JP5340254B2 - プリント装置 - Google Patents

Description

本発明はシートに画像をプリントするプリント装置に関する。

ロール状に巻かれた連続シートを用いたインクジェット方式のプリント装置が知られている。特許文献１に開示される装置は、複数のプリントヘッドが並べられたプリント部の上流において、連続シートのカール（巻き癖）を除去するデカール部が設けられている。

特開２００８‐２２２４１９号公報

ロール状に巻かれた連続シートは、シート製造の際にシートに一定のテンションをかけて引っ張りながら芯に巻き取られる。通常の製造手法では、巻き取りの際にシート幅方向において中心部よりも端部を引っ張る力の方が大きいので、製造の結果物は中心部Ｃよりも両側の端部Ｅの方がシートの全長が長くなる場合がある。図１に示すように、ある単位領域で比較すると、中央部でのシート長さＩに比べて端部でのシート長さＬの方が大きくなる。このように場所によって長さが異なるシートをロールＲから引き出すと、中央部Ｃではシートが直線状になるが、端部Ｅではシートの長さ余りが生じるために直線とはならずに波打った形状となる。なお、シートの製造手法によっては、端部よりも中央部の方がシートの長さが大きくなる場合もある。この場合は、中央部が波打ったシート形状となる。このような波打ち現象は連続シートが顕著であるが、予め所定の流されにカットされているカットシートでも起こり得る。

特許文献１のようなデカール部を通してもこの波打ちは解消することが難しい。波打ったシートがプリント部を通過すると、波の上部がプリントヘッドに接触する畏れがある。接触しないにしても、プリントヘッドとシート表面との間隔が波打ちに応じて変化するために、プリントヘッドから吐出したインクがシートに着弾するまでのインク飛翔時間が変化して、正確な画像プリントが困難になる可能性がある。

本発明は上述の課題に鑑みて、プリントヘッドにシートが接触したりプリント画像品質が低下したりする可能性を低減したプリント装置を提供することを目的とする。

本発明のプリント装置は、プリントヘッドと、シートが搬送される方向において前記プリントヘッドの上流に配置され、シートを挟持して回転する第１ローラ対と、前記方向において前記プリントヘッドの下流に配置され、シートを挟持して回転する第２ローラ対と、を備え、前記第１ローラ対および前記第２ローラ対はそれぞれ、シートを間に挟持する第１ローラと第２ローラを有し、前記第１ローラ対および前記第２ローラ対のいずれについても、前記第１ローラの回転軸に対して前記第２ローラの回転軸は、前記方向において下流側に位置するように設けられており、搬送されるシートは前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において上方に湾曲した部位と下方に湾曲した部位が形成され、且つ、前記プリントヘッドによるプリント時に、前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において前記第１ローラ対および前記第２ローラ対の他にシートに接触する部材はないことを特徴とする。

本発明のプリント装置によれば、シートが複数のローラ対に挟持されてプリント部を通過する際に、プリントヘッドにシートが接触したりプリント画像品質が低下したりする可能性を低減することが可能となる。

ロールシートを長尺状に巻き出した様子を示す斜視図 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・両面プリントモードでの動作を説明するための図 プリント部の構成を示す断面図 隣り合う２つのローラ対の詳細な構造を示す斜視図 プリント部に搬送されるシートの状態を示す断面図 シート表面までの距離を計測してプロットした例を示すグラフ図 プリント装置の動作シーケンスを示すフローチャート

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２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、情報プリント部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、供給手段から排出手段へのシート搬送経路の任意の位置において、供給手段に近い側を「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ライン状に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。

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。

情報プリント部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。情報プリント部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と情報プリント部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プリント部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で接続された構造を持つ。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。プリントに導入された加湿気体は、プリントヘッドとシートの隙間を上流から下流に流れる。

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３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、情報プリント部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４（ａ）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、必要に応じて情報プリント部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（ｂ）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、情報プリント部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にプリントヘッド１４が取り付けられた状態を示す断面図、図６は図５で点線によって示した隣り合う２つのローラ対の詳細な構造を斜視図である。

プリント部４において、シートＳは供給ローラ、第１搬送ローラ、第２搬送ローラ群の３種類のローラ対で図中の矢印Ａ方向に搬送される。供給ローラは、駆動力を持たずに従動回転する上側の従動ローラ１０６（ピンチローラ）と、駆動モータ１２３によって駆動力が与えられた下側の駆動ローラ１０５とからなるローラ対である。第１搬送ローラは、駆動力を持たずに従動回転する上側の一方の従動ローラ１０２（ピンチローラ）と、駆動モータ１２１によって駆動力が与えられた下側の駆動ローラ１０１とからなるローラ対である。第２搬送ローラ群は、駆動力を持たずに上側で従動回転する従動ローラ１０４ａ〜１０４ｇ、および共通の駆動モータ１２２によって駆動力が与えられた下側の駆動ローラ１０３ａ〜１０３ｇからなる複数のローラ対（７組）である。これら複数のローラ対は等間隔に設けられている。第１搬送ローラはプリント部４における全体の搬送速度を支配して決定付けるものであり、これを構成する駆動ローラ１０１には回転状態を検出するロータリエンコーダ１０９が設けられている。

図６に示すように、駆動ローラ１０３ａ、１０３ｂは回転軸の軸方向に沿って切れ目のない１本のローラ体である。これに対して、従動ローラ１０４ａ、１０４ｂは回転軸の軸方向に沿って４つのユニットに分割され各ユニットは３つに分割された小ローラからなる。隣り合うローラ対の間にはガイド部材１１２が設けられている。ガイド部材１１２ｂは、中央に固定されるガイド２１１ｂと、その両脇にシート幅方向に可動式に設けられたガイド２１２ｂ、２１３ｂからなる３つのガイドで構成される。ガイド部材１１２は図５の断面図に示すように、シート搬送方向Ａの下流側が持ち上がり上流側は下がった形状を有し、持ち上がった部位がシートの裏面と接触するようになっている。

プリント部４にける、各ローラ対の回転周速度（シート搬送速度）については、上流から下流に行くほど大きくなるように設定されている。すなわち、回転周速度は、供給ローラ＞第１搬送ローラ＞第２搬送ローラ群の関係となっている。第２搬送ローラ群の中の複数のローラ対は、等速であってもよいし、同様に上流から下流に行くほど周速度が大きくなるようにしてもよい。また、各ローラ対がシートを挟持するニップ力については、第１搬送ローラが最も大きくなっている。すなわち、ニップ力は第１搬送ローラ＞第２搬送ローラ群、第１搬送ローラ＞供給ローラの関係を満たすよう設定されている。ニップ力は従動ローラを駆動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、供給ローラの従動ローラ１０６が持つバネ圧１ｋｇｆ、第１搬送ローラの従動ローラ１０２のバネ圧１０〜２０ｋｇｆ、第２搬送ローラ群の従動ローラ１０４ａ〜１０４ｇの７本トータルのバネ圧１ｋｇｆとする。このように、下流ほど回転周速度を大きく、且つ、上流ほどニップ力を大きくすることで、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、後述するシートの波打ちを小さくすることができる。

第２搬送ローラ群が位置するプリント領域１１０には、複数の各色のインクに対応した７つのライン型のプリントヘッド１４ａ〜１４ｇがシート搬送方向に沿って並べられている。隣り合うプリントヘッドの間隔は等間隔である。これらのプリントヘッドはヘッドホルダ１１１に一体的に保持されている。プリントヘッドを保持するヘッドホルダ１１１は駆動機構１３１により上下方向に変位することができ、プリントヘッドとシートとの間隔が調整される。プリントヘッド１４ａ〜１４ｇと第２搬送ローラ群（７組）の従動ローラ１０４ａ〜１０４ｇは、シートの上側で１つずつ交互に配置されている。７つのプリントヘッドのそれぞれに対向した位置には、ガイド部材１１２ａ〜１１２ｇが設けられている。ガイド部材１１２ａ〜１１２ｇは、あるローラ対を通過したシートの先端が次のローラ対に導入される際に、シートＳのプリント面の裏面側に接触してガイドする。ガイド部材はシートの先端が次のローラ対に挟持されたらシートの裏面から退避するようにしてもよい。

ここで、第２搬送ローラ群に含まれる１組のローラ対（ここでは駆動ローラ１０３ａと従動ローラ１０４ａの組）について着目する。駆動ローラ１０３ａ（第１ローラ）の回転軸および従動ローラ１０４ａ（第２ローラ）のローラが有するシャフトの回転軸を含むように定義される平面を仮想する。なお、本明細書において「回転軸」とは軸の回転中心を意味するものとする。この仮想平面は、シートが搬送される搬送方向Ａが垂線であるような面に対して、傾斜角α（α＞０）だけ傾斜するように、駆動ローラ１０３ａと従動ローラ１０４ａの位置関係が規定されている。傾斜の方向は、従動ローラ１０４ａが駆動ローラ１０３ａよりも搬送方向Ａの下流になるような方向である。見方を変えると、駆動ローラ１０３ａと従動ローラ１０４ａがシートを挟持するニップ位置に接する平面を仮想すると、この仮想平面はシート搬送方向Ａとは平行ではなく、傾斜角（９０−α）度で傾斜している。さらに別の見方をすると、従動ローラ１０４ａの回転軸は駆動ローラ１０３ａの回転軸よりも搬送方向Ａの下流側に位置するようにずらして、オフセットして設けられている。

第２搬送ローラ群に含まれる他のローラ対、さらには供給ローラ、第１搬送ローラに関しても同様である。つまり、駆動ローラ（第１ローラ）の回転軸および従動ローラ（第２ローラ）の回転軸を含むように定義される平面は、前記方向が垂線であるような面に対して、傾斜角αですべて同一方向に傾斜するように規定されている。なお、各ローラ対の傾斜の方向（オフセット方向）はこの例に限らず、すべてのローラ対が逆方向であってもよい。つまり、従動ローラの回転軸が駆動ローラの回転軸よりも搬送方向Ａの上流側に位置するようにオフセットしたものであってもよい。なお、第１ローラ対と第２ローラ対で、傾斜させる方向（オフセットの方向）は同じであることが必要であるが、傾斜角度は異なっていてもよい。

ここで、傾斜（オフセット）させた構成の意義について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、シートのロール製造時に形成された、場所によって長さが異なるシートの波打ち形状を示すモデル図である。図中、一点鎖線はシート幅方向におけるシート中央部の断面形状、実線はシート端部の波打ちの断面形状を示す。波打ちはほぼ一定の周期の波であると仮定して、その波長Ｌ１、波の最大振幅Ｈ１と定義する。この例では、プリントヘッド１４との関係では、最大振幅Ｈ１／２はプリントヘッドとシート搬送面との間の規定間隔ｄを超えている。

なお、シートの製造手法によっては、端部よりも中央部の方がシートの長さが大きくなる場合もある。その場合は端部が一点鎖線の直線形状となり、中央部は実線のような波打ちの形状を示す。また、シートの製造手法によっては、シート全体が波打つ場合もあり、その場合は中央部も端部も実線のような波打ち形状になる。

図７（ｂ）は従来の構成（比較例）のモデル図である。複数のローラ対はそれぞれ、２つの回転軸を含む仮想平面はシートの搬送方向Ａが垂線であるような面に対して平行であり傾斜はしていない。ローラ対のニップ位置に接する仮想平面は搬送方向Ａと平行である。駆動ローラに対して従動ローラは下流にも上流にもオフセットしていない。このようなモデルにおいて、複数のローラ対に挟持されて搬送されるシートＳの形状は、中央部は一点鎖線で示すように直線状である。シートＳの端部では実線のように波打ち形状を示すが、その波長の大きさが図７（ａ）とは異なる。

各々のローラ対によって挟持されるニップ位置において波の節が形成される。隣り合うローラ対の間隔Ｊとすると、半波長がＪとなるので、波長Ｌ２は以下の式（１）で表される。
Ｌ２＝２×Ｊ ・・・（１）
波打つシートの最大振幅Ｈ２は以下の式（２）で表される。
Ｈ２＝Ｈ１×（Ｌ２／Ｌ１）＝Ｈ１×（２×Ｊ／Ｌ１） ・・・（２）

本例では、間隔Ｊ＝Ｌ１／３としている。そのためＨ２＝Ｈ１×２／３となって、最大振幅が図７（ａ）の２／３となる。しかし、これでも、シートの波の上部とプリントヘッドのインク吐出面との接触が起こる可能性がある。接触しないにしても、プリントヘッドとシート表面との間隔が波打ちに応じて大きく変化するために、プリントヘッドから吐出したインクがシートに着弾するまでのインク飛翔時間が変化して、正確な画像プリントが困難になる可能性がある。

図７（ｃ）は本実施形態のモデル図である。複数のローラ対はそれぞれ、２つの回転軸を含む仮想平面（Ｐａ〜Ｐｄ）はシートの搬送方向Ａが垂線であるような面Ｒに対して傾斜角α（α＞０）で傾斜している。それぞれのローラ対のニップ位置に接する仮想平面は搬送方向Ａに対して傾斜角（９０−α）度で傾斜している。駆動ローラに対して従動ローラは下流側にオフセットしている。このようなモデルにおいて、複数のローラ対に挟持されて搬送されるシートＳの形状は、シートＳの端部では実線のように波打ち形状を示すが、その波長が図７（ａ）、図７（ｂ）とは異なる。なお、ここでいう複数のローラ対は、第２搬送ローラ群のローラ対、供給ローラ、第１搬送ローラのローラ対も含めた全体を指す。

各々のローラ対によって挟持されるニップ位置において波の節が形成される。各ローラ対におけるニップ位置の接線が搬送方向Ａに対して傾斜しているので、節の前後が傾斜した接線方向に沿って延びるような波形となる。つまり、ニップ位置の上流側ではシートが上方に変位し、逆に下流側ではシートが下方に変位するような力が作用する。その結果として、図７（ｃ）のように、隣り合うローラ対の間隔Ｊが１波長となるような波形となる。つまり、図７（ｂ）に比べて波長が半分になる。

波長Ｌ３、最大振幅Ｈ３とすると、波打つシートの最大振幅Ｈ３は以下の式（３）で表される。
Ｈ３＝Ｈ１×（Ｌ３／Ｌ１）＝Ｈ１×（Ｊ／Ｌ１）＝Ｈ１／３ ・・・（３）
先の式（２）と式（４）を比較すると、Ｈ３＝Ｈ２／２である。すなわち、図７（ｂ）のモデルと比べると最大振幅が１／２となる。図７（ａ）の自然状態のモデルと比べると最大振幅が１／３となる。

このように本実施形態の構成によれば、プリント部において波打つシートの最大高さを小さくすることができるので、シートの波の上部とプリントヘッドのインク吐出面との接触が起こる可能性を小さくすることができる。言い換えれば、シートとプリントヘッドとの間隔をより小さくすることができる。また、プリントヘッドとシート表面との間隔の変化が小さいので、より正確な画像プリントが可能となる。

図８は本実施形態のプリント装置でシート搬送する際に、シート表面までの距離を計測してプロットした例を示すグラフ図である。ここで使用するシートの自然状態における波打ちの波長Ｌ１＝１５０〜２００［ｍｍ］、最大振幅Ｈ１＝２〜３［ｍｍ］である。第２搬送ローラ群に含まれる各々のローラ対の間隔Ｊ＝５０〜６０［ｍｍ］である。計測にはラインレーザ変位計を用いる。レーザ変位計は発光部から対象物にレーザを照射し反射して受光部に戻る時間を計測し目標物までの距離を計測する。２つのレーザヘッドを持つラインレーザ変位計を任意のプリントヘッドと同等の位置に設置し、シートの幅方向におけるシート中央部およびシート端部（左端）の２カ所で、シート表面までの距離を計測する。計測は２０ｓ時点、３０ｓ時点の二度行う。

図８のプロットから、シート中央部の形状は略水平を維持していることが分かる。シート端部では波打ちの波長Ｌ３＝５０〜６０［ｍｍ］、最大振幅Ｈ３＝０．５〜０．６［ｍｍ］である。これは上述の理想モデルの式（４）と同じ傾向を示し、図８の計測結果は本発明の作用効果を裏付けるものである。
このように、複数のローラ対のうち任意の隣り合う第１ローラ対と第２ローラ対において、同じ方向に傾斜させる（オフセットさせる）ことにより、上述の作用効果を奏するものである。なお、上述の関係式は、理想化したモデルにおける関係を示すものであって、現実の装置では理想モデルとは若干の相違がある場合もあるが、上述の作用効果が得られる限り本発明の範囲に含まれるものである。

以上はプリント動作中にシートがプリント部４を通過している最中の挙動を説明したものである。プリント部４に最初にシートが導入されるときは、シートＳの先端が複数のローラ対の間を上流から下流に順次導入されていく。このとき、図７（ｃ）に示したように、各ローラ対においてシートのニップ位置への接線は下向き傾斜を持っているので、次のローラ対にシートが誘導される方向は水平ではなくやや下向きとなる。たとえば、シート先端が駆動ローラ１０３ａと従動ローラ１０４ａのローラ対に突入した直後は、シート先端が向かう方向は水平よりもやや下向き（プリントヘッド１４ｂから離れる方向）である。

ガイド部材１１２は、シート搬送方向Ａの下流側が持ち上がり上流側は下がった形状を有し、持ち上がった部位のみがシートの裏面と接触するようになっている。なお、ガイドが必要なのは初期のシート導入の際だけなので、図６において、可動式のガイド２１２ｂ、２１３ｂは、シート先端が通過する導入されるときだけシート裏面をガイドするようにして、プリントが開始されたらインクが付与されない位置に退避するようにしてもよい。このようなガイド構造より、シートが下流側のローラ対の下側に潜り込むことが抑止される。また、プリント時にガイド表面がインクで汚れることが抑止される、上述した両面プリントでは、第１面にプリントされたシートが反転部９で反転されてプリント部４に再度供給され、第２面にプリントがなされる。第２面のプリントの際にはすでに画像が形成された第１面は下を向いているので、この面を大きな摩擦を与えると形成した画像に傷や汚れを与える可能性がある。それを避ける意味でも、ガイドの接触を最小限にした意義は大きい。

一方、ローラ対の傾斜の方向が図７（ｃ）とは逆の方向である場合、すなわち従動ローラが駆動ローラよりも搬送方向Ａの上流に位置するようにオフセットしている場合は、別の挙動となる。各ローラ対においてシートのニップ位置への接線は上向き傾斜を持つので、次のローラ対にシートが誘導される方向は水平ではなくやや上向きとなる。次のローラ対にシート先端が到達する前にシート先端がプリントヘッドのノズル吐出面に接触してしまう可能性がある。プリントヘッドとシート搬送面の規定間隔ｄが狭い場合には接触する可能性がより高まる。

この観点からすると、図７（ｃ）のような傾斜の方向であることがより好ましい。ただし、図７（ｃ）のような傾斜の方向であっても、シートＳの後端がプリント部を通過して抜ける際には、最も下流のローラ対を抜けたシート後端が上方に跳ね上がって、シート後端がプリントヘッドのノズル吐出面に接触してしまう可能性がある。

このようなシートとプリントヘッド１４との接触を回避するために、プリントヘッド１４にシートが導入される際とシートが抜ける際の少なくとも一方において、プリントヘッド１４を一時的にシートから離れる方向に退避させるよう動作させる。

図９は制御部１３の制御により実行される動作シーケンスを示すフローチャートである。ステップ３０１では、プリント開始時に、駆動機構１３１によりプリントヘッド１４をシート搬送経路から遠ざける状態とする。ステップ３０２では、プリント部４の入口近傍に設けられたセンサ１３０によって、シート供給部１または反転部９からプリント部４に供給されたシートＳの先端を検知する。ステップ３０３では、搬送されるシートがプリント部４の最も上流側のローラ対にシートが挟持されるまでに相当する所定時間が経過するまでカウントする。カウントが終了したら、ステップ３０４に移行して、駆動機構１３１によりプリントヘッド１４をシート搬送面に近づけるよう変位させてプリントに適した間隔ｄとする。シート先端が導入される際にはプリントヘッド１４が上方に逃げるので、ローラ対でシートが上向きに誘導される場合でも、シート先端がプリントヘッド１４ａのインク吐出面に接触することが回避される。

ステップ３０５では、プリントヘッド１４によりシートに複数の画像を順次プリントする。上述したように、プリントの最中シートＳに波打ちが起きたとしても、最大振幅が小さく抑えられるので、シートのプリントヘッド１４との間隔の変動は小さい。

ステップ３０６では、センサ１３０がシート後端を検知する。ステップ３０７では、シート後端がプリント部４の最も下流側のローラ対に到達する直前までに相当する所定時間をカウントする。カウントが終了したら、ステップ３０７に移行し、駆動機構１３１によりプリントヘッド１４をシート搬送面から遠さかる方向に変位させる。こうしてプリント動作を終了する。シート後端が最後のローラ対を抜ける際にはプリントヘッド１４が上方に逃げるので、シート後端が上向きに跳ね上がっても、シート後端がプリントヘッド１４ａのインク吐出面に接触することが回避される。

Claims (13)

1. プリントヘッドと、
   シートが搬送される方向において前記プリントヘッドの上流に配置され、シートを挟持して回転する第１ローラ対と、
   前記方向において前記プリントヘッドの下流に配置され、シートを挟持して回転する第２ローラ対と、を備え、
   前記第１ローラ対および前記第２ローラ対はそれぞれ、シートを間に挟持する第１ローラと第２ローラを有し、
   前記第１ローラ対および前記第２ローラ対のいずれについても、前記第１ローラの回転軸に対して前記第２ローラの回転軸は、前記方向において下流側に位置するように設けられており、
   搬送されるシートは前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において上方に湾曲した部位と下方に湾曲した部位が形成され、且つ、前記プリントヘッドによるプリント時に、前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において前記第１ローラ対および前記第２ローラ対の他にシートに接触する部材はない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前記上方に湾曲した頂と前記下方に湾曲した頂の間の位置でシートにプリントを行うことを特徴とする、請求項１記載のプリント装置。
3. 前記第２ローラ対の回転周速度は前記第１ローラ対の回転周速度よりも大きく、且つ、前記第１ローラ対がシートを挟持するニップ力は前記第２ローラ対がシートを挟持するニップ力よりも大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載のプリント装置。
4. 前記第２ローラは前記プリントヘッドによりプリントされるシートのプリント面に接するローラであり、前記第１ローラ対および前記第２ローラ対のいずれについても、前記第１ローラの回転軸に対して前記第２ローラの回転軸は、プリントの際にシートが搬送される方向において下流側に位置していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のプリント装置。
5. 前記第１ローラ対を通過したシートの先端が前記第２ローラ対に導入される際に、前記第２ローラ対の近傍で前記シートのプリント面の裏面に接触し、且つ前記第１ローラ対の近傍では前記裏面には接触しないガイド部材を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のプリント装置。
6. 前記ガイド部材は前記シートの先端が前記第２ローラ対に挟持されたら退避するように構成されていることを特徴とする、請求項５記載のプリント装置。
7. 前記第１ローラ対を通過したシートの先端が前記第２ローラ対に導入される際に、前記プリントヘッドはシートのプリント面から離れる方向に退避するように構成されてい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. ロール状に巻かれた連続シートを保持して、前記シートとして供給する供給部をさらに有することを特徴とする、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、複数の各プリントヘッドに対して前記第１ローラ対と前記第２ローラ対が設けられていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のプリント装置。
10. 前記プリント装置は連続シートを用いて両面プリントを行なうことが可能であって、シートを保持して供給するためのシート供給部と、前記シート供給部からシートが供給されるシートにプリントを行なう前記プリントヘッドを備えたプリント部と、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の表裏を反転させて再び前記プリント部に供給するための反転部をさらに有し、
    前記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第１面にプリントされ、プリントされたシートは前記反転部に導かれ、前記反転部から再び前記プリント部に供給されたシートは前記プリント部において前記第１面の背面側の第２面にプリントされ、前記第２面にプリントされたシートは前記カッタで切断されて排出されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のプリント装置。
11. プリントヘッドと、
    シートが搬送される方向において前記プリントヘッドの上流に配置され、シートを挟持して回転する第１ローラ対と、
    前記方向において前記プリントヘッドの下流に配置され、シートを挟持して回転する第２ローラ対と、を備え、
    前記第１ローラ対および前記第２ローラ対はそれぞれ、シートを間に挟持する第１ローラと第２ローラを有し、
    前記第１ローラ対および前記第２ローラ対のいずれについても、前記第１ローラの回転軸および前記第２ローラの回転軸を含むように定義される平面は、前記方向が垂線方向であるような面に対して、同じ方向に傾斜するように前記第１ローラと前記第２ローラの位置関係が規定されており、
    前記第１ローラ対および前記第２ローラ対で挟持されて搬送されるシートは、前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において上方に湾曲した部位と下方に湾曲した部位が形成され、且つ、前記プリントヘッドによるプリント時に、前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において前記第１ローラ対および前記第２ローラ対の他にシートに接触する部材はないことを特徴とするプリント装置。
12. シートを挟持して回転する第１ローラ対と、シートが搬送される方向において前記第１ローラ対の下流に配置されシートを挟持して回転する第２ローラ対を含む、複数のローラ対を備え、
    前記第１ローラ対および前記第２ローラ対はそれぞれ、シートを間に挟持する第１ローラと第２ローラを有し、
    前記第１ローラの回転軸に対して前記第２ローラの回転軸は、前記方向において下流側に位置するように設けられており、
    前記第１ローラ対および前記第２ローラ対に挟持されて搬送されるシートは、前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において上方に湾曲した部位と下方に湾曲した部位が形成され、且つ、前記第１ローラ対および前記第２ローラ対に挟持されて搬送される際に前記第１ローラ対と前記第２ローラ対の間において前記第１ローラ対および前記第２ローラ対の他にシートに接触する部材はないことを特徴とするシート搬送装置。
13. 前記複数のローラ対は前記第２ローラ対の下流に配置された第３ローラ対を含み、前記第３ローラ対はシートを間に挟持する第１ローラと第２ローラを有し、
    前記第１ローラ対、前記第２ローラ対および前記第３ローラ対のいずれについても、前記第１ローラの回転軸に対して前記第２ローラの回転軸は、前記方向において下流側に位置するように設けられていることを特徴とする、請求項１２記載のシート搬送装置。

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