JP4588071B2 - インクジェット印刷装置及び印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送路上を搬送される印刷用紙に対して、複数種のインクを順次吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置及び印刷方法に関する。

従来より、印刷方式の一つとして、搬送ベルトで形成された搬送路に沿って複数色のインクジェットヘッドを順次配置し、これらのインクジェットヘッドから各色インクを印刷用紙に吐出して印刷を行うインクジェット印刷がある。このインクジェット印刷方式では、近年、高速印字の要請が高く、比較的高速度で周回する高速度ベルトを備えた装置が開発されている。この高速度ベルトを備えた装置では、給紙部から供給された印刷用紙（印刷用紙）を、高速で周回する搬送ベルトによってラインタイプのインクジェットヘッドまで搬送し、搬送路の通過中に印字を行い、印字された印刷用紙を排出部から排出する（特許文献１参照）。

ところで、上記特許文献１に開示された方式においては、印刷用紙が給紙部からインクジェットヘッドに搬送される際に、印刷用紙の搬送方向に対して印刷用紙が斜めに傾く、いわゆる斜行が生じることがあり、この斜行によってインクジェットヘッドに対する印刷用紙の位置にズレが生じたり、印刷用紙に過大なテンションが作用し、皺や破断が生じる惧れがある。

このため、従来では、給紙部から搬送路に対して印刷用紙を供給する際に、印刷用紙を撓ませて余長をもたせ、この撓みによる弾性力によって到達方向を規制するとともに、印刷用紙に作用する過大なテンションを吸収或いは解放させる機構が考案されている。

しかしながら、上述した印刷用紙に撓みをもたせる機構では、印刷用紙の大きさや厚み、材質によっては、撓みによる弾性力が過大となる場合があり、この過大な弾性力によって印刷用紙が搬送ベルトに対して変位することがある。このような状態で印字が開始されているときは、インクジェットヘッドによる印字位置がずれてしまい、印字品質を損ねてしまうことになる。これを回避する設計方法として、例えば、印刷用紙が変位する範囲にはインクジェットヘッドを設置しないということも考えられるが、この場合には、給紙部からインクジェットヘッドまでの距離が長くなり、装置が大型化するという問題がある。
特開２００４−２７６４８６号公報

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、インクジェットヘッドを用いての高速印字、装置の小型化を実現しながら、印字品質を維持することができるインクジェット印刷装置及び印刷方法を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、周回する搬送ベルトによって搬送路を形成し印刷用紙を搬送するベルト搬送部と、搬送方向に印刷用紙を撓ませつつ搬送路に印刷用紙を供給する供給手段と、搬送路に沿って順次配置されて搬送路を通過する印刷用紙に対してインクを吐出する第１及び第２のインクジェットヘッドとを備えるものである。

そして、本発明において、上記第２のインクジェットヘッドは、第１のインクジェットよりも濃い色のインクを吐出する。そして、上記第２のインクジェットヘッドは、印刷用紙の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルトとの付着力より大きくなることによって、印刷用紙が搬送ベルトに対して搬送方向に変位した印刷用紙が到達する位置よりも離間された位置に配置されている。さらに、上記第１のインクジェットヘッドは、第２のインクジェットと供給手段との間に配置されている。

また、このようなインクジェット印刷装置を用いることにより、本発明のインクジェット印刷方法を実施することができる。すなわち、本発明のインクジェット印刷方法は、周回する搬送ベルトによって形成された搬送路に対し、印刷用紙を、搬送方向に撓ませつつ供給し、搬送路を通過する印刷用紙に対し第１のインクジェットヘッドによりインクを吐出し、搬送路を通過する印刷用紙に対して第２のインクジェットヘッドにより第１のインクジェットヘッドよりも濃い色のインクを吐出する。そして、本発明において、上記第２のインクジェットヘッドは、印刷用紙の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルトとの付着力より大きくなることによって、搬送ベルトに対して搬送方向に変位した印刷用紙が到達する位置よりも離間された位置に配置されている。

このような本発明によれば、印刷用紙に撓みを生じさせて、印刷用紙に作用するテンションを吸収或いは解放させ、搬送方向を修正することができるため、高速印字を実現しつつ、印刷用紙の破損等を防止することができる。詳述すると、複数のローラーを配置する場合、組付け精度の限界から、これらのローラーを完全に平行に組立てることは困難であり、ローラーが平行でないことによって搬送方向にズレが生じる。このため、これら複数のローラー間で印刷用紙に撓みをもたせることにより、印刷用紙に作用するテンションを吸収或いは解放させ、搬送方向を修正することができる。

また、本発明では、第１のインクジェットヘッドよりも濃い色のインクを吐出させる第２のインクジェットヘッドが、印刷用紙の到達位置よりも離間された位置に配置されているため、印刷用紙の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルトとの付着力より大きくなり、印刷用紙が搬送ベルトに対して搬送方向に変位するような場合であっても、変位による影響を受けるのは第１のインクジェットヘッドが吐出する薄い色のインクであり、第２のインクジェットヘッドが吐出する濃い色のインクは影響を受けないため、印字品質の低下を抑制することができる。さらに、本発明では、給紙部に第１のインクジェットヘッドを接近させることができるため、装置の小型化を図ることができる。

なお、上記発明において、供給手段は、搬送方向に沿って配置された２組のローラー対であり、これらのローラーは異なる周速度によって、印刷用紙を撓ませることが好ましい。この場合には、２組のローラー対によって印刷用紙を搬送路に供給する際に、下流側の周速度を低くするなどによって、より確実に印刷用紙に撓みを生じさせることができる。

図１は、実施形態に係るインクジェットプリンタ装置の概略構成を示す説明図である。 図２は、実施形態に係るインクジェットプリンタ装置におけるプリンタ部及びその周辺の詳細な構成を示す側面図である。 図３は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る供給手段（レジストローラー対及びＢＵローラー）の動作を示す説明図である。 図５は、実施形態に係るＳＳローラーの構成を示す正面図である。 図６は、実施形態に係るガイドローラーの構成を示す正面図である。 図７は、実施形態に係る変形検知機構の構成を模式的に示す説明図である。 図８は、実施形態に係る印刷用紙センサーの構成及び動作を示す説明図である。 図９は、実施形態に係るガイドローラーとインクジェットヘッドとの位置関係を示す説明図である。 図１０は、用紙を撓ませる機構を模式的に示す説明図である。 図１１は、インクジェットヘッドの周囲における空気の流れを示す説明図である。 図１２は、インク色の印刷順序による作用効果の相違を示す説明図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ装置の概略構成及び印刷処理を示す説明図であり、図２は、インクジェットプリンタ装置１００におけるプリンタ部１０２及びその周辺の詳細な構成を示す側面図である。

（インクジェットプリンタ装置の構成）
本実施形態に係るインクジェットプリンタ装置１００は、図１（ａ）に示すように、装置本体上部の画像読取部１０１と、本体内部において印字を行うプリンタ部１０２と、プリンタ部１０２に対して印刷用紙を供給する給紙部１０５と、印刷された印刷用紙２を排紙する排紙部１０９と、これらの各部の動作を制御する制御装置１０３と、印刷指示などの所定の処理の指示が入力可能なタッチパネル１１０とを備えている。以下、各部について詳述する。

（給紙部）
給紙部１０５は、給紙台１０５ａ、給紙ローラー１０５ｂ、レジストローラー対１１１等を有し、用紙をストックしておくとともに、印刷に際しプリンタ部１０２に用紙を１枚ずつ供給するモジュールである。

給紙台１０５ａには、その上部に複数枚の印刷用紙２が積層載置され、駆動部（図示せず）によって上下方向へ駆動されるようになっている。給紙台１０５ａにおける印刷用紙送り出し方向に見て最前部には、前部障壁板１０５ｃが立設されており、給紙台１０５ａ上に載置された印刷用紙の前端縁の位置決めを行うようになっている。

前部障壁板１０５ｃの上方にはゴム或いは、ゴム類似品により形成された給紙ローラー１０５ｂが設けられている。この給紙ローラー１０５ｂは、給紙台１０５ａの印刷用紙を１枚ずつ取り出すものであり、図１（ｂ）に示すように、支持軸１０５４によって側板１０５５，１０５５間に回転自在に支持されている。支持軸１０５４は、その一端部が電磁クラッチ１０５８の従動側と接続されており、電磁クラッチ１０５８の駆動側とは伝動ベルト１０５７と駆動連結され、電磁クラッチ１０５８に通電された状態、つまりクラッチの従動側と駆動側が係合状態にあるときのみ回転駆動されるようになっている。

この回転駆動のタイミングは、印字タイミングセンサー２０１及び給紙タイミングセンサー２０２によって制御されている。この印字タイミングセンサー２０１及び給紙タイミングセンサー２０２は協働して用紙の先後端部を検出し、その検出結果を制御装置１０３に送る。前記制御装置１０３は前記検出結果から用紙位置の演算を行い、その演算結果から次の用紙の給紙タイミングを算出する。これにより給紙ローラー１０５ｂは電磁クラッチ１０５８が係合状態にあるときに回転駆動させる。

一方、前部障壁板１０５ｃの上端部には、給紙ローラー１０５ｂに対向して紙捌パッドホルダ（図示せず）が設けられている。紙捌パッドホルダ（図示せず）は、ブラケットによって給紙ローラー１０５ｂの径方向に対し移動自在に支持され、圧縮コイルバネのバネ力により給紙ローラー１０５ｂの外周面へ向けて付勢されている。紙捌パッドホルダ（図示せず）の上面、すなわち給紙ローラー１０５ｂの外周面に対向する面部には紙捌パッド（図示せず）が取り付けられており、この紙捌パッドは、ゴム或いはゴム類似品、又はコルク等の比較的摩擦係数が大きい材料により形成され、給紙ローラー１０５ｂの外周面に対向している。

給紙ローラー１０５ｂより印刷用紙送り出し方向に見て前方、すなわちインクジェットヘッドユニット側には下部案内板と上部案内板とにより給紙通路が設けられている。この給紙通路は、給紙ローラー１０５ｂよりインクジェットヘッドユニット１０４へ向けて延設されており、その終端近傍部には上下一対のローラーから構成されるレジストローラー対１１１が設けられている。レジストローラー１１１ａと１１１ｂとの各々の外周面は互いに接触し、レジストローラー１１１ｂは、図示されていない駆動部により間欠的に回転駆動されるようになっている。

上部案内板は、給紙ローラー１０５ｂとレジストローラー対１１１との間において印刷用紙２に対して、その搬送方向に弛み湾曲が生じることを許容すべく上方へ弓なりに湾曲しており、給紙通路はレジストローラー対１１１の手前において上下方向に広がっている。なお、レジストローラー対１１１を構成するレジストローラー１１１ａと１１１ｂとの接触部直前には、給紙タイミングセンサー２０２が設けられ、後述する搬送ベルトローラー１０６ｂとレジストローラー対１１１との間には印字タイミングセンサー２０１が設けられている。印字タイミングセンサー２０１と給紙タイミングセンサー２０２の２つのタイミングセンサーが協働して、用紙端部を検出する。レジストローラー対１１１は、給紙ローラー１０５ｂにより取り出された印刷用紙の先端を合わせるためのものである。

（搬送部）
ベルト搬送部１０６は、周回する環状の搬送ベルト１０６ａ、搬送ベルト１０６ａを周回駆動させる搬送ベルトローラー１０６ｂ、吸引部（図示せず）、搬送駆動部（図示せず）、印刷用紙搬送機構ローラー（ＳＳローラー）１１３ａ、搬送ローラー（ＢＵローラー）１１２を有する。

搬送ベルト１０６ａと搬送ベルトローラー１０６ｂとは協働して印刷用紙を搬送するための搬送路であるベルトコンベヤを構成し、インク吐出時の印刷用紙２の搬送方向を規制する。詳述すると、搬送ベルト１０６ａは、多数の穴が空けられた無端ベルトにより形成され、図示しない吸引部により空気を穴から吸引することにより発生する負圧で印刷用紙が搬送ベルト１０６ａに吸着され、印刷用紙が搬送される。搬送ベルトローラー１０６ｂは、図示しないモータ等の搬送駆動部の回転によって駆動される。なお、ベルト搬送部１０６には、各ローラーの回転を検出し、搬送駆動部のモータに対して所定角度ごとにパルスを出力するエンコーダ１３２が設けられている。

ＢＵローラー１１２は、給紙側のレジストローラー対１１１と対向するとともに、上記レジストローラー対１１１と所定距離離間する位置に配置されている。なお、これらＢＵローラー１１２とレジストローラー対１１１とは、印刷用紙２を撓ませつつ搬送路に供給する供給手段を構成する。

詳しくは、レジストローラー対１１１の周速度は、搬送ベルト１０６ａの周速度より早く設定されており、図４（ａ）に示すように、レジストローラー対１１１から送られてきた印刷用紙２は、同図（ｂ）に示すように、印刷用紙２の先端がＢＵローラー１１２に接触し、そのまま搬送ベルト１０６ａに吸着して、搬送ベルト１０６ａの周速度に追従する。この際、レジストローラー対１１１と搬送ベルト１０６ａの周速度差により、搬送ベルト１０６ａとレジストローラー対１１１との間で印刷用紙２の撓みが形成される。なお、このとき、レジストローラー対１１１から送られてきた印刷用紙２の搬送方向は、ＢＵローラー１１２により、搬送ベルト１０６ａによる搬送方向に規制される。ＢＵローラー１１２から送り出された印刷用紙２は、ＳＳローラー１１３ａにより、印刷用紙２が搬送ベルト１０６ａに隙間ないように吸着される。ＳＳローラー１１３ａとＢＵローラー１１２との間には、用紙の幅を検出する用紙幅センサー２００が設けられている。

さらに、本実施形態では、変形した用紙が搬送された場合にインクジェットヘッドの破損を未然に防止する変形検知機構が設けられている。図７に、この変形検知機構を模式的に示す。

ＳＳローラー１１３ａは、インクジェットヘッド１０４ａと、ＢＵローラー１１２との間において、搬送路を横断するように配置され、搬送路上を搬送される用紙の中央部を押さえる紙押ローラーである。具体的には、図５に示すように、中央部（用紙押さえ領域）１１３１の径が太く形成されており用紙の中央部１１３１を押さえるようになっているとともに、その両端部１１３２に径の細い溝部が形成されている。

このＳＳローラー１１３ａとインクジェットヘッド１０４ａとの間には、図８に示すような、搬送ベルト１０６ａ上面から所定距離Ｂだけ離間されて配置され、離間距離Ｂを超える印刷用紙２の変形部分と接触することによって変形を検知する印刷用紙センサー１０８が設置されている。具体的には、この印刷用紙センサー１０８は、搬送方向に揺動可能に軸支された、断面クランク上の揺動部１０８ａと、印刷用紙センサー１０８が揺動するのを検出する揺動センサー部１０８ｂとから構成される。

揺動部１０８ａの下端は、上述したように搬送ベルト１０６ａ上面から所定距離Ｂだけ離間されているとともに、前記ＳＳローラー１１３ａから搬送方向に距離Ａだけ離間されている。そして、変形した印刷用紙２がＳＳローラー１１３ａを通過した後、浮き上がってきた場合、用紙の先端が揺動部１０８ａに接触して、前方に押し出されて揺動すると、揺動部１０８ａの他端部が揺動センサー部１０８ｂから外れる。これにより、用紙の変形が所定量を超えていることを検知することができる。

また、この印刷用紙センサー１０８とインクジェットヘッド１０４ａとの間には、搬送路を横断するように配置され、搬送路上を搬送される用紙を押さえるガイドローラー１１３ｂ、１１４ａ〜１１７ａ及び１１４ｂ〜１１７ｂが複数配置されている。これらのガイドローラーは、各インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄのそれぞれの前後を挟むように配置され、インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄの前後における用紙の変形を押さえつけている。

このガイドローラー１１３ｂ、１１４ａ〜１１７ａ及び１１４ｂ〜１１７ｂは、図６に示すように、その両端部１１４２は、中央部（用紙押さえ領域）１１４１よりも径が大きく、搬送ベルト１０６ａに接触した際に、中央部１１４１に間隙が形成されるようになっている。なお、図９に示すように、各インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄの下端は、搬送ベルト１０６ａ上面から所定距離Ｂ′だけ離間されているとともに、直前のガイドローラー１１３ｂ、１１４ａ〜１１７ａから搬送方向に距離Ａ′だけ離間されている。

そして、本実施形態において、ＳＳローラー１１３ａから揺動部１０８ａまでの水平距離Ａと、搬送ベルト１０６ａ上面から揺動部１０８ａ下端までの垂直距離Ｂとの比が、ガイドローラー１１３ｂからインクジェットヘッド１０４ａまでの水平距離Ａ′と、搬送ベルト１０６ａ上面からインクジェットヘッド１０４ａ下端までの垂直距離（ヘッドギャップ）Ｂ′との比とほぼ等しく設定されている。

前記ベルト搬送部１０６の下流には、排紙ローラー１１８が、排出部側の搬送ベルトローラー１０６ｂと対向する位置に配置されている。この排紙ローラー１１８は、搬送ベルト１０６ａにより搬送されてくる印刷用紙２が排紙部１０９に送られる前に、搬送ベルト１０６ａから浮いてしまうことを避けるためのものである。

（プリンタ部）
プリンタ部１０２は、画像読取部１０１で読み取られたデジタル画像信号に基づいて所定の印刷用紙に画像を記録するモジュールであり、具体的には、図１（ａ）及び図２に示すように、制御装置１０３から出力された処理済みデジタル画像信号に基づいてインクを印刷用紙に吐出して画像を記録するインクジェットヘッドユニット１０４と、給紙部１０５から繰り出された印刷用紙をインクジェットヘッドユニット１０４まで搬送する搬送ベルトを有するベルト搬送部１０６と、両面印刷時に印刷用紙を搬送するための両面用ベルト搬送部１０７とを備えている。

画像読取部１０１は、スキャナー等の装置によって原稿の画像を光電的に読み取り、画像を構成する各画素のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のデジタル画像信号として出力する。この画像読取部１０１から出力されたデジタル画像信号は、制御装置１０３に入力されて所定の画像処理が施され、処理済みのデジタル画像信号は、プリンタ部１０２に出力される。

インクジェットヘッドユニット１０４は、ベルト搬送部１０６の上方に複数配置されたインクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄにより構成されている。特に、本実施形態において、インクジェットヘッド１０４ｂは、インクジェットヘッド１０４ａよりも濃い色のインクを吐出するとともに、印刷用紙２の撓みによる弾性力が印刷用紙２と搬送ベルト１０６ａとの付着力より大きくなることによって、印刷用紙２が搬送ベルト１０６ａに対して搬送方向に変位した際、変位した印刷用紙がインクジェットヘッド１０４ｂに到達しないような十分な距離Ｄを隔てて、印刷用紙の到達位置よりも離間されて配置されている。

ここでいう距離Ｄは、例えば、以下にようにして実測可能である。すなわち、以下に示す距離ｄ１、ｄ２を求め、距離ｄ１に距離ｄ２を加えた値より大きい値を、上述のＤとすることができる。

距離ｄ１は、以下のようにして求めることができる。レジストローラー対１１１の周速度とＢＵローラー１１２の周速度の差により、レジストローラー対１１１とＢＵローラー１１２との間で撓みが形成された後、印刷用紙の後端が、レジストローラー対１１１から抜けるとき（瞬間）における、搬送ベルトローラー１０６ｂから印刷用紙の先端（このときの先端位置を位置ｄｘとする）までの距離を求める。

距離ｄ２は、以下のようにして求めることができる。印刷用紙の後端が、レジストローラー対１１１から抜けた後、上記撓みがだんだんなくなっていく。この撓みが完全になくなる前の状態では、印刷用紙は、搬送ベルト１０６ａにより付着されないか又は付着されにくい状態となる。この状態では、印刷用紙は、搬送ベルト１０６ａの周速度に追従しない状態で、印刷用紙の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルト１０６ａとの付着力より大きい状態にあるといえる。

そして、撓みが完全になくなるとき（印刷用紙が搬送ベルト１０６ａにより完全に付着されたとき）では、印刷用紙が、搬送ベルト１０６ａの周速度に追従する状態（印刷用紙の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルト１０６ａとの付着力より小さい状態）にあるといえ、このとき（瞬間）における上記位置ｄｘから印刷用紙の先端までの距離ｄ２を求める。なお、ここでいう印刷用紙の先端は、印刷用紙の撓みによる弾性力が上記付着力より大きくなることによって、印刷用紙が、搬送ベルト１０６ａに対して搬送方向に変位した際、印刷用紙が到達する位置に対応する。

また、インクジェットヘッド１０４ａは、インクジェットヘッド１０４ｂと供給手段であるＢＵローラー１１２との間に配置されている。

具体的に、これらのインクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄは、給紙側から順に、Ｃ成分、Ｋ成分、Ｍ成分、Ｙ成分のデジタル画像の各成分に対応しており、各ヘッドは、２つの単位ヘッドが重ね合わされてなる。

なお、各単位ヘッドは、図１（ｃ）に示すように、インク吐出口がＸ方向（印刷用紙が搬送される方向と略直交する方向）に１５０ｄｐｉピッチで配列された２つのラインＬ１〜Ｌ３が、Ｘ方向にずらされて配置されたものである。インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄは、上記のように構成された２つの単位ヘッドを重ね合わせることにより、インク吐出口がＸ方向に３００ｄｐｉピッチで配列されるよう構成されている。

各インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄの下端部には、複数のノズルがそれぞれノズル噴射口を下方に向けるようにして一定の間隔を隔てて直列に穿設されている。インクジェットヘッドの内部には、各ノズルに連通してなるインク室（インクタンクからインクが供給されるインク室）が設けられており、このインク室には圧電素子（ピエゾ結晶）が設けられている。

そして、制御装置１０３からの噴射制御信号によってこの圧電素子を駆動させることにより、インク室内の圧力を変化させてインクをノズルより噴射させるようになされている。インクジェットヘッドユニット１０４では、このようにしてノズル噴射口から下方にインク液滴を噴射させることにより、インクジェットヘッドの下方において印刷用紙の上面にインクを塗布する。

（排紙部）
排紙部１０９は、搬送選択部１０９ａ、排紙ローラー対１０９ｂ、排紙台１０９ｃを有する。

搬送選択部１０９ａは、制御装置１０３からの駆動信号に応じて、搬送選択部１０９ａの左端部を上方に移動することにより、ベルト搬送部１０６からの印刷用紙２を排紙部１０９に導くか、又は、搬送選択部１０９ａの左端部を下方に移動することにより、両面用ベルト搬送部１０７に導く。排紙側の搬送ベルトローラー１０６ｂより印刷用紙搬送方向に見て、前方には、印刷用紙を排紙ローラー対１０９ｂに導くための排紙通路が設けられている。ここで、搬送ベルト１０６ａの周速度に対して、排紙ローラー対１０９ｂの周速度は速くなっている。このため、搬送ベルト１０６ａから送られてきた印刷用紙２は、排紙ローラー対１０９ｂで加速され、加速された印刷用紙２は、排紙台１０９ｃに収納される。

また、両面用ベルト搬送部１０７は、無端ベルト１０７ａにより形成されており、片面印刷の施された印刷用紙を、反転経路１２２を介して、プリンタ部１０２まで搬送するものである。反転経路１２２には、経路選択部１２３が設けられており、この経路選択部１２３により、搬送路１２１を通じて両面用ベルト搬送部１０７から送られてきた用紙を反転経路１２２に導入し、用紙を往復させて未印刷面を上面になるようにした後、プリンタ部１０２に送出する。

（制御装置）
図３は、制御装置１０３のブロック構成を示す図である。制御装置１０３には、図示しないＰＣが接続されており、各種センサーからの検出信号が入力され、この入力された検出信号に基づいて、各ローラーの回転を駆動する各駆動部や、各インクジェットヘッド１０４ａ〜１０４ｄのインク吐出動作の駆動を行うヘッド駆動部１３１、搬送選択部１０９ａ，経路選択部１２３の動作制御などを行う演算処理装置である。

具体的に制御装置１０３は、画像読取部１０１から入力されるデジタル画像信号に対して画像処理を実行する画像処理部１０３ａと、記憶装置であるメモリ１０３ｂと、給紙部１０５による給紙動作を制御する給紙制御部１０３ｄと、各センサーからの信号などに基づいて各部を制御するメイン制御部１０３ｃとを有する。

画像処理部１０３ａは、画像読取部１０１から出力された画像１枚分のＲ成分、Ｇ成分及びＢ成分のデジタル画像信号を、Ｙ成分、Ｍ成分、Ｃ成分及びＫ成分のデジタル画像信号に変換する。また、画像処理部１０３ａは、Ｙ（イエロー）成分、Ｍ（マゼンダ）成分、Ｃ（シアン）成分及びＫ（ブラック）成分のデジタル画像信号における各画素における画像値データを、インクを吐出する際のインク量データに変換し、メモリ１０３ｂに記憶する。例えば、画像処理部１０３ａにおけるインク量データには、各ヘッドの各ノズルに対応するインク量データ（例えば、ノズルから吐出される量は、一定として、ノズルから吐出される回数）が記録されている。また、インク量データにおいて、各ヘッドには、印刷用紙センサーの検出時から搬送駆動部の回転パルス数が対応して記録されている。なお、インク量データは、画像１枚（表、裏）ごとに生成され、例えば、印刷処理が終了した後は、メイン制御部が消去するようにしてもよい。

メイン制御部１０３ｃによる各駆動部の制御は、ベルト搬送部１０６に設けられたセンサーによって各ローラーの回転を検出し、駆動部に対して所定角度ごとにパルスを出力するエンコーダ１３２と協動して実行される。

（インクジェットプリンタ装置の動作）
以上説明した構成を有するインクジェットプリンタ装置の動作は、以下の通りである。

先ず、ユーザは、ＰＣ（図示せず）を用いて、両面印刷か、片面印刷かを指定する。この指定された情報は、制御装置１０３に送られる。なお、ここでは、片面印刷を指定する。これにより、メイン制御部１０３ｃは、搬送選択部１０９ａの左端部が上方に移動するように駆動させる。

次いで、ユーザが印刷開始の操作を行うと、画像読取部１０１により、原稿の読み取り処理が行われ、上述した変換処理により、メモリ１０３ｂにインク量データが記憶される。

メイン制御部１０３ｃは、各装置の駆動部と同期させて、エンコーダ１３２を通じて、給紙部１０５の伝動ベルト１０５７を介して電磁クラッチ１０５８の駆動側を回転駆動する。同時に給紙制御部１０３ｄに、給紙信号が供給され、給紙制御部１０３ｄは、給紙タイミングセンサー２０２から出力される信号に応じて、電磁クラッチ１０５８に通電を開始する。

電磁クラッチ１０５８への通電が開始されると、電磁クラッチ１０５８の駆動側の駆動力が従動側に伝達され、給紙ローラー１０５ｂが回転駆動される。この給紙ローラー１０５ｂの回転に伴って給紙台１０５ａ上の最上位置の印刷用紙２がピックアップされ、レジストローラー対１１１へ向けて下部案内板上に沿って給紙・搬送される。

また、メイン制御部１０３ｃは、各ローラーを駆動する各駆動部に、各ローラーが回転動作を行うように指示する。具体的には、メイン制御部１０３ｃは、レジストローラー対１１１、搬送ベルトローラー１０６ｂ、排紙ローラー１１８（このローラー１１８の周速度は、レジストローラー対１１１や搬送ベルトローラー１０６ｂの周速度よりかなり大きい）が上述の所定の速度で回転動作を行うように指示する。

なお、このときに給紙ローラー１０５ｂから複数枚の印刷用紙が重なって送り出されたときには、その印刷用紙同士の摩擦抵抗と、印刷用紙と紙捌パッドとの摩擦抵抗の相違によって給紙ローラー１０５ｂ側、すなわち最も上側の１枚のみが引続きレジストローラー対１１１へ向けて送られる。

そして、レジストローラー対１１１から送られてきた印刷用紙２は、レジストローラー対１１１と搬送ベルト１０６ａとの周速度差により、レジストローラー対１１１と、搬送ベルト１０６ａとの間で撓みが形成される。そして、ＢＵローラー１１２により、印刷用紙２の搬送方向が、搬送ベルトローラー１０６ｂの搬送方向に規制される。ＢＵローラー１１２で搬送方向に規制された印刷用紙２は、ＳＳローラー１１３ａに送り出され、ＳＳローラー１１３ａで中央の変形を押さえつけられた後、印刷用紙センサー１０８に送り出される。

印刷用紙センサー１０８において、変形した印刷用紙２がＳＳローラー１１３ａを通過した後、浮き上がってきた場合には、印刷用紙２の先端が揺動部１０８ａに接触して、前方に押し出されて揺動し、揺動部１０８ａの他端部が揺動センサー部１０８ｂから外れる。これにより、用紙の変形が所定量を超えていることが検知される。印刷用紙センサー１０８で印刷用紙２の変形が検出されると、その検出信号は、メイン制御部１０３ｃに送られ、メイン制御部１０３ｃは、各駆動部に対して、各ローラーの回転を所定時間停止するように指示する。変形が検出されることなく印刷用紙センサー１０８を通過した印刷用紙２は、ＳＳローラー１１３ａで押さえつけられた後、インクジェットヘッドユニット１０４まで搬送される。

メイン制御部１０３ｃでは、エンコーダ１３２から出力されるパルス信号を取得し、そのカウント動作を開始する。また、メイン制御部１０３ｃは、センサーにより検出された印刷用紙幅に基づいて、各ヘッドのうち、吐出動作を行うノズル、吐出動作を行わないノズルを決定し、ヘッド駆動部１３１に指示する。また、メイン制御部１０３ｃは、インク量データを参照して、カウント数が、左端部のインクジェットヘッドのカウント量に達したら、ヘッド駆動部１３１を介して、左端部のヘッドの各ノズルに、インク量データに記録されているインク吐出回数の吐出動作を行わせる。上記の動作は、カウントされるカウント量が、各インクジェットヘッドのカウント量に達するごとに、各ヘッドにおいて行われる。

各ヘッドによりインクが塗布された印刷用紙２は、上述したように、搬送ローラー及び排出部側抑え排紙ローラー１１８、排紙通路、排紙ローラー対１０９ｂを介して、排紙台１０９ｃに送られる。

なお、両面印刷がユーザにより指定された場合には、搬送選択部１０９ａの左端部が下方に移動される。そして、各ヘッドによりインクが塗布された印刷用紙２は、搬送選択部１０９ａを介して、搬送路１２０のローラー対１２０ａ，１２０ｂにより、両面用ベルト搬送部１０７に送られ、反転経路１２２を介して、インク噴射済みの面が下方に向くように反転され、各ローラー１２４ａ，１２４ｂによって、再度、レジストローラー対１１１に送り出される。その後の動作は、上述した説明と同様である。

（作用効果）
以上説明した本実施形態によれば、印刷用紙２に撓みを生じさせて、印刷用紙２に作用するテンションを吸収或いは解放させ、搬送方向を修正することができるため、高速印字を実現しつつ、印刷用紙の破損等を防止することができる。詳述すると、組付け精度の限界から、ＢＵローラー１１２とレジストローラー対１１１を完全に平行に組立てることは困難であり、図１０に示すように、これらのローラーが平行でないことによって搬送方向にズレが生じる。本実施形態では、これらのローラー間で印刷用紙２に撓みをもたせることにより、印刷用紙に作用するテンションを吸収或いは解放させ、搬送方向を修正することができる。

また、本実施形態では、インクジェットヘッド１０４ａよりも濃い色のインク（ここでは黒インク）を吐出させるインクジェットヘッド１０４ｂが、撓みが解放された印刷用紙２の到達位置よりも離間された位置に配置されているため、印刷用紙２の撓みによる弾性力が印刷用紙と搬送ベルト１０６ａとの付着力より大きくなり、印刷用紙が搬送ベルト１０６ａに対して搬送方向に変位するような場合であっても、変位による影響を受けるのはインクジェットヘッド１０４ａが吐出する薄い色のインクであり、インクジェットヘッド１０４ｂが吐出する濃い色のインクは影響を受けないため、印字品質の低下を抑制することができる。さらに、本実施形態では、給紙部１０５にインクジェットヘッドユニット１０４を接近させることができるため、装置の小型化を図ることができる。

この印字品質の抑制について、詳述すると、本実施形態では、左端部のインクジェットヘッド１０４ａには、黒インク以外の薄いインク色が配置されており、インクジェットヘッド１０４ａによる薄い色の印字が下地となり、インクジェットヘッド１０４ｂによって、下地の上に濃いインクが印字されることとなる。上述したように印刷用紙２の撓みが解放されて印刷用紙２に変位が生じた場合、下地の黒インク以外の薄いインクによる印字位置はずれてしまうが、その後の濃いインク色のインクによる印字位置はずれないこととなる。

この結果、インク塗布に、４色インクのうち、給紙側端部のヘッドにおける黒インク以外のインクと、その他のヘッドの黒インクを含めた２色インクが塗布に用いられた場合には、ドットズレが目立ちにくいという効果がある。下地が濃い色（黒インク）で、その上が黒インク以外の薄い色のインクが塗布される場合よりも、下地が黒インク以外のインクで、その上が黒インクが塗布される場合（図１２参照）の方が、ドットズレが目立ちにくいことになる。

これは、人間の視覚上、色の濃い部分が目につきやすく強調されて認識する傾向にあるので、ある領域中、色の薄い部分が広い領域で色の濃い部分が狭い領域の場合、色の濃い部分が目立って認識されてしまうが、ある領域中、色の濃い部分が広い領域で色の薄い部分が狭い領域の場合、色の濃い広い部分が目立ち、色の薄い部分は、狭い領域なので、ズレに相当する色の薄い領域は、認識されにくくなることによると考えられる。

また、レジストローラー対１１１の近傍や、排紙ローラー対１０９ｂの近傍では、これらのローラーが印刷用紙の表面をこするなどの動作により、紙粉が発生しやすく、給紙側の記録ヘッド（レジストローラー対１１１と搬送ベルトローラー１０６ｂの近傍のインクジェットヘッド１０４ａ）や、排紙側の記録ヘッド（排紙ローラー対１０９ｂと搬送ベルトローラー１０６ｂの近傍のインクジェットヘッド１０４ｄ）には、紙粉が多くつきやすい。この場合に、給紙側の記録ヘッドや、排紙側の記録ヘッドから黒インクが印刷用紙に吐出されると、黒画像中の白部分が目立ち、印刷用紙上の画像への影響が大きくなってしまう。本実施形態では、給紙側の記録ヘッドや、排紙側の記録ヘッドとして、黒インク以外のインクの記録ヘッド（Ｙなどの薄いインク色のヘッド）が配置されているので、給紙側や排紙側の記録ヘッドに紙粉が付着しても、給紙側や排紙側の記録ヘッドが黒インクの記録ヘッドである場合に比べて、印刷用紙上の画像への影響を目立たなくすることができる。

したがって、本実施形態によれば、インクジェットヘッドを用いて高速印字、装置の小型化を実現しながら、インク位置ズレや給紙時に発生する紙粉による印字品質の劣化を防止することができる。

さらに、本実施形態では、印刷用紙センサー１０８をインクジェットヘッド１０４ａの上流に設け、この印刷用紙センサー１０８により、所定量を超える変形をした印刷用紙２との接触を検出し、検出結果に応じて印刷を停止することで、インクジェットヘッド１０４ａへの接触による弊害を事前に防止することができる。

特に、本実施形態では、ＳＳローラー１１３ａから検知部までの水平距離Ａと、搬送ベルト１０６ａ上面から印刷用紙センサー１０８下端までの垂直距離Ｂとの比が、ガイドローラー１１３ｂからインクジェットヘッドまでの水平距離Ａ′と、搬送ベルト１０６ａ上面からインクジェットヘッドまでの距離Ｂ′との比とほぼ等しく設定していることから、検出精度を高くすることができる。すなわち、ＳＳローラー１１３ａにより押さえられた用紙の変形は、ＳＳローラー１１３ａから下流へ向かう距離に比例して拡大することから、インクジェットヘッド１０４ａより上流におけるＳＳローラー１１３ａと印刷用紙センサー１０８との位置関係に基づいて、ガイドローラー１１３ｂを通過した用紙がインクジェットヘッド１０４ａに接触するか否かを判断することができ、変形した用紙による印字品質の低下、インクジェットヘッドの破損、インク不吐出等を未然に防ぐことができる。

また、本実施形態では、ガイドローラー１１３ｂの両端部（用紙押さえ領域以外の部分）では径を大きくし、搬送ベルト１０６ａに接触させて連れ回りさせ、このガイドローラー１１３ｂの回転により、変形した印刷用紙２を巻き込むことで搬送を安定させることができ、一方、ガイドローラー１１３ｂの用紙押さえ領域の径を小さくすることで、印刷用紙２のローラー接触による汚れを防止することができる。用紙の変形は主として印面ではない用紙端部におけるカール等であり、この用紙端部は印面ではないことから、インクジェットヘッド１０４ａの下流において印字後の用紙を巻き込んでも、印面が汚損することがない。

さらに、上記実施形態において、ガイドローラー１１３ｂ、１１４ｂ〜１１７ｂは、各インクジェットヘッドの前後に一対として配置されていることから、インクジェットヘッドの上流及び下流において用紙を押さえる条件をほぼ同等とすることができ、印刷用紙２に偏ったテンションが作用するのを低減させることができるとともに、印刷用紙２の搬送構造を可能な限りシンプルなものとすることにより、図１１に示すようにインクジェットヘッド１０４ａの周囲における空気の流れもシンプルなものとし、インクジェットヘッド１０４ａの周囲における急激な風の流れを低減し、微細インクのインクミスト汚れも防止することができる。

（変更例）
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような変更を加えることができる。

例えば、インクジェットヘッドの数は、４つに限定されず、それ以外の数であってもよい。また、黒インクの記録ヘッドは、給紙側から２番目の位置より、排紙側に配置されるようにしてもよい。また、黒インクを印字する記録ヘッド以外のインクを、印字する記録ヘッドの配置は、上述の実施形態以外の配置であってもよい。

さらに、排紙側のヘッド（右端部のヘッド）は、黒インクのヘッドにし、給紙側のヘッドのみを黒インク以外のインクのヘッドとしてもよい。この場合には、排紙部に近い位置においては、排紙ローラーにより、印刷用紙の表面をこするなどの動作により、紙粉が散乱し、記録ヘッドのインク吐出部分に付着することが避けられるという効果は達成できないが、それ以外の上述の効果は達成される。

また、上記実施形態では、印刷用紙２の変形を検出した際に、印刷用紙２の搬送を停止するようにしたが、例えば、インクジェットヘッド１０４ａの上流に、用紙を搬送路から排出する排出経路を設け、用紙の変形を検出した際には、印刷を停止することなく、用紙を排出経路から排出するとともに、新たな用紙を送り直し、これに印刷を行うようにしてもよい。

産業上の利用の可能性

以上説明したように本発明によれば、複数のローラー間で印刷用紙に撓みをもたせることにより、印刷用紙に作用するテンションを吸収或いは解放させ、搬送方向を修正することにより印字品質を維持しつつ高速印字を実現でき、また、給紙部に第１のインクジェットヘッドを接近させることにより、装置の小型化を実現しながら、印刷用紙の変位により濃い色のインクが影響を受けるのを抑制することによって、印字品質を維持することができる。

Claims (4)

1. 周回する搬送ベルトによって搬送路を形成し、印刷用紙を搬送するベルト搬送部と、
   搬送方向に前記印刷用紙を撓ませつつ、前記搬送路に該印刷用紙を供給する供給手段と、
   前記搬送路に沿って順次配置され、該搬送路を通過する前記印刷用紙に対してインクを吐出する第１及び第２のインクジェットヘッドと
   を備え、
   前記第２のインクジェットヘッドは、前記第１のインクジェットよりも濃い色のインクを吐出し、
   前記第２のインクジェットヘッドは、前記印刷用紙の撓みによる弾性力が該印刷用紙と前記搬送ベルトとの付着力より大きくなることによって、該搬送ベルトに対して搬送方向に変位した該印刷用紙が到達する位置よりも離間された位置に配置されており、
   前記第１のインクジェットヘッドは、該第２のインクジェットヘッドと前記供給手段との間に配置されている
   ことを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 前記供給手段は、前記搬送方向に沿って配置された二組のローラー対であり、これらのローラー対は異なる周速度によって、前記印刷用紙を撓ませる
   ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
3. 周回する搬送ベルトによって形成された搬送路に対し、印刷用紙を、搬送方向に撓ませつつ供給するステップと、
   該搬送路を通過する前記印刷用紙に対し、第１のインクジェットヘッドによりインクを吐出するステップと、
   該搬送路を通過する前記印刷用紙に対し、第２のインクジェットヘッドにより、前記第１のインクジェットヘッドよりも濃い色のインクを吐出するステップと
   を有し、
   前記第２のインクジェットヘッドは、前記印刷用紙の撓みによる弾性力が該印刷用紙と前記搬送ベルトとの付着力より大きくなることによって、該搬送ベルトに対して搬送方向に変位した該印刷用紙が到達する位置よりも離間された位置に配置されている
   ことを特徴とするインクジェット印刷方法。
4. 前記印刷用紙を搬送路に供給するステップでは、前記搬送方向に沿って配置された、異なる速度で回転する二組のローラー対によって、前記印刷用紙を撓ませる
   ことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット印刷方法。

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