JP4559095B2 - ハイブリッド印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、１つの記録媒体に対して異なる印刷方式で印刷を行うことができる複合型のハイブリッド印刷装置に関する。

例えば、孔版印刷装置は、ランニングコストが低く、高速に印刷できるため、文教市場や官公庁、組合団体、病院等における各種配布物や書式等の印刷に、また新聞の折込広告、不動産の広告、民間企業内連絡文書などの印刷物を多枚数印刷するために広く利用されている。
孔版印刷装置は、画像情報に基づいて穿孔製版された孔版原紙としてのマスタ（印刷用版）を版胴の外周面に巻装し、版胴内部からインキを供給するとともにプレスローラ等の押圧手段により記録媒体としての印刷用紙を版胴に押圧して印刷を行うようになっている。
このような印刷方式であるが故に、同一原稿画像による印刷物の枚数が一定量以上の場合にのみコスト的な優位性が出てくるという特質がある。従ってこれまで孔版印刷装置はそのような印刷用途に限定されて使用されていた。

しかしながら、孔版印刷装置は、ハガキ印刷や封筒印刷又はＤＭ(ダイレクトメール)用の案内文書印刷、あるいは賞状の印刷にも活用されており、そういった用途の場合には、画像全体の中で半分以上は共通の同じ画像であるが一部分には１枚毎に異なる印刷をしたいという要望がある。
このような要望に対し、従来は共通画像部分のみを抽出して原稿にし、それを孔版印刷装置で印刷を行い、その後に同じ印刷物に対してインクジェットプリンタやドットプリンタ等によって１枚毎に異なる画像部分の印刷を行うという方法が実施されていた。

インクジェットプリンタは版を用いないので、１枚毎に異なる画像を印刷することが容易である。これは電子写真式レーザープリンタでも同様である。
孔版印刷装置にインクジェット印字装置（インクジェットプリンタ）を接続するという方法は、すでに提案されている。
例えば、特開２００２−１３７５１４号公報や特開２００２−１３７５１５号公報、特開２００２−２２５４１０号公報等である。これらでは孔版印刷装置の給紙部の前にインクジェット印字装置を接続配置して、すなわち、孔版印刷部位の上流側にインクジェット印字装置を配置し、印刷用紙に孔版印刷とインクジェット印刷の両方が実施できるようになっている。

特開２００３−３３４９９３号公報には、インクジェット印刷部と孔版印刷部
の印刷用紙の搬送方向と直交する方向に対する位置合わせ方式が異なることによる不整合性を解消すべく、インクジェット印刷部を印刷用紙の搬送方向と直交する方向に移動させる駆動手段を設けたハイブリッド印刷装置が記載されている。インクジェット印刷部は孔版印刷部の下流側に配置されている。

特開２００２−１３７５１４号公報 特開２００２−１３７５１５号公報 特開２００２−２２５４１０号公報 特開２００３−３３４９９３号公報

以上、説明したように、孔版印刷装置等の印刷用版を用いる印刷装置では、同一原稿画像による印刷物の枚数が一定量以上の場合にコスト的な優位性が出てくる。
一方、インクジェットプリンタ等の版を用いない印刷装置では、１枚毎に異なる画像を印刷することが容易である。そして実際の用途においては印刷画像の一部分で１枚毎に異なる画像を印刷し、その他の部分では同じ画像を印刷するという用途がある。その場合に、異なる２台の装置を用いて印刷を行う方式では、面倒なセット操作を繰り返しながら印刷しなければならず、印刷に時間が掛かり、操作も面倒であった。また、独立した装置の存在によって設備コストも高かった。
特開２００２−１３７５１４号公報や特開２００２−１３７５１５号公報、特開２００２−２２５４１０号公報等に記載のハイブリッド印刷装置では、上述のように、孔版印刷装置の給紙部の前にインクジェット印字装置を接続配置して、印刷用紙に孔版印刷とインクジェット印刷の両方が実施できるようにしているが、インクジェット印字装置の印刷速度が非常に遅くて孔版印刷装置の印刷速度を犠牲にして超低速で印刷しなければならないという問題点があった。

これに対してインクジェット印字装置にシャトル式ではなくラインヘッド式を採用して高速化する方法も提案されている。しかしながら、印刷画像エリア全域をカバーできるような長さを有するライン式インクジェットヘッドは非常に高価になり、一部分でも目詰まり等の不具合が起これば大きなコスト的損失を招くという問題点があった。
特開２００３−３３４９９３号公報に記載のハイブリッド印刷装置では、インクジェット印刷部を印刷用紙の搬送方向と直交する方向に移動させることができるので、上記問題を低減できるが、インクジェット印刷部で印刷すべき可変印刷領域の多様な寸法変化に自在に対応できないという問題があった。

本発明は、上述した従来における問題を低減又は解消できるハイブリッド印刷装置の提供を、その目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、所望の画像情報に基づいて製版された印刷用版を外周面に巻装された版胴に記録媒体を押圧して印刷を行う孔版印刷部と、該孔版印刷部の記録媒体搬送方向下流に設けられ、インクジェット記録ヘッドにより上記記録媒体に更に印刷を行うインクジェット印刷部とを有するハイブリッド印刷装置において、ディジタル画像原稿中の各印刷物に共通の共通印刷画像エリアを上記孔版印刷部に、各印刷物で可変印刷したい所定画像エリアを上記インクジェット印刷部に各々自動的に割り当てる制御手段を有し、上記インクジェット記録ヘッドの直前部位に記録媒体の先端を検知するセンサが設けられ、該センサが記録媒体を検知してから所定時間経過後に上記インクジェット記録ヘッドによる画像形成が開始され、上記インクジェット印刷部は、記録媒体の搬送方向と直交する方向の印刷可能最大長さが１００ｍｍ以下に設定されており、上記インクジェット記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させる画像形成部位調整手段を有して前記可変印刷したい所定画像エリアをカバーする位置に上記インクジェット記録ヘッドを移動させるようになっており、ディジタル画像原稿中の記録媒体の搬送方向と直交する方向の長さが上記印刷可能最大長さを超える場合には、可変印刷できる範囲を超えている旨を警告することを特徴とする。

請求項２記載の発明では、請求項１記載のハイブリッド印刷装置において、上記制御手段は、ディジタル画像原稿中の可変印刷をしたい所定画像エリアである矩形領域のＸ方向寸法とＹ方向寸法とを算出し、その値が１００ｍｍより小さい方を記録媒体の搬送方向と直交する方向に割り当てるようにディジタル画像原稿の向きを制御し、方向制御した画像データを上記孔版印刷部及び上記インクジェット印刷部に各々送り出すことを特徴とする。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載のハイブリッド印刷装置において、上記インクジェット印刷部が上記孔版印刷部で印刷された記録媒体を挟持搬送搬送ローラ対を有し、該搬送ローラ対の画像面と接触する方のローラは微細な凹凸の外周面を有していることを特徴とする。

本発明によれば、異なる２台の装置を用いて面倒なセット操作を繰り返しながら印刷する必要がなく、１台の装置で共通画像部分と可変画像部分とを１回の通紙によって実現できるので、印刷に時間がかからず、操作も簡単になる。

本発明によれば、インクジェット記録ヘッドとして画像エリア全域の大きなラインヘッドを使う必要がなくなり、ヘッドの信頼性が高く、安価なものを使用することができ、印刷装置のコストアップを防止できる。

本発明によれば、インクジェット記録ヘッドとして画像エリアの一部にしか対応できない安価なラインヘッドを用いても、その位置を可変することで画像位置に対応した最適な配置にして目的の位置に可変画像を形成することができるようになる。

本発明によれば、インクジェット記録ヘッドとして画像エリアの一部にしか対応できない安価なラインヘッドを用いても、可変画像エリアの印刷にインクジェット記録ヘッド移動方向を有効利用して片方が大きなエリアにも対応できるようになる。

本発明によれば、可変画像エリアの寸法がインクジェット記録ヘッドの画像形成可能エリア寸法よりも大きい場合に発生する画像一部欠けトラブルを未然に防止することができる。

本発明によれば、実用化されている信頼性の高い孔版印刷部を実現できる。

本発明によれば、インクジェット印刷部における搬送ローラが孔版印刷画像面に直接接触してしまうことで、未乾燥インキによる汚れが発生してしまうことを防止して異常汚れ画像の発生を防止できる。

以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
まず、本実施形態におけるハイブリッド印刷装置としてのハイブリッド孔版印刷装置の構成の概略を説明する。ハイブリッド孔版印刷装置1は、記録媒体としての印刷用紙２を版型印刷部としての孔版印刷部４に向けて給紙する給紙部３と、この給紙部３より給紙された印刷用紙２に孔版印刷を施す上記孔版印刷部４と、孔版印刷された印刷用紙２に対して更にその一部エリアにインクジェット印刷を行う他方式画像形成部としてのインクジェット印刷部５と、こうして印刷された印刷用紙２を排紙する排紙部６を備えている。

給紙部３は、印刷用紙２が積載される給紙台１０と、この給紙台１０に積載された最上位置の印刷用紙２から1枚ずつ搬送する給紙コロ１１と、この給紙コロ１１によって搬送された印刷用紙２を孔版印刷部４に所定タイミングで給紙するレジストローラ対１２を有している。
孔版印刷部４の右側上部には、孔版製版部が配置されている。該孔版製版部は、ロール状の長尺孔版原紙（マスタ）１３を収容する原紙収容部１４と、このマスタ１３の搬送方向下流に配置されたサーマルヘッド１５及びプラテンローラ１６、マスタ切断用カッタ１７、該マスタ切断用カッタ１７の搬送方向下流に配置された搬送ローラ対１８を有している。
孔版印刷部４は、上記孔版製版部により製版されたマスタ１９がその外周面に巻装される版胴２０と、この版胴２０に内周面側からインクを供給するインキローラ２１と、回転する版胴２０の外周壁に当接する押圧位置と版胴２０の外周壁から離間する離間位置との間で変移自在な押圧手段としてのプレスローラ２２を有している。

印刷処理においては、印刷用紙２が給紙されると、製版済みのマスタ１９が巻装された版胴２０にプレスローラ２２が押圧し、版胴２０とプレスローラ２２との間を印刷用紙２が押圧搬送される過程でマスタ１９の穿孔箇所から滲み出るインクが印刷用紙２に転写されることによって所定の印刷画像が形成される。
また、孔版印刷部４は、印刷用紙２を版胴２０から強制的に引き剥がす分離爪２３と、排出された印刷用紙２を吸引ファン２４でベルト面に吸引しつつ搬送するベルト搬送部２５を有している。
インクジェット印刷部５は、用紙搬送路の上方に配置されたインクジェット記録ヘッド２６と、このインクジェット記録ヘッド２６より用紙搬送方向上流側に配置された一対の上流側搬送ローラ２７、２８と、インクジェット記録ヘッド２６より下流側に配置された一対の下流側搬送ローラ２９、３０と、印刷用紙２を搬送案内する下ガイド板３１と、印刷用紙２の搬送方向先端を検出して印刷用紙２へのインクジェット印刷開始基準を認識するための用紙検出センサ３２を有している。

一対の上流側搬送ローラ２７、２８及び一対の下流側搬送ローラ２９、３０は印刷用紙２をニップした状態で回転されることによって、印刷用紙２に搬送力を付与して印刷用紙２を所定のインクジェット印刷スピードで搬送する。
このときの搬送速度は孔版印刷部４の排紙搬送速度よりも同等以上に設定される。下流側搬送ローラ２９、３０のさらに下流側には、インクジェット印刷部５から排紙排出された印刷用紙２を吸引ファン３３でベルト面に吸引しつつ搬送するベルト搬送部３４が設けられている。
排紙部６は、インクジェット印刷部５からベルト搬送部３４を通って排紙排出された印刷用紙２を受け取って積載保持するための排紙台３５を有している。
図１において、符号３６は、インクジェット記録ヘッド２６を用紙搬送方向と直交する方向に移動させて位置決めするための画像形成部位調整手段としての移動装置を示す。
孔版印刷部４の上部に配置された画像読取装置４０は、原稿４２に描かれた原稿画像を読み取ってデジタル画像原稿データにするユニットであり、原稿４２に光を照射し、反射光をＣＣＤイメージセンサ４３で受けて、画像イメージをデジタル信号に変換する働きをする。

インクジェット印刷部５における搬送ローラ２８と搬送ローラ２９は、孔版印刷画像面に直接接触してしまうので、未乾燥インキによる汚れを防止するために表面（外周面）に微細凹凸を形成したローラが使用される。具体的には金属又は合成樹脂又はゴムからなる回転ローラの外周面に、セラミック砥粒又はガラスビーズが多数接着されたものが効果的である。
図２に本実施形態における印刷物を示す。符号１０１は印刷画像エリア全体を示しており、その中の符号１０２は宛先としての住所や氏名が印刷される部分で１枚毎に異なる画像にしたい部分（可変印刷したい所定画像エリア）である。
図３において、符号１０３は各印刷物に共通の共通印刷画像の原稿を示している。ここで符号１００は共通印刷画像である。この原稿をハイブリッド孔版印刷装置1の画像読取装置４０で読み取ることになる。
図４は、１枚毎に異なる可変印刷画像の原稿１０４を示している。例えば宛先の文字画像１０５が印刷される。この画像データは、ハイブリッド孔版印刷装置１に接続されたパソコン（パーソナルコンピュータ）５４（図５参照）又はハイブリッド孔版印刷装置１内部に設けられたデータ記録装置としての可変データ記録メモリ５５（図５参照）から送り出されるデータを用いることになる。

図５は、本実施形態におけるハイブリッド孔版印刷装置１の機能ブロック図（制御ブロック図）である。このハイブリッド孔版印刷装置１は、その内部に制御手段としての画像処理装置５０を具備し、さらに操作パネル５１等を備えている。
画像処理装置５０は、パソコン５５から送られた可変画像１０５について、図４に示すように、可変画像１０５部分を囲む矩形エリア１０８を設定する。本実施形態の場合、矩形エリア１０８のサイズはＡ×Ｂになる。そしてＡ寸法方向（用紙搬送方向）における用紙中央位置の中心線Ｃから矩形エリア１０８の端面までの寸法がＤ、Ｂ寸法方向（用紙搬送方向と直交する方向）における用紙中央位置の中心線Ｅから矩形エリア１０８の端面までの寸法がＦである。
画像処理装置５０はまず、Ａ寸法とＢ寸法の大きさを比較してＡがＢよりも小さいことを判断し、Ａ寸法の方向が用紙搬送方向と直交するように、画像の向きを設定する。この場合には、印刷用紙２を図２の矢印方向、すなわち図２の左方向に搬送するように画像の向きを設定する。そのように向きが設定された画像のデータを、孔版印刷部４及びインクジェット印刷部５へそれぞれ画像データとして送り出すことになる。

図６は、マスタ１３に製版される製版画像と、インクジェット記録ヘッド２６による可変画像形成部（可変印刷したい所定画像エリア）の位置関係を示す概略図である。
マスタ１３には共通画像１００が図に示すような方向で製版される。そしてこのマスタ１３は図の左方向に搬送され、製版済みのマスタ１９として版胴２０の外周面に巻装される。一点鎖線は印刷用紙２のサイズを示す。符号Ｇは用紙搬送方向のセンターラインを示している。
図６の左方向に搬送される印刷用紙２に対して、インクジェット記録ヘッド２６が図示するような位置に位置決めされて、可変画像１０５を印刷する。ここでインクジェット記録ヘッド２６の用紙搬送方向と直交する方向の画像形成可能長さはＨであり、可変画像エリア寸法ＡはＨよりも必ず小さいことが求められる。
もし用紙搬送方向と直交する方向の可変画像エリア寸法Ａが、インクジェット記録ヘッド２６の画像形成可能長さＨ寸法よりも大きい場合には、そのままでは求められる画像形成ができないので、画像処理装置５０は表示手段としての操作パネル５１の液晶表示部を介して例えば「可変画像エリアサイズが規定値以上のため印刷できません」なる旨の警告表示を行う。警告は、文字表示と音の組み合わせであってもよい。

この警告を受けて、オペレータは可変画像エリアサイズＡを小さく変更してやり直すことになる。
インクジェット記録ヘッド２６を用紙搬送方向に直交する方向に移動位置決めするための移動装置３６は、後述する駆動機構によってインクジェット記録ヘッド２６を図６（ａ）における上下方向（用紙搬送方向と直交する方向）に移動可能に保持する。記録ヘッド位置駆動制御装置５６（図５参照）は、画像形成可能範囲長さＨが、可変画像エリアサイズＡをカバーできるような位置になるように移動位置決め制御を行う。

図６に示すように、インクジェット記録ヘッド２６の用紙搬送方向と直交する方向の画像形成可能長さ（印刷可能範囲長さ）はＨであり、孔版印刷部４における同じ方向の製版可能画像長さ（印刷可能範囲長さ）はＫである。通常Ｋの寸法はＡ３サイズ印刷を可能にするために大体２９０ｍｍ程度に設定されている。しかしながらＨ寸法をこれと同じにすれば、インクジェット記録ヘッド２６は非常に高価なものになってしまい、信頼性も低下してしまう。
そこで安価なインクジェット記録ヘッド２６にするために、本実施形態ではＨ寸法の値を６０〜１００ｍｍ程度に設定している。印刷画像中において本当に可変印刷したい部分は宛名部分等で且つ一部分なので、この程度の画像形成可能寸法でほとんど問題なく印刷ができる。
画像読取装置４０で読み取られた共通印刷画像データは、図５に示す共通画像データ処理装置５７で所定の画像処理が行われて、画像形成部選択手段５３を経由してサーマルヘッド駆動装置５８に送られ、このデータに従ってサーマルヘッド１５の発熱素子が選択的に発熱して穿孔製版を行う。

一方、パソコン５４から送られた可変画像データは、可変画像データ処理装置５９で所定の画像処理が行われて、画像形成部選択手段５３を経由してインクジェットヘッド駆動装置６０に送られ、このデータに従ってインクジェット記録ヘッド２６が選択的にインクを発射して画像形成を行う。
あるいは予め必要な画像データが記録されている可変データ記録メモリ５５から送られた可変画像データが、画像形成部選択手段５３を経由してインクジェットヘッド駆動装置６０に送られ、このデータに従ってインクジェット記録ヘッド２６が選択的にインクを発射して画像形成を行う。
用紙検出センサ３２が新しい用紙の到着を検出する度に、次々と順次新しい可変画像データが送られてその新しいデータで画像形成が行われる。

各印刷用紙２に対する孔版印刷部４とインクジェット印刷部５とによる各画像部の印刷は、１回の搬送動作中に相前後して行われるが、各画像部相互の位置ズレを生じさせることがないように制御されることが必要である。
そのためにインクジェット記録ヘッド２６の直前部に、用紙先端の通過を検知するための用紙検出センサ３２が設けられており、用紙検出センサ３２が用紙を検知してから所定時間経過後にインクジェット記録ヘッド２６による画像形成が開始されることで正確な位置に画像を形成することができる。
ここでいう所定時間は、印刷用紙の搬送速度と印刷用紙の搬送方向長さＪと可変画像エリア位置の寸法Ｆとから算出される。

図７は、インクジェット印刷部５を横から見た概略図で、移動装置３６を示している。ここでインクジェット記録ヘッド２６の印字部エリアはＨである。インクジェット記録ヘッド２６の上部には、案内レール７０に案内されて図の横方向に移動可能に保持する保持部７１が設けられている。駆動ステッピングモータ７２によってリードネジ７３が回転すると、図示しないナット部品によってインクジェット記録ヘッド２６は図の横方向に移動する。移動位置の検出はホームポジションセンサ７４と駆動ステッピングモータ７２へのステップ数で実現される。
図７において、符号７５はフレームを、７６は着脱可能なインキ容器を、７７はインキ送り出しポンプを、７８はインクジェット記録ヘッド２６にインキを搬送するパイプをそれぞれ示している。

図８に基づいて、第２の実施形態を説明する。なお上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
符号１１０は、印刷対象物である封筒を示している。符号１１１は共通画像エリアを示し、ここには例えば自社の企業名や住所等を孔版印刷によって印刷する。
もちろんこの画像データもパソコンから孔版印刷部４に送られてもいい。本実施形態では、例えば版胴（印刷ドラム）として緑色のカラードラムを使えば緑色で印刷ができる。符号１１２は宛名印刷部である。宛名印刷部１１２は宛先としての住所や氏名が印刷される部分で、１枚毎に異なる画像にしたい部分である。
すなわち、ここには送り先の住所と氏名を印刷する。もちろんこの宛名印刷部１１２が可変印刷部になる。封筒の場合、通常は図８の矢印方向すなわち下向き方向に搬送される。そこで図８のＡ寸法が、インクジェット記録ヘッド２６の画像彩成可能長さＨ寸法よりも小さいように設定される。
そして可変画像形成位置は、用紙搬送方向と直交する方向ではＤ寸法を用いて算出位置決めされ、用紙搬送方向は用紙先端からの寸法Ｆを用いて算出位置決めされてもいい。

本発明の第１の実施形態におけるハイブリッド印刷装置の概要正面図である。 印刷物における画像エリアを示す概要平面図である。 各印刷物に共通の共通印刷画像の原稿を示す概要平面図である。 可変印刷画像の原稿を示す概要平面図である。 制御ブロック図である。 製版画像と、可変画像形成部（可変印刷したい所定画像エリア）の位置関係を示す概要平面図である。 画像形成部位調整手段の構成を示す概要側面図である。 第２の実施形態における印刷物の概要平面図である。

符号の説明

２ 記録媒体としての印刷用紙
４ 版型印刷部
５ 他方式画像形成部としてのインクジェット印刷部
１９ 印刷用版としての製版済みマスタ
２０ 版胴
２７、２９ 画像面と接触する方のローラ
３６ 画像形成部位調整手段としての移動装置
４０ 原稿読取装置
５０ 制御手段としての画像処理装置
５４ パーソナルコンピュータ
５５ 画像データ記録装置としての可変データ記録メモリ
１０１ 共通印刷画像エリア
１０２ 可変印刷したい所定画像エリア
Ｈ 他方式画像形成部の印刷可能範囲長さ
Ｋ 版型印刷部の印刷可能範囲長さ

Claims (3)

1. 所望の画像情報に基づいて製版された印刷用版を外周面に巻装された版胴に記録媒体を押圧して印刷を行う孔版印刷部と、該孔版印刷部の記録媒体搬送方向下流に設けられ、インクジェット記録ヘッドにより上記記録媒体に更に印刷を行うインクジェット印刷部とを有するハイブリッド印刷装置において、
   ディジタル画像原稿中の各印刷物に共通の共通印刷画像エリアを上記孔版印刷部に、各印刷物で可変印刷したい所定画像エリアを上記インクジェット印刷部に各々自動的に割り当てる制御手段を有し、
   上記インクジェット記録ヘッドの直前部位に記録媒体の先端を検知するセンサが設けられ、該センサが記録媒体を検知してから所定時間経過後に上記インクジェット記録ヘッドによる画像形成が開始され、
   上記インクジェット印刷部は、記録媒体の搬送方向と直交する方向の印刷可能最大長さが１００ｍｍ以下に設定されており、
   上記インクジェット記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動させる画像形成部位調整手段を有して前記可変印刷したい所定画像エリアをカバーする位置に上記インクジェット記録ヘッドを移動させるようになっており、
   ディジタル画像原稿中の記録媒体の搬送方向と直交する方向の長さが上記印刷可能最大長さを超える場合には、可変印刷できる範囲を超えている旨を警告することを特徴とするハイブリッド印刷装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド印刷装置において、
   上記制御手段は、ディジタル画像原稿中の可変印刷をしたい所定画像エリアである矩形領域のＸ方向寸法とＹ方向寸法とを算出し、その値が１００ｍｍより小さい方を記録媒体の搬送方向と直交する方向に割り当てるようにディジタル画像原稿の向きを制御し、方向制御した画像データを上記孔版印刷部及び上記インクジェット印刷部に各々送り出すことを特徴とするハイブリッド印刷装置。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド印刷装置において、
   上記インクジェット印刷部が上記孔版印刷部で印刷された記録媒体を挟持搬送搬送ローラ対を有し、該搬送ローラ対の画像面と接触する方のローラは微細な凹凸の外周面を有していることを特徴とするハイブリッド印刷装置。

Images