JP5054139B2 - プリント装置およびシート処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ローラを用いてシートを搬送してプリントを行なうプリント装置に関する。

特許文献１には、速度センサでシート表面をダイレクトに速度計測して、プリントヘッドのインク吐出タイミングを制御するプリント装置が開示されている。図１０は特許文献１の図２５に開示されるプリント装置を簡略化した図である。ロール状に巻かれたシート５００は上流側の搬送ローラ対５０１と下流側の搬送ローラ対５０２で搬送され、プリントヘッド５０３によってプリントされる。上流側の搬送ローラ対５０１とプリントヘッド５０３の間には、シートの移動速度をダイレクトに計測する速度センサ５０４（レーザドップラ式センサ）が配置されている。速度センサ５０４で計測された搬送速度に応じてプリントヘッド５０３の駆動制御タイミングが補正され、高品質のプリントを実現している。

特開２００９−６６５５号公報

特許文献１の装置では、上流側の搬送ローラとプリントヘッドの間に速度センサが配置されている。速度センサ（レーザドップラ式センサ）は大きな設置スペースが必要なので、その分だけ搬送ローラとプリントヘッドとの間の距離が大きくなる。そのため、シートを導入した際に搬送ローラからプリントヘッドに到る間にシート先端部が浮き上がって、最上流のプリントヘッドのノズルとシート先端が接触する可能性が高まる。

これを抑止するには、速度センサとプリントヘッドの間の距離を極力小さくする必要がある。しかし、速度センサとプリントヘッドが近づくほどに、以下に列挙する問題が顕在化する。
（１）シートが速度センサの計測位置から最上流のプリントヘッドに至るまでの時間内に、速度センサでの計算を済ませてインク吐出タイミングを制御することが間に合わなくなる可能性が高まる。この問題は、シートの搬送速度が大きくするほどに高まるので、プリント速度を向上させることが困難になる。
（２）プリントヘッドによるプリント領域と速度センサの計測位置とが近づくと、プリント直後にシートがインクを吸収する際に発生するコックリング（局所的なシート浮き）が、計測位置にまで影響を及ぼす可能性が高まる。もしセンサの計測位置でシートの浮きが生じると計測誤差の要因となる。
（３）プリントヘッドと速度センサが近づき且つその間に遮蔽物がないと、プリントヘッドからインクを吐出した際に発生して飛散するインクミスト（微細なインク滴）が速度センサに付着しやすくなる。速度センサ（レーザドップラ式センサ）は発光部および受光部を有しており、発光部や受光部にインクミストが付着すると検出信号レベルが低下して、安定した計測を行なうことができなくなる。

本発明は上記課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的の一つは、シート搬送の高速化と速度センサの計測精度を高レベルで両立させること、言い換えるとプリントスループットとプリント品質を高い次元で両立したプリント装置の提供である。本発明の別の目的は、長期間に渡る稼動でも高いプリント品質を維持することができるプリント装置の提供である。

本発明は、シートの第１面と第２面に両面プリントを行なうことが可能なプリント装置であって、連続したシートを保持して供給するためのシート供給部と、インクジェット方式のプリントヘッドを備えたプリント部と、シートの表裏を反転させる反転部と、を備え、両面プリントにおいては、前記シート供給部から供給されたシートは前記プリント部において前記第１面に複数の画像が順次プリントされ、プリントされたシートは前記反転部に導かれ、次いで前記反転部から再び前記プリント部に供給される表裏が反転したシートは前記プリント部において前記第２面に複数の画像が順次プリントされるものであり、
前記プリントヘッドの近傍には、前記プリントヘッドの上流側でシートをニップしてシートを搬送する第１ローラ対と、前記プリントヘッドの下流側でシートをニップしてシートを搬送する第２ローラ対と、前記第１ローラ対の上流側でシートをニップしてシートを搬送する第３ローラ対と、前記第１ローラ対のニップ位置と前記第３ローラ対のニップ位置の間で、シート面を計測することでシートの移動速度に関する情報を取得するダイレクトセンサと、前記第１面に複数の画像と共に前記プリント部で形成されたマークを、前記第２面へのプリントの際に、前記第１ローラ対のニップ位置と前記第３ローラ対のニップ位置の間で読み取るマーク読取器と、が設けられており、前記ダイレクトセンサで取得した前記情報に基づいて、前記プリントヘッドの駆動制御とシートの搬送制御の少なくとも一方が補正されるともに、前記マーク読取器での読み取りの結果に基づいて、前記第１面にプリントされた複数の画像それぞれに位置合わせして前記第２面に複数の画像がプリントされることを特徴とする。

本発明によれば、シート搬送の高速化と速度センサの計測精度を高レベルで両立させることができ、プリントスループットとプリント品質を高い次元で両立したプリント装置が実現する。

プリント装置の内部構成を示す概略図 制御部のブロック図 片面プリントモードでの動作を説明するための図 両面プリントモードでの動作を説明するための図 はプリント部の詳細な構成図 ダイレクトセンサの周辺の位置関係を示す上面図 ダイレクトセンサの別の形態を示す図 プリント部の別の形態を示す図 シリアル型のプリントヘッドの例を示す図 従来例の模式図

以下、インクジェット方式を用いたプリント装置の実施形態を説明する。本例のプリント装置は、長尺で連続したシート（搬送方向において繰り返しのプリント単位（１ページあるいは単位画像という）の長さよりも長い連続したシート）を使用し、片面プリントおよび両面プリントの両方に対応した高速ラインプリンタである。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。なお、本明細書では、１つのプリント単位（１ページ）の領域内に複数の小さな画像や文字や空白が混在していたとしても、当該領域内に含まれるものをまとめて１つの単位画像という。つまり、単位画像とは、連続したシートに複数のページを順次プリントする場合の１つのプリント単位（１ページ）を意味する。プリントする画像サイズに応じて単位画像の長さは異なる。例えばＬ版サイズの写真ではシート搬送方向の長さは１３５ｍｍ、Ａ４サイズではシート搬送方向の長さは２９７ｍｍとなる。

本発明はプリンタ、プリンタ複合機、複写機、ファクシミリ装置、各種デバイスの製造装置などプリント装置に広く適用可能である。プリント処理はインクジェット方式、電子写真方式、熱転写方式、ドットインパクト方式、液体現像方式など方式は問わない。また、本発明はプリント処理に限らず連続したシートに種々の処理（記録、加工、塗布、照射、読取、検査など）を行なうシート処理装置にも適用可能である。

図１はプリント装置の内部構成を示す断面の概略図である。本実施形態のプリント装置は、ロール状に巻かれたシートを用いて、シートの第１面と第１面の背面側の第２面に両面プリントすることが可能となっている。プリント装置内部には、大きくは、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、プリント部４、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０、制御部１３の各ユニットを備える。シートは、図中の実線で示したシート搬送経路に沿ってローラ対やベルトからなる搬送機構で搬送され、各ユニットで処理がなされる。なお、シート搬送経路の任意の位置において、シート供給部１に近い側を「上流」、その逆側を「下流」という。

シート供給部１は、ロール状に巻かれた連続シートを保持して供給するためのユニットである。シート供給部１は、２つのロールＲ１、Ｒ２を収納することが可能であり、択一的にシートを引き出して供給する構成となっている。なお、収納可能なロールは２つであることに限定はされず、１つ、あるいは３つ以上を収納するものであってもよい。また、連続したシートであれば、ロール状に巻かれたものに限らない。例えば、単位長さごとのミシン目が付与された連続したシートがミシン目ごとに折り返されて積層され、シート供給部１に収納されるものでもよい。

デカール部２は、シート供給部１から供給されたシートのカール（反り）を軽減させるユニットである。デカール部２では、１つの駆動ローラに対して２つのピンチローラを用いて、カールの逆向きの反りを与えるようにシートを湾曲させて通過させることでデカール力を作用させてカールを軽減させる。

斜行矯正部３は、デカール部２を通過したシートの斜行（本来の進行方向に対する傾き）を矯正するユニットである。基準となる側のシート端部をガイド部材に押し付けることにより、シートの斜行が矯正される。

プリント部４は、搬送されるシートに対して上方からプリントヘッド１４によりシート上にプリント処理を行なって画像を形成するユニットである。つまり、プリント部４はシートに所定の処理を行なう処理部である。プリント部４は、シートを搬送する複数の搬送ローラも備えている。プリントヘッド１４は、使用が想定されるシートの最大幅をカバーする範囲でインクジェット方式のノズル列が形成されたライン型プリントヘッドを有する。プリントヘッド１４は、複数のプリントヘッドが搬送方向に沿って平行に並べられている。本例ではＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）、Ｇ（グレー）、Ｋ（ブラック）の７色に対応した７つのプリントヘッドを有する。なお、色数およびプリントヘッドの数は７つには限定はされない。インクジェット方式は、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式等を採用することができる。各色のインクは、インクタンクからそれぞれインクチューブを介してプリントヘッド１４に供給される。

プリント部４において、プリントヘッド１４の上流には、所定の計測位置でシート面を直接計測することでシートの移動状態（移動速度や移動距離）に関する情報を取得するダイレクトセンサ１０８が設けられている。また、上記計測位置の裏側からプリントヘッド１４によってシートに形成されたマークを読み取るマーク読取器１２２が設けられている。ダイレクトセンサ１０８およびマーク読取器１２２の詳細については後述する。

検査部５は、プリント部４でシートにプリントされた検査パターンや画像をスキャナによって光学的に読み取って、プリントヘッドのノズルの状態、シート搬送状態、画像位置等を検査して画像が正しくプリントされたかを判定するためのユニットである。スキャナはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを有する。

カッタ部６は、プリント後のシートを所定長さに切断する機械的なカッタを備えたユニットである。カッタ部６は、シートを次工程に送り出すための複数の搬送ローラも備えている。

情報記録部７は、切断されたシートの非プリント領域にプリントのシリアル番号や日付などのプリント情報（固有の情報）を記録するユニットである。記録はインクジェット方式、熱転写方式などで文字やコードをプリントすることで行なわれる。情報記録部７の上流側且つカッタ部６の下流側には、切断されたシートの先端エッジを検知するセンサ２３が設けられている。つまり、センサ２３はカッタ部６と情報記録部７による記録位置との間でシートの端部を検知する、センサ２３の検知タイミングに基づいて情報記録部７で情報記録するタイミングが制御される。

乾燥部８は、プリント部４でプリントされたシートを加熱して、付与されたインクを短時間に乾燥させるためのユニットである。乾燥部８の内部では通過するシートに対して少なくとも下面側から熱風を付与してインク付与面を乾燥させる。なお、乾燥方式は熱風を付与する方式に限らず、電磁波（紫外線や赤外線など）をシート表面に照射する方式であってもよい。

以上のシート供給部１から乾燥部８までのシート搬送経路を第１経路と称する。第１経路はプリント部４から乾燥部８までの間にＵターンする形状を有し、カッタ部６はＵターンの形状の途中に位置している。

反転部９は両面プリントを行う際に表（おもて）面プリントが終了した連続シートを一時的に巻き取って表裏反転させるためのユニットである。反転部９は、乾燥部８を通過したシートを再びプリント部４に供給するための、乾燥部８からデカール部２を経てプリント部４に到る経路（ループパス）（第２経路と称する）の途中に設けられている。反転部９はシートを巻き取るための回転する巻取回転体（ドラム）を備えている。表面のプリントが済んで切断されていない連続シートは巻取回転体に一時的に巻き取られる。巻き取りが終わったら、巻取回転体が逆回転して巻き取り済みシートはデカール部２に供給され、プリント部４に送られる。このシートは表裏反転しているのでプリント部４で裏面にプリントを行うことができる。両面プリントのより具体的な動作については後述する。

排出搬送部１０は、カッタ部６で切断され乾燥部８で乾燥させられたシートを搬送して、ソータ部１１までシートを受け渡すためのユニットである。排出搬送部１０は、反転部９が設けられた第２経路とは異なる経路（第３経路と称する）に設けられている。第１経路を搬送されてきたシートを第２経路と第３経路のいずれか一方に選択的に導くために、経路の分岐位置には可動フラッパを有する経路切替機構が設けられている。

ソータ部１１と排出部１２は、シート供給部１の側部で且つ第３経路の末端に設けられている。ソータ部１１は必要に応じてプリント済みシートをグループ毎に仕分けるためのユニットである。仕分けられたシートは、複数のトレイからなる排出部１２に排出される。このように、第３経路はシート供給部１の下方を通過して、シート供給部１を挟んでプリント部４や乾燥部８とは逆側にシートを排出するレイアウトとなっている。

加湿部２０は加湿気体（空気）を生成して、プリント部４のプリントヘッド１４とシートの間に供給するためのユニットである。これにより、プリントヘッド１４のノズルのインク乾燥が抑制される。加湿部２０の加湿方式は、気化式、水噴霧式、蒸気式などの方式が採用される。気化式には、本実施形態の回転式の他に、透湿膜式、滴下浸透式、毛細管式などがある。水噴霧式には、超音波式、遠心式、高圧スプレー式、２流体噴霧式などがある。蒸気式には、蒸気配管式、電熱式、電極式などがある。加湿部２０とプリント部４は第１ダクト２１で接続され、更に加湿部２０と乾燥部８は第２ダクト２２で接続されている。乾燥部８ではシートを乾燥させる際に多湿且つ高温の気体が生成される。この気体は第２ダクト２２を通して加湿部２０に導入されて、加湿部２０での加湿気体生成の補助エネルギとして利用される。そして、加湿部２０で生成された加湿気体は第１ダクト２１を通してプリント部に導入される。

制御部１３は、プリント装置全体の各部の制御を司るユニットである。制御部１３は、ＣＰＵ、記憶装置、各種制御部を備えたコントローラ（制御部）、外部インターフェース、およびユーザが入出力を行なう操作部１５を有する。プリント装置の動作は、コントローラまたはコントローラに外部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ホスト装置１６からの指令に基づいて制御される。

図２は制御部１３の概念を示すブロック図である。制御部１３に含まれるコントローラ（破線で囲まれる範囲）は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、ＨＤＤ２０４、画像処理部２０７、エンジン制御部２０８、個別ユニット制御部２０９から構成される。ＣＰＵ２０１（中央演算処理部）はプリント装置の各ユニットの動作を統合的に制御する。ＲＯＭ２０２はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラムやプリント装置の各種動作に必要な固定データを格納する。ＲＡＭ２０３はＣＰＵ２０１のワークエリアとして用いられたり、種々の受信データの一時格納領域として用いられたり、各種設定データを記憶させたりする。ＨＤＤ２０４（ハードディスク）はＣＰＵ２０１が実行するためのプログラム、プリントデータ、プリント装置の各種動作に必要な設定情報を記憶読出することが可能である。操作部１５はユーザとの入出力インターフェースであり、ハードキーやタッチパネルの入力部、および情報を提示するディスプレイや音声発生器などの出力部を含む。例えば、タッチパネル付きのディスプレイが用いられ、装置の動作ステータス、プリント状況、メンテナンス情報（インク残量、シート残量、メンテナンスステータスなど）等がユーザに対して表示される。ユーザはタッチパネルから各種の情報入力を行なうことができる。

高速なデータ処理が要求されるユニットについては専用の処理部が設けられている。画像処理部２０７は、プリント装置で扱うプリントデータの画像処理を行う。入力された画像データの色空間（たとえばＹＣｂＣｒ）を、標準的なＲＧＢ色空間（たとえばｓＲＧＢ）に変換する。また、画像データに対し解像度変換、画像解析、画像補正等、様々な画像処理が必要に応じて施される。これらの画像処理によって得られたプリントデータは、ＲＡＭ２０３またはＨＤＤ２０４に格納される。エンジン制御部２０８は、ＣＰＵ２０１等から受信した制御コマンドに基づいてプリントデータに応じてプリント部４のプリントヘッド１４の駆動制御を行なう。エンジン制御部２０８は更にプリント装置内の各部の搬送機構の制御も行なう。個別ユニット制御部２０９は、シート供給部１、デカール部２、斜行矯正部３、検査部５、カッタ部６、情報記録部７、乾燥部８、反転部９、排出搬送部１０、ソータ部１１、排出部１２、加湿部２０の各ユニットを個別に制御するためのサブコントローラである。ＣＰＵ２０１による指令に基づいて個別ユニット制御部２０９によりそれぞれのユニットの動作が制御される。外部インターフェース２０５は、コントローラをホスト装置１６に接続するためのインターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、ローカルＩ／ＦまたはネットワークＩ／Ｆである。以上の構成要素はシステムバス２１０によって接続されている。

ホスト装置１６は、プリント装置にプリントを行わせるための画像データの供給源となる装置である。ホスト装置１６は、汎用または専用のコンピュータであってもよいし、画像リーダ部を有する画像キャプチャ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像機器であってもよい。ホスト装置１６がコンピュータの場合は、コンピュータに含まれる記憶装置にＯＳ、画像データを生成するアプリケーションソフトウェア、プリント装置用のプリンタドライバがインストールされる。なお、以上の処理の全てをソフトウェアで実現することは必須ではなく、一部または全部をハードウェアによって実現するようにしてもよい。

次に、プリント時の基本動作について説明する。プリントは、片面プリントモードと両面プリントモードとでは動作が異なるので、それぞれについて説明する。

図３は片面プリントモードでの動作を説明するための図である。シート供給部１から供給され、デカール部２、斜行矯正部３でそれぞれ処理されたシートは、プリント部４において表面（第１面）のプリントがなされる。長尺の連続シートに対して、搬送方向における所定の単位長さの画像（単位画像）を順次プリントして複数の画像を並べて形成していく。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において単位画像ごとに切断される。切断されたカットシートは、必要に応じて情報記録部７でシートの裏面にプリント情報が記録される。そして、カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され乾燥が行なわれる。その後、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。一方、最後の単位画像の切断でプリント部４の側に残されたシートはシート供給部１に送り戻されて、シートがロールＲ１またはＲ２に巻き取られる。このように、片面プリントにおいては、シートは第１経路と第３経路を通過して処理され、第２経路は通過しない。

図４は両面プリントモードでの動作を説明するための図である。両面プリントでは、表（おもて）面（第１面）プリントシーケンスに次いで裏面（第２面）プリントシーケンスを実行する。最初の表面プリントシーケンスでは、シート供給部１から検査部５までの各ユニットでの動作は上述の片面プリントの動作と同じである。カッタ部６では切断動作は行わずに、連続シートのまま乾燥部８に搬送される。乾燥部８での表面のインク乾燥の後、排出搬送部１０の側の経路（第３経路）ではなく、反転部９の側の経路（第２経路）にシートが導びかれる。第２経路においてシートは、順方向（図面では反時計回り方向）に回転する反転部９の巻取回転体に巻き取られていく。プリント部４において、予定された表面のプリントが全て終了すると、カッタ部６にて連続シートのプリント領域の後端が切断される。切断位置を基準に、搬送方向下流側（プリントされた側）の連続シートは乾燥部８を経て反転部９でシート後端（切断位置）まで全て巻き取られる。一方、この巻取りと同時に、切断位置よりも搬送方向上流側（プリント部４の側）に残された連続シートは、シート先端（切断位置）がデカール部２に残らないように、シート供給部１に巻き戻されて、シートがロールＲ１またはＲ２に巻き取られる。この巻き戻しによって、以下の裏面プリントシーケンスで再び供給されるシートとの衝突が避けられる。

上述の表面プリントシーケンスの後に、裏面プリントシーケンスに切り替わる。反転部９の巻取回転体が巻き取り時とは逆方向（図面では時計回り方向）に回転する。巻き取られたシートの端部（巻き取り時のシート後端は、送り出し時にはシート先端になる）は、図の破線の経路に沿ってデカール部２に送り込まれる。デカール部２では巻取回転体で付与されたカールの矯正がなされる。つまり、デカール部２は第１経路においてシート供給部１とプリント部４の間、ならびに第２経路において反転部９とプリント部４の間に設けられて、いずれの経路においてもデカールの働きをする共通のユニットとなっている。シートの表裏が反転したシートは、斜行矯正部３を経て、プリント部４に送られて、シートの裏面にプリントが行なわれる。プリントされたシートは検査部５を経て、カッタ部６において予め設定されている所定の単位長さ毎に切断される。カットシートは両面にプリントされているので、情報記録部７での記録はなされない。カットシートは１枚ずつ乾燥部８に搬送され、排出搬送部１０を経由して、ソータ部１１の排出部１２に順次排出され積載されていく。このように、両面プリントにおいてはシートは第１経路、第２経路、第１経路、第３経路の順に通過して処理される。

次に、上述の構成のプリンタにおけるプリント部４についてさらに詳しく説明する。図５はプリント部４の構成図である。プリント部４において、シートＳは第１ローラ対、第２ローラ対、第３ローラ対の３種類のローラ対で図中の矢印Ａ方向に搬送される。第１ローラ対は、駆動力を持つ搬送ローラ１０１と従動回転するピンチローラ１０２からなるローラ対である。第２ローラ対は、駆動力を持つ複数の搬送ローラ１０３ａ〜１０３ｇと、従動回転する複数のピンチローラ１０４ａ〜１０４ｇからなる各ローラ対（７組）を指す。第３ローラ対は、駆動力を持つ搬送ローラ１０５と従動回転するピンチローラ１０６からなるローラ対である。搬送ローラ１０１には、ローラの回転状態を検出するためのロータリエンコーダ１０９が設けられている。

第１搬送ローラ対の下流のプリント領域１１０には、各色に対応した７つのライン型プリントヘッド１４ａ〜１４ｇがシート搬送方向に沿って並べられている。ライン型プリントヘッド１４ａ〜１４ｇとピンチローラ１０４ａ〜１０４ｇは１つずつ交互に配置されている。プリントヘッド１４ａ〜１４ｇのそれぞれに対向した位置には、プラテン１１２ａ〜１１２ｇが設けられ、シートＳを支持するようになっている。プリントヘッド１４ａ〜１４ｇの対向位置それぞれにおいて、シートＳは上流下流の両側がローラ対でニップされ且つプラテンで支持されるのでシート搬送の挙動が安定する。特に最初にシートが導入される際には、シート先端が短い周期で複数のニップ位置を通過していくので、シート先端の浮きが抑制され安定したシート導入がなされる。

ダイレクトセンサ１０８はシート面を直接計測することでシートの移動状態（移動速度または移動距離）に関する情報をシートからダイレクトに取得する非接触型光学センサである。第１ローラ対のニップ位置と第３ローラ対のニップ位置の間が計測位置１１１となっている。ダイレクトセンサ１０８は計測位置１１１でシート面を計測することでシートの移動状態に関する情報を取得する。本例では、ダイレクトセンサ１０８はレーザドップラ式センサである。レーザドップラ式センサは移動面にレーザを照射してドップラシフトを捉えて移動速度や移動距離を計測する速度センサである。レーザドップラ式センサのより詳細な構成の計測原理については、上述の特許文献１（特開２００９−６６５５号公報）やその他文献でも広く知られているのでここでは説明を省略する。

計測位置１１１において、シートＳを挟んでダイレクトセンサ１０８と対向する位置には、マーク読取器１２２が設けられている。マーク読取器１２２は、ダイレクトセンサ１０８によるシートＳの計測位置の裏側からシートＳの第１面に形成されたマーク読み取る。マーク読取器１２２は、シート面を照明する光源（例えば白色ＬＥＤ）と、照明されたシート面で反射される光をＲＧＢ成分ごとに検出するフォトダイオードあるいはイメージセンサ等の受光器を有する。受光器の信号レベルの変化あるいは撮像データの画像解析によってマークを読み取ることができる。マーク読取器１２２は上述した両面プリントモードの裏面プリントの際に、シートＳの第１面に形成された画像位置を示すマークを読み取って裏面画像を位置合わせするために用いられる。

ダイレクトセンサ１０８は、原理上、シートＳの表面（第１面）、裏面（第２面）のどちらからでもシートＳの移動状態を計測することができる。これに対して、マーク読取器１２２はシートの裏面側からシートＳを読み取る必要がある。マーク読取器１２２を裏面側に配置したことに伴なって、対向するダイレクトセンサ１０８はシートＳの表面側に配置している。このため、シート搬送方向Ａにおける第１ローラ対と第３ローラ対の間の距離を増大させないで済む。なお、ダイレクトセンサ１０８はシートＳの裏面側に配置してもよい。この場合は、シート搬送方向Ａと交差するシート幅方向（紙面垂直方向）にダイレクトセンサ１０８とマーク読取器１２２を並べて配置すれば、第１ローラ対と第３ローラ対の間の距離を増大させずに済む。ダイレクトセンサ１０８とマーク読取器１２２の両方を裏面側に配置すれば、プリント中にプリントヘッド１４から発生するインクミストがシートＳで遮られるので、センサへのインクミスト付着による検出性能の劣化が抑止されるという効果も期待できる。

プリント部４において、第３搬送ローラ対のさらに上流には噴出口２５が設けられている。噴出口２５は、加湿部２０で生成され第１ダクト２１を通してプリント部４に導入される加湿気体の導入口である。噴出口２５から噴出された加湿気体は、プリントヘッド１４とシートＳの間に上流から下流に向けて流れることで、プリントヘッド１４のノズルのインク乾燥が抑制される。

図６は、ダイレクトセンサ１０８、マーク読取器１２２、第１ローラ対、噴出口２５、最上流のプリントヘッド１４ａの位置関係を示す上面図である。ダイレクトセンサ１０８はシート幅方向に沿って２つ設けられている。上方から見たとき、２つのダイレクトセンサ１０８の間にマーク読取器１２２が位置している。ダイレクトセンサ１０８をシート幅方向に２つ設けたことで、搬送されるシートＳの搬送速度が２箇所の計測位置で異なる（スキューの動きがある）場合でも、シートの挙動を正確に計測することができる。更に、一方のダイレクトセンサ１０８が計測不能になったとしても、もう一方のセンサでバックアップすることができるので信頼性が向上する。なお、ダイレクトセンサ１０８の個数は３つ以上にしてもよいし、１つだけにしてもよい。

搬送ローラ１０１に当接するピンチローラ１０２、ならびに搬送ローラ１０５に当接するピンチローラ１０６は、ともにシート幅方向に沿って複数の小ローラに分割されている。そのため、図６の矢印に示すように、噴出口２５から導入された加湿気体は、隣り合う小ローラ同士の隙間およびピンチローラの外側を流れて、最上流のプリントヘッド１４ａとシートＳの隙間に到達する。そして、加湿気体は全てのプリントヘッド１４ａ〜１４ｇとシートＳの隙間を上流から下流に流れる。ピンチローラ１０４ａ〜１０４ｇも同様にシート幅方向に沿って複数の小ローラに分割されており、隣り合う小ローラ同士の隙間を流れていく。

図５に戻って、シート供給部１から供給されたシートＳは、第３ローラ対、第１ローラ対、第２ローラ対の順にそれぞれ所定のニップ位置でニップされて搬送される。第１ローラ対から第３ローラ対までの搬送経路は直線である。なお、ここでいう直線とは厳密な直線に限定されずほぼ直線である形態も含まれる。

各ローラ対がシートを搬送する搬送力については、次の式１の関係を満たすよう設定されている。
第１ローラ対＞第２ローラ対＞第３ローラ対 （式１）
ローラ対の搬送力はピンチローラのニップ力により決定される。これはニップ力が大きいほどシートとローラ表面の間のスリップが生じ難くなるためである。ニップ力はピンチローラを搬送ローラに対して押圧するバネのバネ圧により決定される。本例では、第１ローラ対のピンチローラ１０２のバネ圧２０ｋｇｆ、第２ローラ対のピンチローラ１０４ａ〜１０４ｇの７本トータルのバネ圧４ｋｇｆ、第３ローラ対のピンチローラ１０６のバネ圧１ｋｇｆとする。このような関係にすることにより、シート搬送精度に関して、第１ローラ対の支配力が最も大きくなるので、各ローラの中で第１ローラ対の搬送制御の精度向上に注力すれば全体としてのシート搬送精度が向上する。

各ローラ対の搬送速度（搬送ローラの周速度）については、次の式２の関係を満たすよう設定されている。
第２ローラ対＞第１ローラ対＞第３ローラ対 （式２）
第３ローラ対の搬送ローラ１０５には、同軸上にトルクリミッタが設けられている。トルクリミッタは所定の設定値以上の回転トルクがかかると滑りが生じて力の伝達を制限するものである。搬送ローラ１０５は搬送ローラ１０１よりも搬送速度が僅かに小さいので、搬送時には搬送ローラ１０５のトルクリミッタが作動して、搬送ローラ１０５が僅かに減速する。そのため、搬送ローラ１０５に若干の偏心やローラ形状の不均一があっても、全体としてのシート搬送精度にはほとんど影響を与えない。

以上のような搬送力（式１）と搬送速度（式２）の関係により、メインの搬送手段である第１ローラ対のニップ位置（搬送ローラ１０１とシートＳの間）ではほとんどスリップが生じない。第２ローラ対の各ニップ位置（搬送ローラ１０３ａ〜１０３ｇとシートＳの間）では速度差によるスリップを生じる。第３ローラ対のニップ位置（搬送ローラ１０５とシートＳの間）では速度差によるスリップを生じ、且つ、搬送ローラ１０５はトルクリミッタが作動する。以上の関係を満たすことで、第１ローラ対が全体としての搬送速度を決定づける。また、シートＳはいずれのローラ対の間においても弱いテンションが付与され、局所的なシートの浮きが生じることが抑止される。そのため、プリント領域１１０においては各プリントヘッド１４とシートＳの距離が一定に保たれて高いプリント精度が維持される。また、ダイレクトセンサ１０８の計測位置１１１でも、ダイレクトセンサ１０８とシートＳの距離が一定に保たれて高い計測精度が維持される。

制御部１３のコントローラは、ダイレクトセンサ１０８で計測して取得されたシート搬送状態に関する情報に基づいて、各プリントヘッド１４ａ〜１４ｇそれぞれのノズルのインク吐出タイミング（駆動制御タイミング）を制御する。インク吐出タイミングは、基本的には搬送ローラ１０１に設けられたロータリエンコーダ１０９の計測値（検出パルスのカウント）に基づいて制御される。しかし、搬送ローラ１０１が僅かな偏芯を持っている場合や、搬送ローラ１０１とシートＳの間で僅かなスリップが生じた場合には、ロータリエンコーダ１０９の計測値とシートＳの搬送速度（または搬送距離）の間に誤差が生じる。ダイレクトセンサ１０８は、シート面の移動状態をダイレクトに計測するため、ロータリエンコーダ１０９よりもより高精度にシートＳの搬送速度（または搬送距離）の情報を取得することができる。ダイレクトセンサ１０８の計測値とロータリエンコーダ１０９の計測値誤差の差分を求めることで、誤差の情報を得る。この誤差の情報に基づいて、ロータリエンコーダ１０９の計測値を補正して、各プリントヘッド１４ａ〜１４ｇでのインク吐出タイミング（個々のノズルに与える駆動パルスのタイミング）を制御する。こうして、搬送ローラ１０１による僅かな搬送誤差を、プリントヘッドによるプリント形成のタイミングの側で補正して、プリントの高品質化を実現している。

なお、プリント形成のタイミング補正と共に、もしくはプリント形成のタイミング補正は行なわずに、ダイレクトセンサ１０８での計測の結果を、シート搬送制御にフィードバックして搬送誤差を補正制御するようにしてもよい。シート搬補正制御は、搬送誤差を補正すべく、少なくとも第１ローラ対の搬送速度を変化させるように補正する。好ましくは第２ローラ対および第３ローラ対の搬送速度も変化させる。つまり、制御部１３のコントローラは、ダイレクトセンサ１０８で取得した情報に基づいて、プリントヘッドの駆動制御とシートの搬送制御の少なくと一方を補正するように制御するものである。いずれの方法にせよプリントの高品質化を実現する。

また、第３ローラ対のピンチローラ１０６が搬送ローラ１０５に対して接離自在に上下できる駆動機構を設けて、ニップとニップ解除を切り換えるようにしてもよい。ダイレクトセンサ１０８で計測中は第３ローラ対はニップ状態を維持して不要なときはニップ解除すれば、ニップ解除した際には第３ローラ対が搬送精度に与える影響が小さくなる。

また、ダイレクトセンサ１０８は、レーザドップラ式センサ以外の非接触型光学センサを用いることも可能である。例えば、イメージセンサ（ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ）を用いたタイプのダイレクトセンサがある。このタイプのダイレクトセンサは、固定されたイメージセンサで移動するシート面を時系列に異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得する。そして、パターンマッチング等の手法により画像データ同士を比較処理することでシートの移動状態（移動距離、移動速度）を取得する。

ダイレクトセンサ１０８の更に別の形態として、センサ表面がシートＳの表面に物理的に接触する接触型ダイレクトセンサであってもよい。図７はその一例の構成を示す。シート面に接触してシートＳの移動に伴なって従動回転する読取ローラ１２０と、読取ローラ１２０の回転を検出するロータリエンコーダ１２１からなるダイレクトセンサである。

以上の実施形態においては、プリント部４では、各色のライン型プリントヘッドに対応して第２のローラ対を設けているが、この構成以外も可能である。例えば、図８に示すように、第２とローラ対（搬送ローラ１０３、ピンチローラ１０４）を最下流のプリントヘッド１４ｇの下流側に１つだけにしてもよい。単一のプラテン１１２は複数のプリントヘッド１４ａ〜１４ｇに共通のものとなっている。あるいは、複数のプリントヘッドを複数のグループに分けて、各グループごとに第２ローラ対を設けるようにしてもよい。この構成の場合も、上述した搬送量（式１）と搬送速度（式２）の関係を満たすようにする。

また、プリントヘッド１４を、ライン型プリントヘッドに代えて、図９に示すように、シリアル型プリントヘッドとしてもよい。シリアル型のプリントヘッド１４ａは、キャリッジに搭載され、シート搬送方向Ａと交差する方向（図の紙面垂直方向）に往復移動する。単一のプリントヘッド１４ａには複数色に対応した複数のノズル列が形成されている。プリントヘッド１４ａの下流側に単一の第２ローラ対（搬送ローラ１０３、ピンチローラ１０４）が設けられた構成となっている。この構成の場合も、上述した搬送量（式１）と搬送速度（式２）の関係を満たすようにする。

以上説明した実施形態のプリント装置は、プリントヘッドの上流側でシートをニップする第１ローラ対と、プリントヘッドの下流側でシートをニップする第２ローラ対と、第１ローラ対の上流側でシートをニップする第３ローラ対を備える。そして、第１ローラ対のニップ位置と第３ローラ対のニップ位置の間の計測位置でシート面を計測するダイレクトセンサを設けた配置関係としている。この構成により以下に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）第１ローラ対とプリントヘッドとの間の距離を小さくすることができる。そのため、シートを導入した際に第１ローラ対からプリントヘッドに到る間にシート先端部が浮き上がって、最上流のプリントヘッドのノズルとシート先端が接触する可能性を小さくすることができる。
（２）ダイレクトセンサとプリントヘッドの間の距離が大きいので、シートがダイレクトセンサの計測位置から最上流のプリントヘッドに至るまでに、ダイレクトセンサでの計算を済ませてインク吐出タイミングを制御するための十分な時間を稼ぐことができる。言い換えれば、シートの搬送速度をより大きくしてプリント速度を向上させることができる。
（３）ダイレクトセンサとプリントヘッドの間の距離が大きく、且つ第１ローラ対が間に配置されているので、プリント直後にシートがインクを吸収する際に発生するコックリングが、計測位置にまで影響を及ぼすことを防止している。

以上（１）〜（３）により、シート搬送の高速化とダイレクトセンサの計測精度を高レベルで両立させること、言い換えるとプリントスループットとプリント品質を高い次元で両立したプリント装置の提供される。さらに加えて、以下に列挙する作用効果を得ることができる。
（４）ダイレクトセンサ１０８とプリントヘッド１４の間の距離が大きく、且つ両者の間に第１ローラ対が遮蔽物として配置されているので、プリントヘッドからインクを吐出した際に発生して飛散するインクミストがダイレクトセンサに付着することを軽減している。このため、長期間に渡る稼動でもダイレクトセンサは高い計測精度を維持することでき、高いプリント品質を維持することができる。
（５）加湿部２０で生成された気体が、プリントヘッドとシートの隙間に上流から下流に向けて流される。その気流に抗して、インクミストがダイレクトセンサの側に飛散する可能性は小さく、インクミストがダイレクトセンサに付着することをより軽減している。
（６）ダイレクトセンサ１０８とマーク読取器１２２がシートを挟んで対向して配置されているので、計測位置１１１を有効に活用してコンパクトな装置構成で、シートから２種類の情報（移動情報、表面画像の位置情報）を取得することができる。コンパクトな構成で両面プリントが行なえるプリント装置が実現する。

４ プリント部
１３ 制御部
１０１ 搬送ローラ
１０２ ピンチローラ
１０３ 搬送ローラ
１０４ ピンチローラ
１０５ 搬送ローラ
１０６ ピンチローラ
１０８ ダイレクトセンサ
１２２ マーク読取器

Claims (13)

1. シートの第１面と第２面に両面プリントを行なうことが可能なプリント装置であって、
   連続したシートを保持して供給するためのシート供給部と、
   インクジェット方式のプリントヘッドを備えたプリント部と、
   シートの表裏を反転させる反転部と、
   を備え、両面プリントにおいては、前記シート供給部から供給されたシートは前記プリント部において前記第１面に複数の画像が順次プリントされ、プリントされたシートは前記反転部に導かれ、次いで前記反転部から再び前記プリント部に供給される表裏が反転したシートは前記プリント部において前記第２面に複数の画像が順次プリントされるものであり、
   前記プリントヘッドの近傍には、
   前記プリントヘッドの上流側でシートをニップしてシートを搬送する第１ローラ対と、
   前記プリントヘッドの下流側でシートをニップしてシートを搬送する第２ローラ対と、
   前記第１ローラ対の上流側でシートをニップしてシートを搬送する第３ローラ対と、
   前記第１ローラ対のニップ位置と前記第３ローラ対のニップ位置の間で、シート面を計測することでシートの移動速度に関する情報を取得するダイレクトセンサと、
   前記第１面に複数の画像と共に前記プリント部で形成されたマークを、前記第２面へのプリントの際に、前記第１ローラ対のニップ位置と前記第３ローラ対のニップ位置の間で読み取るマーク読取器と、
   が設けられており、
   前記ダイレクトセンサで取得した前記情報に基づいて、前記プリントヘッドの駆動制御とシートの搬送制御の少なくとも一方が補正されるともに、前記マーク読取器での読み取りの結果に基づいて、前記第１面にプリントされた複数の画像それぞれに位置合わせして前記第２面に複数の画像がプリントされることを特徴とするプリント装置。
2. 前記プリントヘッドはインクジェット方式のライン型プリントヘッドがシート搬送方向に沿って複数並べられたものであり、前記ダイレクトセンサでの計測に基づいて複数の前記プリントヘッドそれぞれの駆動制御タイミングが制御されることを特徴とする、請求項１記載のプリント装置。
3. 複数の前記プリントヘッドにそれぞれ対応して、前記第２ローラ対が設けられていることを特徴とする、請求項２記載のプリント装置。
4. 前記プリント部よりも下流でシートを切断するカッタと、
   前記カッタを通過したシートを排出する排出部と、をさらに有し、
   前記両面プリントにおいては、前記第１面に複数の画像が順次プリントされたシートはその後端が前記カッタで切断されて前記反転部に一時的に収納され、その後、前記プリント部において前記第２面に複数の画像が順次プリントされたシートは前記カッタで画像ごとに切断されて前記排出部に排出される
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載のプリント装置。
5. 前記反転部はシートを巻き取る巻取回転体を有し、前記両面プリントにおいては、前記第１面に複数の画像が順次プリントされたシートは前記巻取回転体に一時的に巻き取られ、その後、前記巻取回転体が逆回転して前記一時的に巻き取られたシートが再び前記プリント部に供給されて前記第２面に複数の画像が順次プリントされることを特徴とする、請求項４記載のプリント装置。
6. 前記ダイレクトセンサはシートの表面側に配置され、前記マーク読取器はシートの裏面側に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか記載のプリント装置。
7. 前記ダイレクトセンサと前記マーク読取器は共にシートの裏面側に配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか記載のプリント装置。
8. 前記ダイレクトセンサはレーザドップラ式センサであることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載のプリント装置。
9. 前記第１ローラ対、前記第２ローラ対、前記第３ローラ対はいずれも駆動力が与えられ、
   シートを搬送する搬送力については、前記第１ローラ対＞前記第２ローラ対＞前記第３ローラ対の関係を満たし、且つ、
   搬送速度については、前記第２ローラ対＞前記第１ローラ対＞前記第３ローラ対の関係を満たす
   ことを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のプリント装置。
10. 前記第３ローラ対にはトルクリミッタが設けられていることを特徴とする請求項９記載のプリント装置。
11. 前記プリントヘッドとシートの隙間に上流から下流に向けて気体を流す手段を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載のプリント装置。
12. 加湿気体を生成する手段と、前記第３ローラ対のニップ位置の上流から前記加湿気体を導入する噴出口を有し、導入された前記加湿気体は、前記第３ローラ対、前記第１ローラ対を流れて前記プリントヘッドとシートとの隙間に達し、前記第２ローラ対のニップ位置まで流れることを特徴とする、請求項１１記載のプリント装置。
13. 前記第３ローラ対はニップの解除が可能であり、少なくとも前記ダイレクトセンサで計測中は前記第３ローラ対はニップ状態を維持することを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載のプリント装置。

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