JP5606962B2 - 両面印刷装置及び両面印刷方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、用紙の表面と裏面に印刷する両面印刷装置及び両面印刷方法に関する。

サーマルプリンタやインクジェット記録装置では、印刷する用紙の表裏、両面に印刷を行う両面印刷装置が知られている。このような両面装置では、印刷時に印刷面だけでなくその対応する裏面でも所定の状態にする必要があるので、表面印刷機構と、裏面印刷機構を全く同じ位置に設けることは困難であり、通常、少しずれた位置に設けられる。印刷データがテキストデータとグラフィックデータであるとして、これらが混在すると、印刷用紙の搬送速度を遅い方のグラフィックデータの印刷速度に常に合わせる必要があり、全体としての印刷速度が遅くなる。

特開平１１−２８６１４７号公報

本発明は、上述のように表面と裏面の印刷速度が異なる場合にも、全体として効率的に早く印刷可能な両面印刷装置及び両面印刷方法を提供する。

一実施形態の両面印刷装置は、印刷用紙の一方の面に印刷するように設けられ、テキストデータを印刷する第１の記録ヘッドと、前記印刷用紙の他方の面に印刷するように設けられ、前記第１の記録ヘッドより記録速度が遅く、グラフィックデータを印刷する第２の記録ヘッドと、印刷するデータが、テキストデータならば前記第１の記録ヘッドにより印刷しグラフィックデータならば前記第２の記録ヘッドにより印刷するように印刷制御する印刷制御部と、前記印刷用紙を、前記第１の記録ヘッド及び前記第２の記録ヘッドのいずれによっても印刷を行っていないときには第１の速度で搬送し、前記第２の記録ヘッドによる印刷を行っておらず、前記第１の記録ヘッドで印刷を行っているときには前記第１の速度よりも遅い第２の速度で搬送し、前記第２の記録ヘッドで印刷を行っているとき及び前記第１の記録ヘッド及び前記第２の記録ヘッドで印刷を行っているときには前記第２の速度よりも遅い第３の速度で搬送するように、搬送速度を制御する用紙搬送速度制御部と、を有する。

一実施形態の両面印刷装置の構成を示す図である。 一実施形態において受信データと印刷データの関係を示す図である。 一実施形態の動作を説明するための図である。 一実施形態において、表裏面のデータなしがある場合の受信データと印刷データの関係を示す図である。 図１に示す一実施形態において、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより小さい場合のヘッドの関係を示す図である。 図５の関係がある場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。 一実施形態において、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより大きい場合のヘッドの関係を示す図である。 図７の関係がある場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。 一実施形態において、印刷データに表面データがない場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。 一実施形態において、印刷データに裏面データがない場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。 薄膜サーマルヘッドが厚膜サーマルヘッドよりも下流側にある場合であって、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより小さい場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。 薄膜サーマルヘッドが厚膜サーマルヘッドよりも下流側にある場合であって、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより大きい場合の印刷用紙の搬送速度の変化を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

実施形態のサーマルヘッドによる両面印刷装置の構成例を図１に示す。印刷のために受信するデータは、テキストデータとグラフィックデータの２種類があり、印刷搬送機構部では、例えば用紙の表面印刷の位置にテキストデータの印刷に適した薄膜構造のサーマルヘッドが設けられ、裏面印刷の位置にグラフィックデータの印刷に適した厚膜構造のサーマルヘッドが設けられる。この両面印刷装置において、受信したテキストデータとグラフィックデータの印刷は、印刷用紙の表面になされても裏面になされてもよいものとする。印刷用紙は、例えば熱により発色する感熱用紙である。

なお、ここでは、テキストデータの印刷に用いるサーマルヘッドを薄膜構造のサーマルヘッドといい、発熱抵抗体の厚みがこの薄膜構造のサーマルヘッドより厚い発熱抵抗体を有するサーマルヘッドを厚膜構造のサーマルヘッドという。

＜第１の実施形態＞
両面印刷装置は、印刷のためのデータを受信するデータ受信部１１と、この受信データの表面データ（表面受信データ）を検知する表面受信データ検知部１２ａと、受信データの裏面データ（裏面受信データ）を検知する裏面受信データ検知部１２ｂと、これらのデータや検知部１２ａ，１２ｂからの受信データを受けて必要に応じて、裏面あるいは表面のデータに変換する受信データ変換部１３と、受信データ変換部１３において変換されないあるいは変換された表面印刷データを記憶する表面印刷データ記憶部１４ａと、受信データ変換部１３において変換されないあるいは変換された裏面印刷データを記憶する裏面印刷データ記憶部１４ｂと、表面印刷データの印刷を制御する表面印刷制御部１５ａと、裏面印刷データの印刷を制御する裏面印刷制御部１５ｂと、実際の表面と裏面の印刷を行い、用紙の搬送を行う印刷搬送機構部１６と、用紙搬送速度制御部１７を有する。

印刷搬送機構部１６は、表面印刷制御部１５ａに制御され印刷用紙Ｓの表面の印刷を行うように表面側に設けられた薄膜サーマルヘッド２１ａと、この薄膜サーマルヘッド２１ａの下流側で裏面印刷制御部１５ｂに制御され印刷用紙Ｓの裏面の印刷を行うように裏面側に設けられた厚膜サーマルヘッド２１ｂと、薄膜サーマルヘッド２１ａに対向して印刷用紙Ｓの裏面側に設けられたプラテンローラ２２ａと、厚膜サーマルヘッド２１ｂに対向して印刷用紙Ｓの表面側に設けられたプラテンローラ２２ｂと、厚膜サーマルヘッド２１ｂとプラテンローラ２２ｂの下流側の表裏面各々に設けられた用紙搬送ローラ２３ａ，２３ｂとを有する。

用紙搬送速度制御部１７は、用紙搬送ローラ２３ａ，２３ｂの回転速度を制御して、印刷用紙Ｓの搬送速度を制御する。

受信した表裏面データに対応して適切に表裏面に印刷するための変換の有無を図２に示す。この変換は受信データ変換部１３が行い、受信された表面データがグラフィックデータのとき、印刷のために裏面データに変換し、受信された裏面データがテキストデータのとき、印刷のために表面データに変換する。グラフィックデータかテキストデータかの検知、分析は、表面受信データ検知部１２ａ，裏面受信データ検知部１２ｂ及び受信データ変換部１３で行われる。

図２に示すように、受信データの表面データがテキストデータのときとグラフィックデータのとき、及び裏面データがグラフィックデータのときとテキストデータのときで、４通りの場合がある。その受信データに応じて変換されるか変換しないかが決まる。

例えば、図２の（１）では、受信データの表面データがテキストデータであり、裏面データがグラフィックデータの場合である。この場合、印刷搬送機構部１６の印刷用紙の表面側にはテキストデータに適している薄膜サーマルヘッド２１ａが設けられ、裏面側にはグラフィックデータの印刷に適している厚膜サーマルヘッド２１ｂが設けられているので、受信データ変換部１３において、受信データを変換する必要がない。したがって、（１）の場合には変換なしとなる。

また、例えば図２（４）は、受信データの表面データ及び裏面データが共に、グラフィックデータの場合である。グラフィックデータは印刷用紙Ｓの裏面側に設けられている厚膜サーマルヘッド２１ｂで印刷することが好ましい。そこで、（４）の場合には、受信データの表面データであるグラフィックデータを印刷のために裏面データに変換する。したがってこの場合、裏面側の印刷データとして、受信データの裏面データであるグラフィックデータのほかに表面データのグラフィックデータがあり、２つのグラフィックデータが裏面側で厚膜サーマルヘッド２１ｂにより印刷されることになる。

図３に示すフローチャートを用いてこの実施形態の両面印刷装置の動作を、印刷面を中心に説明する。図３のステップＳ３０１で、図１に示すデータ受信部１１において、印刷のためのデータ（受信データ）を受信する。次のステップＳ３０２では、表面受信データ検知部１２ａにおいて、受信した表面データがテキストデータであるか検知する。

表面の印刷に用いられる薄膜サーマルヘッド２１ａはテキストデータの印刷に適するので、表面受信データがテキストデータならば（Ｓ３０２；Ｙ）、ステップＳ３０３において、表面印刷データとしてテキストデータをセットする。次のステップＳ３０４では、裏面受信データ検知部１２ｂにおいて、受信した裏面データがグラフィックデータであるか否かを検知する。裏面側の印刷には厚膜サーマルヘッド２１ｂが設けられており、これはグラフィックデータの印刷に適するので、受信した裏面データがグラフィックデータの場合（Ｓ３０４；Ｙ）には、受信データを変換することなく、受信データ変換部１３は、表面データであるテキストデータを表面印刷データ記憶部１４ａに送り、裏面データであるグラフィックデータを裏面印刷データ記憶部１４ｂに送る。

ステップＳ３０５では、表面印刷制御部１５ａの制御により薄膜サーマルヘッド２１ａで印刷用紙Ｓの表面にテキストデータを印刷する。また裏面印刷制御部１５ｂの制御により厚膜サーマルヘッド２１ｂで印刷用紙Ｓの裏面にグラフィックデータを印刷する。これは図２（１）の場合に該当する。

ステップＳ３０４で、受信した裏面データがテキストデータであった場合（Ｓ３０４；Ｎ）には、受信データ変換部１３で、この裏面データを表面データに変換し、ステップＳ３０６で、裏面データのテキストデータを表面にセットする。したがって、この場合には、受信データ変換部１３から、受信された表面データと裏面データの２つのテキストデータが表面印刷データ記憶部１４ａに送られ、薄膜サーマルヘッド２１ａにより印刷用紙の表面に印刷される。この場合は図２（３）に該当する。

ステップＳ３０２で受信した表面データがグラフィックデータである場合（Ｓ３０２：Ｎ）には、ステップＳ３０８で裏面にグラフィックデータをセットする。次のステップＳ３０９では、裏面受信データ検知部１２ｂにおいて、受信した裏面データがグラフィックデータであるかを検知する。ステップＳ３０９でＹｅｓの場合には、ステップＳ３１０で、表面データとして送られてきたグラフィックデータと裏面データとして送られてきたグラフィックデータの２つのグラフィックデータを裏面で印刷する。

即ち、この場合には、表面受信データ検知部１２ａで検知されたグラフィックデータと裏面受信データ検知部１２ｂで検知されたグラフィックデータが受信データ変換部１３で変換され、いずれも裏面印刷データ記憶部１４ｂに送られ、裏面印刷制御部１５ｂの制御の下に、厚膜サーマルヘッド２１ｂにより印刷用紙Ｓの裏面に２つのグラフィックデータが印刷されることになる。この場合は、図２の（４）の場合に該当する。

一方、ステップＳ３０９で受信データの裏面データがテキストデータの場合（Ｓ３０９：Ｎ）には、ステップＳ３１１で裏面データを表面にセットし、ステップＳ３０５で、表面にテキストデータを、裏面にグラフィックデータを印刷する。この場合には、図１で、表面受信データ検知部１２ａにおいて検知されたグラフィックデータを裏面データに、裏面受信データ検知部１２ｂで検知されたテキストデータを表面データになるように受信データ変換部１３が変換し、各々、裏面印刷データ記憶部１４ｂと表面印刷データ記憶部１４ａに送ることになる。この場合、薄膜サーマルヘッド２１ａで、表面データに変換されたテキストデータを印刷し、厚膜サーマルヘッド２１ｂで、裏面データに変換されたグラフィックデータを印刷する。この場合は図２（２）の場合に該当する。

このようにして、受信したテキストデータはその印刷に適切な薄膜サーマルヘッドにより、グラフィックデータはその印刷に適切な厚膜サーマルヘッドにより印刷することができる。

上記実施形態では、受信される表面と裏面のデータは必ずテキストデータかグラフィックデータとしていた。しかし、受信データに表裏の一方の面のデータがない場合もありうる。このような場合には、図４に示すように、図２に示した４つのケースのほかに（５）から（８）の４つのケースが増加する。このような場合にも、テキストデータが受信した表面データの場合にはそのまま変換せず、裏面データの場合には表面データに変換し、グラフィックデータが受信した裏面データの場合には変換せず、表面データの場合には裏面データに変換するようにすればよい。

＜第２の実施形態＞
次に、上記第１の実施形態で、表面及び裏面で各々テキストデータ及びグラフィックデータを印刷するときの印刷用紙の搬送速度について制御を行う第２の実施形態について述べる。

図１に示すように、印刷用紙Ｓの表面に印刷を行う薄膜サーマルヘッド２１ａは、用紙搬送方向に対して上流側に設けられ、厚膜サーマルヘッド２１ｂは下流側に設けられている。図５に示すように、薄膜サーマルヘッド２１ａと厚膜サーマルヘッド２１ｂの間隔をＤ、印刷用紙の搬送方向の印刷距離をＷとする。

この場合、ヘッド間隔Ｄと印刷距離Ｗは一般的には異なる。今図５に示すように、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄよりも小さい（Ｗ＜Ｄ）とすると、薄膜サーマルヘッドによる印刷が終わってから厚膜サーマルヘッドによる印刷がなされる。したがって、印刷データとして、表面データ（テキストデータ）と裏面データ（グラフィックデータ）があるとき、図１に示す用紙搬送速度制御部１７による印刷用紙の搬送を、図６に示すように行う。

図６において、速度Ｖ１は印刷を行わないときの印刷用紙の搬送速度であり、速度Ｖ２は薄膜サーマルヘッド２１ａにより表面に印刷するときの用紙の速度であり、速度Ｖ３は、厚膜サーマルヘッド２１ｂにより裏面に印刷するときの用紙の搬送速度である。一般的には、速度Ｖ１＞速度Ｖ２＞速度Ｖ３となる。

速度Ｖ２は、薄膜サーマルヘッド２１ａによる印刷速度であり、薄膜サーマルヘッドのみによる印刷の場合には、この印刷速度Ｖ２が、印刷用紙の搬送速度になる。厚膜サーマルヘッドのみによる印刷の場合には、速度Ｖ３が印刷用紙の搬送速度になる。時間（Ｔ２−Ｔ１）は印刷距離Ｗを速度Ｖ２で割った時間となり、時間（Ｔ４−Ｔ３）は印刷距離Ｗを速度Ｖ３で割った時間となる。

時刻Ｔ０から時刻Ｔ１までは、印刷用紙に印刷しないでＶ１で搬送され、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２迄は、薄膜サーマルヘッド２１ａにより、速度Ｖ２で表面データの印刷を行い、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３迄は印刷しないで速度Ｖ１で搬送し、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４迄は、速度Ｖ３により厚膜サーマルヘッド２１ｂにより裏面データの印刷を行う。

一方、図７に示すように、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより小さい大きい場合（Ｗ＞Ｄ）には、薄膜サーマルヘッド２１ａによる表面の印刷が終了する前に、厚膜サーマルヘッド２１ｂにより裏面の印刷が開始する。この場合には図８に示すように、印刷用紙の搬送速度は変化する。この場合も表面と裏面の印刷データがあるものとする。

即ち、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１迄は、印刷なしであり、印刷用紙は速度Ｖ１で搬送される。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２迄は薄膜サーマルヘッド２１ａにより速度Ｖ２で印刷され搬送される。時刻Ｔ２からは厚膜サーマルヘッドによる裏面のグラフィック印刷が開始される。このとき、薄膜サーマルヘッドによる表面の印刷は終わっていないが、厚膜サーマルヘッドによる印刷が同時に行われるので、それに合わせた遅い速度で印刷及び搬送がなされることになる。

薄膜サーマルヘッド２１ａは搬送方向の上流にあるので、通常、このヘッドによる印刷は、厚膜サーマルヘッド２１ｂによる印刷よりも先に終わる。しかし、薄膜サーマルヘッドによる印刷が終わっても、厚膜サーマルヘッドによる印刷が継続する限り、速度Ｖ３で裏面の印刷がなされ、この速度で印刷用紙が搬送される。このように、両面の印刷がなされている時間では、遅い記録速度のヘッドに合わせて両面の印刷がなされることになる。

時刻Ｔ３で、厚膜サーマルヘッドによる裏面の印刷が終わると、速度Ｖ１で印刷用紙が搬送される。

なお、印刷の表面データがない場合には、図９に示すように、厚膜サーマルヘッド２１ｂにより裏面のグラフィックデータのみが印刷される。この場合の印刷時間（Ｔ２−Ｔ１）は、印刷距離Ｗを速度Ｖ３により割った時間となる。

また、印刷の裏面データがない場合には、図１０に示すように、薄膜サーマルヘッド２１ａにより表面のテキストデータのみが印刷される。この場合の印刷時間（Ｔ２−Ｔ１）は、印刷距離Ｗを速度Ｖ２により割った時間となる。

＜その他の実施形態＞
上述の第１、第２の実施形態では、薄膜サーマルヘッドを用紙搬送方向に対して上流側に、厚膜サーマルヘッドを下流側に設けた。しかし、逆に厚膜サーマルヘッドを用紙搬送方向に対して上流側に、薄膜サーマルヘッドを下流側に設けるようにしてもよい。

このような実施形態では、先に厚膜サーマルヘッドによるグラフィックデータの印刷がなされ、後で薄膜サーマルヘッドによるテキストデータの印刷がなされる。この実施形態で、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより小さい場合には、図１１に示すように、印刷用紙の搬送速度は制御される。即ち、時刻Ｔ１から速度Ｖ３で厚膜サーマルヘッドによる裏面印刷がなされ、時刻Ｔ２でその印刷が終了すると、薄膜サーマルヘッドによる印刷が開始される時刻Ｔ３まで搬送速度Ｖ１で用紙が搬送され、時刻Ｔ３から速度Ｖ２で薄膜サーマルヘッドによる表面の印刷がなされる。時刻Ｔ４でこの薄膜サーマルヘッドによる印刷が終わると、再び速度Ｖ１で印刷用紙が搬送される。

一方、印刷距離Ｗがヘッド間隔Ｄより大きい場合には、図１２に示すように、印刷用紙の搬送速度は制御される。即ち、時刻Ｔ１から速度Ｖ３で厚膜サーマルヘッドによる裏面印刷がなされ、時刻Ｔ２で裏面の印刷が終了すると、この時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで薄膜サーマルヘッドによる印刷がなされ、時刻Ｔ３でこの薄膜サーマルヘッドによる印刷が終わると、再び速度Ｖ１で印刷用紙が搬送される。

上述の実施形態では、薄膜サーマルヘッドにより印刷用紙の表面に印刷を行い、厚膜サーマルヘッドにより裏面に印刷を行うようにした。しかし、逆に厚膜サーマルヘッドにより印刷用紙の表面に印刷を行い、薄膜サーマルヘッドにより裏面に印刷を行うようにしてもよい。

上述の実施形態では、用紙の印刷についてサーマルヘッドで印刷する場合について説明した。しかし、サーマルヘッドにより印刷する場合に限られず、インクジェットなど他の記録方式で両面に印刷する装置にも適用可能である。この場合には、サーマルヘッドの代わりにインクジェット記録ヘッドが用いられる。この場合にはサーマルヘッドによる印刷の場合とは異なり、プラテンローラは必要でないが、インクを誘引する電極を印刷用紙の反対の面に設ける。またこの場合には印刷用紙としてインクジェット印刷に適した用紙を用いることが好ましい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したがこれらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１・・・・データ受信部、
１２ａ・・・・表面受信データ検知部、
１２ｂ・・・・裏面受信データ検知部、
１３・・・・受信データ変換部、
１４ａ・・・・表面印刷データ記憶部、
１４ｂ・・・・裏面印刷データ記憶部、
１５ａ・・・・表面印刷制御部、
１５ｂ・・・・裏面印刷制御部、
１６・・・・・印刷搬送機構部、
１７・・・・・用紙搬送速度制御部、
２１ａ・・・・薄膜サーマルヘッド、
２１ｂ・・・・厚膜サーマルヘッド、
２２ａ，２２ｂ・・・・プラテンローラ、
２３ａ，２３ｂ・・・・用紙搬送ローラ。

Claims (4)

1. 印刷用紙の一方の面に印刷するように設けられ、テキストデータを印刷する第１の記録ヘッドと、
   前記印刷用紙の他方の面に印刷するように設けられ、前記第１の記録ヘッドより記録速度が遅く、グラフィックデータを印刷する第２の記録ヘッドと、
   印刷するデータが、テキストデータならば前記第１の記録ヘッドにより印刷しグラフィックデータならば前記第２の記録ヘッドにより印刷するように印刷制御する印刷制御部と、
   前記印刷用紙を、前記第１の記録ヘッド及び前記第２の記録ヘッドのいずれによっても印刷を行っていないときには第１の速度で搬送し、前記第２の記録ヘッドによる印刷を行っておらず、前記第１の記録ヘッドで印刷を行っているときには前記第１の速度よりも遅い第２の速度で搬送し、前記第２の記録ヘッドで印刷を行っているとき及び前記第１の記録ヘッド及び前記第２の記録ヘッドで印刷を行っているときには前記第２の速度よりも遅い第３の速度で搬送するように、搬送速度を制御する用紙搬送速度制御部と、
   を有することを特徴とする両面印刷装置。
2. 前記第２の記録ヘッドは前記第１の記録ヘッドよりも前記印刷用紙の搬送方向に対して下流側に設けられることを特徴とする請求項１記載の両面印刷装置。
3. 印刷用紙の一方の面に印刷するように設けられ、テキストデータを印刷する前記第１の記録ヘッド、及び前記印刷用紙の他方の面に印刷するように設けられ、前記第１の記録ヘッドより記録速度が遅く、グラフィックデータを印刷する第２の記録ヘッドのいずれによっても印刷を行っていないときには、第１の速度で前記印刷用紙を搬送し、
   前記第２の記録ヘッドによる印刷を行っておらず、前記第１の記録ヘッドで前記テキストデータを印刷しているときには、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で搬送し、
   前記第２の記録ヘッドでグラフィックデータを印刷しているとき及び前記第１の記録ヘッドで前記テキストデータを印刷していると共に前記第２の記録ヘッドにより前記グラフィックデータを印刷しているときには前記第２の速度よりも遅い第３の速度で搬送するように、搬送速度を制御する、
   ことを特徴とする両面印刷方法。
4. 前記第２の記録ヘッドは前記第１の記録ヘッドよりも前記印刷用紙の搬送方向に対して下流側に設けられることを特徴とする請求項３記載の両面印刷方法。

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