３は、裏面プリント時における表面５０Ａに対するインクの付与量と粘着力との関係の説明図である。図３から明らかように、粘着力は、表面５０Ａに対するインクの付与量が多いほど増加する傾向にある。例えば、上質紙のシート５０の表面５０Ａに黒のベタ画像をプリントしたプリント部に対する粘着力は、そのベタ画像をプリントしない非プリント部に対する粘着力の２倍程度になる。押圧ローラ２０がシート５０を粘着搬送ベルト１２に押圧する押圧力によっても、粘着力は変化する。表面５０Ａに対するインクの付与量が同じである場合には、押圧ローラ２０による押圧力が強いほど、粘着力は増加する傾向にある。

シート５０に対する粘着搬送ベルト１２の粘着力には、好適な大きさの範囲（図３中のＯＫ領域Ａ１）がある。図３中のＮＧ領域Ａ２のように粘着力が過剰の場合には、シート剥離部１４にてシート５０を剥離するときに、シート５０を剥離することができず、シート５０に剥がれや破れなどの損傷が生じるおそれがある。ＮＧ領域Ａ３のように粘着力が不足した場合には、シート５０に付与されたインクによるコックリングを粘着搬送ベルト１２が抑えきれず、シート５０がプリントヘッド１１や透明インクヘッド１９に接触して、シート５０の汚れやジャムが発生するおそれがある。したがって、粘着力は好適な範囲（図３中のＯＫ領域）内に設定することが望ましい。

本実施形態においては、表面５０Ａに対するインクの付与量の如何に拘らず好適な粘着力を発現させるように、押圧力調整機構２１による押圧ローラ２０の押圧力を制御する。図４は、表面５０Ａに対するインクの付与量と、裏面プリント時に粘着力を所定値に維持するために必要な押圧ローラ２０の押圧力と、の関係を示す。裏面プリント時に、表面プリント時に表面５０Ａに付与したインクの量に基づいて、押圧ローラ２０の押圧力を決定する。その決定に必要な関係式は、粘着搬送ベルト１２の粘着剤およびプリントに用いられるインクによって異なる。本例においては、図４のように、表面プリント時に表面５０Ａに付与したインクの量が多いほど、裏面プリント時における押圧ローラ２０の押圧力を小さくする。

図５（ａ）は、表面プリント時に表面５０Ａに付与されるインクの付与パターンの一例を示す。図５（ｂ），（ｃ）は、比較例として、図５（ａ）のようにインクが付与されたシート５０に対する裏面プリント時に、押圧ローラ２０の押圧力を一定にした場合の粘着力の変化の説明図である。図６（ａ），（ｂ）は、図５（ａ）のようにインクが付与されたシート５０に対する裏面プリント時に、本実施形態によって、押圧ローラ２０の押圧力を制御した場合の粘着力の変化の説明図である。

本例において、シート５０の搬送方向（矢印Ｘ方向）と直交する幅方向（矢印Ｙ方向）と、押圧ローラ２０の軸方向と、は同じである。図５（ａ）のインクの付与パターンにおいて、表面５０Ａに対するインクの付与量の分布は、表面５０Ａを分割した領域Ａ，Ｂ，Ｃ（第１面側領域）の３箇所においてそれぞれ異なる。本例においては、シート５０に対して付与可能なインクの最大付与量を１００％とし、領域Ａのインク付与量を０％、領域Ｂのインク付与量を５０％、領域Ｃのインク付与量を８０％とする。

領域Ａ，Ｂ，Ｃにおけるインクの付与量は、図５（ｂ）中の点線Ｄによって表すことができ、裏面プリント時における押圧ローラ２０の押圧力を一定の押圧力Ｐ１またはＰ２（Ｐ１＞Ｐ２）とした場合、粘着力は図５（ｃ）のように変化する。押圧力が一定のＰ１のときは、領域Ａに対する粘着力は適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）であるものの、領域Ｂ，Ｃに対する粘着力は過剰となってしまう。また、押圧力が一定のＰ２のときは、領域Ｂに対する粘着力は適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）であるものの、領域Ａに対する粘着力は不足し、領域Ｃに対する粘着力は過剰になってしまう。

そこで本実施形態においては、図６（ａ）のように、領域Ａ，Ｂ，Ｃにおけるインク付与量に応じて、押圧力調整機構２１が押圧ローラ２０の押圧力をＰ３のように変化させる。このように押圧力Ｐ３を変化させることにより、図６（ｂ）のように、全ての領域Ａ，Ｂ，Ｃに対する粘着力が適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）となる。

（第２の実施形態）
図７（ａ）は、表面プリント時に表面５０Ａに付与されるインクの付与パターンの例を示す。本例の場合、シート５０の長さ方向（搬送方向；矢印Ｘ方向）の領域Ａ，Ｂ，Ｃと、幅方向（矢印Ｙ）方向の領域α，βと、のそれぞれにおいて、表面５０Ａに対するインクの付与量が異なる。すなわち、領域（Ａ，α），（Ａ，β），（Ｂ，β）のインクの付与量は０％であり、領域（Ｂ，α），（Ｃ，α）のインクの付与量は５０％であり、領域（Ｃ，βα）のインクの付与量は８０％である。

シート５０の幅方向に並ぶ領域において最も多いインク付与量は、図７（ｂ）中の点線Ｄによって表すことができる。仮に、図７（ｂ）のように、前述した第１の実施形態と同様に領域Ａ，Ｂ，Ｃに応じて押圧力Ｐ３を変化させた場合には、図７（ｃ）のように、領域Ａ，Ｂ，Ｃに対する粘着力が変化する。領域Ｂ，Ｃにおいて、それらの表面５０Ａに対するインク付与量の分布はシート５０の幅方向において不均一であり、押圧ローラ２０の押圧力はシート５０の幅方向において均一であるため、粘着力はシート５０の幅方向において不均一となる。α領域に対する粘着力は、領域（Ａ，α），（Ｂ，α）では適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）であるものの、領域（Ｃ，α）では不足してしまう。また、β領域に対する粘着力は、領域（Ａ，β），（Ｃ，β）では適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）であるものの、領域（Ｂ，β）では不足してしまう。

そこで本実施形態においては、第１の実施形態と同様の押圧力の制御に加えて、表面プリント時に表面５０Ａに付与する透明インクの付与量を制御することにより、裏面プリント時の粘着力を適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）内に収める。このような透明インクの付与量の制御は、制御部６におけるプリント制御部が実行する。具体的には、図８（ａ）のように、インクの付与量が０％の領域（Ｂ，β）に透明インクを５０％付与し、インクの付与量が５０％の領域（Ｃ，α）に透明インクを３０％付与する。これにより、矢印Ｙの幅方向における領域（Ｂ，α）と領域（Ｂ，β）に関しては、それら両者におけるインクの付与量と透明インクの付与量が同一となる。すなわち、領域（Ｂ，α）に対するインクの付与量（５０％）と透明インクの付与量（０％）との合計と、領域（Ｂ，β）に対するインクの付与量（０％）と透明インクの付与量（５０％）の合計と、がいずれも５０％となる。同様に、領域（Ｃ，α）と領域（Ｃ，β）に関しては、前者に対するインクの付与量（５０％）と透明インクの付与量（３０％）との合計と、後者に対するインクの付与量（８０％）と透明インクの付与量（０％）との合計と、がいずれも８０％となる。このように、矢印Ｙの幅方向に位置する複数の領域に関しては、インクと透明インクの合計の付与量が均一となるように、透明インクの付与量を設定する。つまり、矢印Ｙの幅方向における複数の領域において、インクの付与量が少ない領域に対して、その少ない分を補うように透明インクを付与する。

シート５０の幅方向に並ぶ複数の領域において最も多いインク付与量は、図７（ｂ）と同様に、図８（ｂ）中の点線Ｄによって表すことができる。また、前述した第１の実施形態と同様に、図８（ｂ）のように、領域Ａ，Ｂ，Ｃに応じて押圧力Ｐ３を変化させる。本実施形態においては、シート５０の幅方向に並ぶ複数の領域におけるインクと透明インクの合計の付与量が均一であるため、図８（ｃ）のように、全ての領域における粘着力が適正の範囲Ａ１（ＯＫ領域）内に入る。

（第３の実施形態）
前述したように、シート５０に対する粘着搬送ベルト１２の粘着力には好適な大きさの範囲があり、その粘着力が不足した場合には、インクの付与によるシート５０のコックリングが粘着搬送ベルト１２によって抑えきれなくなるおそれがある。コックリングを抑制するために必要な粘着力と、シート５０に付与される水分量、すなわちインクの付与量と、の間には、図９のような正の相関関係がある。裏面プリント時に裏面に付与するインクの付与量が少ない場合には、コックリングを抑制するために必要な粘着力は小さくなる。

そこで本実施形態においては、前述した第２の実施形態の制御に加えて、裏面プリント時に裏面に対するインクの付与量が少ない領域の反対面である表面の領域に対しては、透明インクの付与量を減らすように制御する。例えば、前述した図７（ａ）の場合と同様に、シート５０の表面５０Ａ側の領域(第１面側領域)に対して１０（ａ）のようにインクが付与される場合に、前述した第２の実施形態と同様に透明インクを付与する。これにより、図７（ｃ）と同様に粘着力を適正の範囲Ａ１とすることができる。図１０（ｂ）は、シート５０の裏面５０Ｂ側の領域(第２面側領域)に対するインク付与量の分布である。図１０（ｂ）において、領域Ａの一部はインクの付与量が１００％であり、領域Ａの他の部分および領域Ｂ，Ｃはインク付与量が０％であり、これらの領域Ａの他の部分および領域Ｂ，Ｃに関しては、コックリングを抑制するために必要な粘着力は小さい。そのため、これらの領域Ａの他の部分および領域Ｂ，Ｃの反対側の表面５０Ａに対しては、透明インクの付与量を減らすことができる。

具体的には、図１１（ａ）のようにシート５０の表面５０Ａに透明インクを付与することができ、前述した図８（ａ）の場合に比して、領域（Ｂ，β）に対する透明インクの付与をなくすことができる。前述した実施形態と同様に、シート５０の幅方向に並ぶ領域において最も多いインク付与量は、図１１（ｂ）中の点線Ｄによって表すことができる。また、前述した第１の実施形態と同様に領域Ａ，Ｂ，Ｃに応じて押圧力Ｐ３を変化させる。図１１（ｃ）は、裏面プリント時における粘着力の変化の説明図であり、領域（Ｂ，β）に対する粘着力は、他の領域に比べて小さいものの、その領域（Ｂ，β）のコックリングを抑制するために必要な粘着力が小さい。そのため、コックリングを抑制して良好なプリントを行うことができる。

（他の実施形態）
シート５０を粘着保持するシート保持部は、前述した実施形態の粘着搬送ベルト１２に限定されず、例えば、粘着層が形成された回転板などであってよい。また、シート５０に画像をプリントする際には、シート保持部に粘着保持されたシート５０と、プリント部２と、が相対移動させることができればよい。

また、押圧ローラ２０を複数のローラに分割し、それらのローラによって、シート５０の複数の領域に対する押圧力を個別に制御するように構成してもよい。この場合には、それらの複数の領域毎におけるインクの付与量に応じて、それらの領域に対する粘着力を個別に制御することができる。

また、プリント部２は、インクジェットプリントヘッドを用いる構成のみに特定されず、要は、シート５０にインクを付与して画像をプリントすることができればよい。また、プリント方式は、上述した実施形態のような長尺なラインヘッドを用いるフルライン方式のみに特定されず、いわゆるシリアルスキャン方式などであってもよい。また反転部４は、シート５０の表面５０Ａをプリントしてから裏面５０Ｂをプリントする際に、シート保持部に対してシート５０を反転させることができればよく、その構成は前述した実施形態のみに特定されない。

２ プリント部
６ 制御部
１２ 粘着搬送ベルト（シート保持部）
２０ 押圧ローラ（押圧部）
５０ シート
５０Ａ 表面（第１面）
５０Ｂ 裏面（第２面）

Claims (10)

1. 粘着によりシートを保持して搬送するための粘着層を持ったベルトと、
   前記ベルトにより搬送されるシートにプリントを行うプリント部と、
   を備え、シートの第１面と第２面に両面プリントを行うプリント装置であって、
   前記第２面へのプリントにおいて前記粘着層に前記第１面を粘着させる際に前記ベルトに対してシートを押圧する押圧部を有し、
   前記押圧部は、前記第１面に付与されたインクの量に応じて前記押圧部の押圧力を変化させることを特徴とするプリント装置。
2. 前記第１面に付与されるインクの量が多いほど前記押圧力を小さくすることを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記第１面を分割した複数の第１面側領域のそれぞれに対するインクの付与量に応じて、前記複数の第１面側領域のそれぞれを前記粘着層に粘着させる際の前記押圧力を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記プリント部は、色材を含む第１のインクと、色材を含まない第２のインクと、を付与可能であり、
   前記複数の第１面側領域のそれぞれにおける前記第１および第２のインクの合計の付与量の差が小さくなるように、前記複数の第１面側領域のそれぞれに対する前記第２のインクの付与量を制御することを特徴とする請求項３に記載のプリント装置。
5. 前記押圧部から同じの押圧力を受ける前記第１面側領域の複数のそれぞれにおける前記合計の付与量の差が小さくなるように、前記第２のインクの付与量を制御することを特徴とする請求項４に記載のプリント装置。
6. 前記複数の第１面側領域のそれぞれと対応するように分割された前記第２面の複数の第２面側領域のそれぞれに付与するインクの量に応じて、当該第２面側領域に対応する前記第１面側領域に対する前記第２のインクの付与量を制御することを特徴とする請求項４または５に記載のプリント装置。
7. 前記第１面へのプリントにおいて前記粘着層に前記第２面を粘着させる際にも前記シートを押圧することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプリント装置。
8. 前記押圧部は、前記粘着層に前記シートを押圧する押圧ローラを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のプリント装置。
9. 前記プリント部は、インクジェットプリントヘッドを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のプリント装置。
10. シートの第２面を粘着により保持し、シートの第１面にインクを付与して画像をプリントし、次いで、前記第１面を粘着により保持し、前記第２面にインクを付与して画像をプリントするプリント方法であって、
    前記第１面を粘着させる際に、前記第１面に付与されたインクの量に応じてシートを押圧する力を変えることを特徴とするプリント方法。