JP2008126530A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロール紙などの長尺紙であり且つ大判紙であっても両面印刷が可能であって、尚且つ用紙の正しい位置に高精度に両面印刷が可能なインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】用紙供給部から供給された用紙の先端部をプリンタ内に設けられたCCD等の撮像素子を備えた撮像手段で撮像し、その画像から用紙の位置データを取得し、取得した位置データから画像を印刷する位置を決定し、また、取得した位置データが所定の範囲からずれていると判別した場合にはそのずれを補正して印刷開始位置を決定することにより印刷を行うことで、表面と裏面の印刷位置を高精度に一致させることができる。
【選択図】図1

Description

本願発明は長尺紙用の画像形成装置であって、長尺紙を用いて両面印刷しても、表面と裏面の印刷位置のずれが非常に少なく印刷できる画像形成装置に関する発明である。

従来、カット紙に両面印刷するプリンタやコピー機等は使用されている。また、ロール紙を用いるプリンタにも両面印刷が可能なプリンタは開発されている。一般に、両面印刷をする場合の機構は、第１面を印刷した後、プリンタ内の所定の部位で送り出し方向を反転させ、第１面とは異なる搬送路を通すことで、表裏を反転させ、第２面の印刷を行う方法が用いられる。カット紙の場合は、上記のような方法で容易に両面印刷が可能であるが、ロール紙など紙が長尺になる場合には、第１面の印刷の後、用紙の終端が得られるまで巻き取るなどして一旦どこかに収納して反転させる必要がある。

例えば特許文献１には、第１面に画像を転写後渦巻状のストック部に一時収納することによって両面印刷が可能な画像形成装置が記載されている。具体的な構成は、まず、装置内に設置されたロール紙から用紙を引き出し、必要な長さを引き出したらカッターでカットし、第１面に画像を転写、定着処理する。その後一旦渦巻状のストック部に第１面に画像が転写済みの紙を送り込み、そのストック部の形状に合わせて渦巻状に巻いて収納する。そして、ストック部から、第１面印刷時には紙の終端であった端を引き出し、反転用の搬送路に送り出して、再び転写部にて第２面を印刷するというものである。

このようなプリンタの構成によって、カット紙の両面印刷では不可能な長尺の両面印刷が必要な場合でも容易に両面印刷を行うことができる。また、ロール紙等の長尺の紙の両面印刷を行う場合に、渦巻状のストック部で用紙の一時的な収納を行うことによって、従来に比べ反転に要する空間を小さくすることができ、装置の小型化を図ることができる。
特開2005-258251 号公報

しかし、特許文献に記載のプリンタは、装置の小型化や所定の長さのロール紙の全長に亘って一気に両面に画像形成できるため、印刷の処理効率が向上するということについては考慮されているが、両面の印刷位置を正確に合わせることについては何ら考慮されていない。これは、カット紙を両面印刷する場合は幅や長さが一定で、あまり大きな用紙に印刷することも無いため、用紙の送り出しなどで用紙が傾くなどして印刷面の位置が表裏でずれることを考慮する必要が少ないからである。また、ロール紙の場合でも長さは長くても幅がカット紙の場合と同程度であれば、ずれはあまり生じないため、用紙のずれを厳密に考慮する必要が無いからである。このように、表裏の印刷位置にあまり精度を要しない場合は上記のような構成で十分だが、高精度に表裏の印刷位置を合わせる必要がある場合には、印刷位置を補正する等して正確に印刷を行う必要がある。

このような精度を要する印刷の例として、オフセット印刷の刷版作製前の印刷データの確認作業がある。オフセット印刷での製版部門においては、特にＣＴＰ（Computer To Plate）印刷の場合に、刷版に焼き付けるための製版フィルムを作製する工程が省略され、直接刷版に印字している。そのため、コストの削減という効果は得られるが、製版フィルムによる校正を行うことができないというデメリットもある。そこで、印刷データから刷版を作製する前段階での校正を行うために大判インクジェットプリンタが用いられている。従来は、大判紙に表面と裏面のデータをそれぞれ別の紙に印刷し、それを張り合わせて仕上がりの確認を行っていた。そのため、正確に張り合わせるには手間がかかり、また、実際の印刷物とは張り合わせているという点で異なってしまうため、大判紙での両面印刷が求められていた。

しかし、この校正用の印刷物も実際の印刷物と同様の精度で表と裏の印刷位置が正確に一致している必要があり、その目安となる印刷の指標となるトンボが表と裏でずれていると、裁断が適切に行えず印刷面の端などが途中で切れてしまう等の原因となる。このような用途における両面印刷の精度は、表裏の印刷面のずれが±0.2 mm以内であることが求められているが、特許文献に記載の画像形成装置や従来の技術では、大判紙でこれを達成することは不可能であった。

そこで本発明は、ロール紙などの長尺紙であり且つ大判紙であっても両面印刷が可能であって、尚且つ用紙の正しい位置に高精度に両面印刷が可能なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置は、ロール状の用紙を用いて両面印刷を行うことが可能な画像形成装置であって、用紙を撮像して、該用紙の先端領域を含む画像データを取得する撮像手段と、画像データを用いて、用紙の先端領域における先端辺及び側辺の位置データを求める画像処理手段と、用紙に画像を形成する画像形成手段と、一方の面に画像が形成された用紙を裁断する裁断手段と、一方の面に画像が形成された用紙を巻き取り、該用紙を画像形成手段に再度搬送するために用いられる巻き取り手段と、画像形成手段及び裁断手段の駆動を制御する制御手段とを有し、制御手段は、位置データを用いて、用紙の両面に対する画像形成を開始する際の画像形成手段の駆動を制御するとともに、裁断手段の駆動タイミングを制御することを特徴とする。

本願発明によって、ロール紙等の長尺紙でも精度良く両面印刷が可能であり、特に従来両面印刷が困難であった大判紙でも、表裏共に正確な位置に印刷することができる。

この高精度の印刷を達成するためにまず、印刷部分には撮像手段（例えば、CCDカメラを含む）を備えており、これにより出図開始時に用紙を撮像し、用紙の先端の位置や、用紙の両側端の位置データを取得する。この用紙の位置データに基づいて出図する位置を決定するため用紙の端からの正確な位置で印刷を行うことができ、高精度な印刷が可能である。また、用紙の供給にあたり用紙の幅方向にずれ（基準位置に対するずれ）が生じた場合にも、用紙の端を基準に印刷開始位置を決定するため、僅かなずれでもそれを補正した状態で出図することができる。

また、両面印刷をする場合に第1面（一方の面）と第2面（他方の面）の出図位置を正確に合わせるため、設定された第1面の印刷位置終端からカット位置までの距離に合わせて正確にカットしている。これによって、第2面の出図開始位置を、第1面の印刷面の端からカットされた位置までの距離に基づいて決定することができ、高精度に印刷位置を合わせることができる。

さらに、第2面を印刷するにあたっては、用紙が正確に送り出される必要があり、そのためには第1面の印刷後に用紙が蛇行したりずれたりしないように巻き取る必要がある。そのために、本願発明の画像形成装置は第1面の印刷後の用紙を巻き取りローラに巻き取る際に、その張力を測定し巻き取りの力を調整しながら巻き取っており、これにより第2面の印刷時にロールから紙を無理な力がかからずにまっすぐ送り出していくことができ、ずれを軽減できる。

以下、本発明に係るインクジェットプリンタ（画像形成装置）を図面に示す実施形態に基づいて説明する。なお、本実施例は本発明の一実施形態であり、これに限定されない。

図1は本実施形態のインクジェットプリンタ１の内部構造を模式的に示した側面断面図、図２は本実施形態のインクジェットプリンタ１の構成及びパソコン等の操作端末８のブロック図である。

まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１の構成について説明する。

２は装置本体であり、装置本体２内部には印刷を行う印刷部２０が設けられ、装置本体２外部には第１用紙供給部３、第２用紙供給部４、用紙トレイ５、及び操作パネル６が設けられている。また、本実施例の説明では、用紙が装置本体２内を搬送される方向を用紙の送り出し方向（Y方向）とし、それに対して垂直の方向を用紙の幅方向（X方向）とする。

はじめに第１用紙供給部３の構成について説明する。第１用紙供給部３には、ロール紙３１の軸の両側に一対のロールホルダー３２をセットした第１ロール３０がセットされている。本実施形態のプリンタ１には、長さが最大で１２０ｍ程度のロール紙を使用することができ、また、用紙サイズは例えば、幅が２９７ｍｍ〜９１４ｍｍで、送り出し方向の長さが２００ｍｍ〜５０００ｍｍ程度の用紙であれば両面印刷を適切に行うことが可能である。図3（a）にはこのロールホルダーを、（b）にはロールホルダーにロール紙をセットしてできる第1ロールの模式図を示す。一対のロールホルダー３２は、フランジ部３２１と軸部３２２からなっており、ロール紙の中空の軸に両側からロールホルダー３２の軸部３２２を差し込んで固定する。フランジ部３２１は、内側がガイド部として機能し、紙がまっすぐ引き出されるようになっている。図中３７はロールから引き出された用紙である。

このロールホルダー３２をロール紙３１にセットして、第1用紙供給部３に設置すると、フランジ部３２１の外周が第１用紙供給部３に設けられた第１回転ローラ３３と接するため、制御部７による制御で駆動する第1回転ローラ駆動機構３３１により第１回転ローラ３３を回転させることによって、ロールホルダー３２に回転が伝達される。これによって、第１ロール３０を回転させている。この第1回転ローラ３３は第1用紙供給部３での用紙の巻き上げを行う場合に回転駆動させて、第1ロール３０を回転させる。

一方、印刷部に用紙を供給する場合には第1回転ローラ３３を回転駆動させずに停止させた状態のままにして、搬送ローラ３６で第１ロール３０から用紙を引き出していく。これにより、搬送ローラ３６から引っ張られながら用紙が引き出されることで第1ロールが回転するようになるため、引き出された用紙３７に第１ロールの自重によるテンションを与えることができ、用紙のたるみやゆがみが生じないで用紙の供給が可能となっている。ただし、調整のために用紙を少し戻す場合や巻き戻す場合には図1において第１回転ローラ３３を回転駆動して第1ロールを反時計回りに回転させる。

また、第１用紙供給部３には、設置された第１ロール３０の軸方向中央の位置が常に印刷部の横方向中央の位置に一致するように、即ち、用紙供給部から印刷部２０にまっすぐ用紙を供給することができるように、第１ロール３０の軸方向に連動して動く一対のガイド板が設けられている。ガイド板は各ガイド板が印刷部の横方向中央位置からの距離が常に等しくなるように連動して動くようになっており、このガイドでロールホルダー３２がセットされた第１ロール３０を挟むことで第１ロール３０が第１用紙供給部の中央に簡単にセットされるようになっている。本発明の目的である用紙上の正確な位置に印刷を行うためには、用紙を正確に送る必要があり、この機構によりロール紙の供給位置を正確に合わせることができる。

第１用紙供給部３の装置本体２側には、第１用紙挿入口３５及び制御部７に制御される第１搬送ローラ対３６が設けられている。第１用紙供給部に設置された第１ロール３０から用紙を引き出して用紙の先端を第1用紙挿入口３５に差し込み、センサを挿入口付近に設けるなどして用紙を感知し第1搬送ローラ３６が回転して印刷部内に用紙を引き込む。第１搬送ローラ３６は、プリンタ１に用いられる用紙の幅より小さい幅のものが用紙の幅方向中央に位置するように設けられており、インクジェットヘッド２３によって印刷する位置にまっすぐ用紙を送ることができる。

また、この第１搬送ローラ３６を駆動する第１ローラ駆動機構３６１のモータにはエンコーダが設けられており、モータの回転数を制御部７にフィードバックしている。そして制御部７でモータの回転数から用紙が第１搬送ローラ３６の回転により送り出されて移動した距離を算出できるようになっている。

次に装置本体２内部の印刷部２０の構成について説明する。印刷部２０には、用紙を挟んで送る送りローラ２１、用紙を撮像して用紙の位置データを得るための撮像ユニット２２、印刷を行うインクジェットヘッド２３、印刷した用紙をカットするカッター２４、排出口２６が設けられている。

送りローラ２１はそれ自体では回転駆動しないローラで、送られてきた用紙円滑にインクジェットヘッド２３へ送るためのものである。

撮像ユニット２２は撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）とその前面に取り付けられたレンズからなり、供給された用紙を撮像し、撮像された画像を制御部７に取り込んで演算を行い用紙の位置データを取得する。この位置データは用紙の先端及び両側辺の位置であり、この位置データに基づいて予め設定された印刷開始位置を用紙の幅方向（用紙X方向）と用紙の送り出し方向（用紙Ｙ方向）について実際の用紙上に決定する。Ｘ方向の印刷開始位置に関しては、インクジェットへッド２３を移動させることで正確に位置を合わせ、送り出し方向であるＹ方向の印刷開始位置については、第１搬送ローラ駆動機構３６１に設けられたエンコーダにより用紙の先端からの移動距離を正確に算出し、第１搬送ローラ３６の回転で調整することにより位置を合わせる。

また、印刷物のプルーフを印刷する場合などに、用紙上に印刷されたトンボを用いて正確に第１面と第２面の印刷位置を合わせる必要がある場合には、印刷されたトンボにずれが有るか無いか判別し、用紙ずれが所定の範囲内（許容範囲内）である場合にはそのまま出図を行うが、用紙ずれが所定の範囲を超えている場合には補正を行う。ずれが用紙X方向に生じている場合であって、許容範囲（０〜所定値）を超えている場合には自動的にインクジェットヘッドを制御して出図位置の調整を行う。また、用紙が送り出し方向（Ｙ方向）にずれていると目視で確認できた場合には、端末８からずれを修正するように値を入力し、搬送ローラ等の送り出し機構の回転による用紙の位置調整を行い、指定された印刷開始位置からずれることなく印刷されるようにする。出図位置の決定及び補正について詳しくは後述する。

インクジェットヘッド２３は制御部７により制御されており、パソコン等の端末８から入力された印刷データを上記の位置データに基づいて印刷開始位置から出図していく。インクジェットヘッド２３で印刷された印刷済み用紙は、排出口２６から装置本体２外の用紙トレイ５に排出される。

印刷が終了した用紙は、必要に応じてカッター２４によりカットされる。後述するように長尺紙の両面印刷では、カット位置は第２面の印刷が正確な位置から開始されるか否かに影響するため用紙の送り出しを正確に行って裁断する必要がある。本実施形態では、第１搬送ローラ駆動機構３６１のモータに設けられたエンコーダによりモータの回転数を制御部７にフィードバックし、そのデータから第１搬送ローラ３６の回転による用紙の移動距離を算出しており、カットする際も印刷が終了した時点から用紙が移動する距離を正確に算出し、余白分を確保した上で裁断を行っている。

以上の機構のうち、第１回転ローラ３３、第１搬送ローラ３６といった用紙の搬送に関係するローラは、各駆動機構を介して制御部７により制御されており、用紙に無理な力がかかって破れたり、詰まったりしないように作動する。

用紙トレイ５は、装置本体から排出された用紙を受け止めることができるように、装置本体２の用紙送り出し方向の幅よりも大きい。トレイ５の排出口２６側は、排出口２６から排出された用紙を受け止め、装置２の用紙供給部３、４側に用紙が滑り降りてくるように傾斜がつけられている。そして用紙トレイの用紙供給部３、４側の端は排出された用紙がトレイ５から落ちないように、上方に折り返されている。

また、用紙トレイ５の装置本体２下方には、用紙センサー５１が設けられており、用紙トレイ上の用紙の有無を検出する。これは、第１面印刷済みの用紙を後述する第２ローラで巻き取る際に用紙にかかる巻き取り張力を調整するためのものである。後述する両面印刷処理を行う場合に、第１面に印刷済みの用紙を巻き取っていく際に、用紙に張力をかけ隙間なく巻き取ったものと、用紙に張力をかけずに巻いたもので第２面を印刷して比較したところ、張力をかけずに巻いたロールから用紙を引き出して印刷したほうが第１面と第２面との印刷位置のずれが少なく、精度良く印刷することが可能であった。そのため、本実施形態では第１面を印刷後、排出口２６から排出された用紙を引っ張りながら巻き取り張力をかけて巻くのではなく、ある程度余裕を持たせて巻き取っていくため、用紙トレイ上にセンサー５１を設け、用紙トレイ上に排出された用紙の途中の一部分が残っているかどうかを検出する。その結果、用紙センサー５１が用紙を検出した場合には、用紙の一部が用紙トレイに残っている状態であって、巻き取り張力がかからずに巻き取られているため、巻き取りを続けるように判別する。逆に、センサー５１が用紙を検出しない場合には、用紙が排出されるより巻き取られる速度が速くなってしまっており、巻き取りにテンションがかかるのを防ぐべく、制御部７が後述する巻取りを行う第２回転ローラの回転を停止させるよう制御する。尚、巻き取り張力を大きくして巻き取る必要がある場合には、張力をかけて巻き取っていってもよい。

次に第２用紙供給部４の構成について説明する。第２用紙供給部４は第１用紙供給部３の下方に設けられ、その構成は第１用紙供給部３と略同じであり、第２供給部にセットされた、ロールホルダー４２が取り付けられた第２ロール４０を、制御部７の制御により回転駆動する第２回転ローラ４３で回転させる。ロールホルダー４２についても第１ロール３０のロールホルダーと同様の構成で、フランジ部４２１と軸部４２２からなっており、フランジ部４２１が第２回転ローラと接することで第２ロール４０が回転する。ただし、後述するように本プリンタにおいて両面印刷を行う場合等には、この第２用紙供給部の第２ロール４０は、ロールホルダー４２を用紙を巻き取る軸４１だけに取り付けた構成にし、第１面が印刷された用紙を巻き取っていく。尚、第２用紙供給部４でも第１用紙供給部３と同様にロール紙をセットすれば、両面印刷ではない通常の印刷をすることも可能である。また、第１ロールと第２ロールで用いるロールホルダーは同じものであるから、第１、２用紙供給部３、４どちらにも用いることが可能であり、例えば第２用紙供給部４で巻き取ったロールを、第１用紙供給部３に移し変えて、第１用紙供給部３から第２面の印刷を行うといったことも可能である。

尚、第２用紙供給部４から用紙を供給する場合も第１用紙供給部の場合と同様に、第２回転ローラ４３は停止させて第２搬送ローラで用紙を引き出していくようにし、用紙のたるみやゆがみが生じないように用紙にテンションをかけて送り出していく。

第２用紙供給部４の装置本体２側には第２挿入口４５及び第２搬送ローラ４６が設けられ、第２用紙供給部４にセットされた第２ロール４０の用紙が第２挿入口４５に挿入されると、搬送ローラ４６によって用紙が引き込まれ、第２用紙供給部４用の搬送路４７を経由して、印刷部２０に送られる。また、第１用紙供給部３と同様に、この第２搬送ローラ４６を駆動する第２ローラ駆動機構４６１のモータにはエンコーダが設けられており、モータの回転数を制御部７にフィードバックして用紙が第２搬送ローラ４６の回転により送り出されて移動した距離を算出できるようになっており、第1搬送ローラの場合と同様に印刷位置の調整や裁断位置の調整に利用する。尚、後述するように両面印刷処理を行う場合には、用紙の印刷をする面が印刷部２０でインクジェットヘッド２３からインクが供給される面になるように、何も印刷されていない第２面を上にして、第２挿入口に用紙の端を挿入する。

本プリンタ１を構成するその他の部位としては、操作パネル６は本プリンタ１で印刷する用紙の種類を指定したり、用紙詰まりなどの不具合が起きた場合などに不具合の状態を表示しそれに対する処理を指定するのに用いる。また、端末８は用紙に画像を形成するデータを記憶してプリンタ１に送信したり、余白の設定を行ったりするなど印刷を行う際の細かい設定を行うのに用いる。

次に、以上のような本実施形態のインクジェットプリンタ１を用いた実施例として、実際に両面印刷を行った場合のプリンタ１の動作を説明する。

まず、第１用紙供給部３にロールホルダー３２にロール紙３１をセットした第１ロール３０をセットし、ロール紙から引き出した用紙３７の先端を第１用紙挿入口３５に挿入する。挿入された引き出し紙３７は第１搬送ローラ３６によって装置本体２内に引き込まれていき、印刷部２０内を送り出されていく。このとき、搬送ローラ３６によって引き出し紙が送り出されるが、第１用紙供給部３の第１回転ローラは回転駆動させずに停止させる。これにより、用紙には第1ロール３０の自重がかかり搬送ローラ３６によって引っ張りながら引き出されることになる。すると、用紙に一定のテンションが掛かることになり、用紙のたるみや歪みが生じず、正確な方向性を保つ様に搬送することができる。

第1搬送ローラ３６によりローラ２１を介して印刷部２０に送られた引き出し紙は、印刷部２０に設けられた撮像ユニット２２により撮像される。撮像は用紙の先端部およびその周囲の側端部が撮像範囲となるように撮像し、撮像した画像データは制御部７に送られて用紙の先端及び側端の位置データを演算する。演算して取得した位置データに基づき予め設定された位置の通りに印刷データの出図開始位置を用紙上に決定し、その開始位置から正確に印刷ができるようにインクジェットヘッド２３やエンコーダによる用紙の位置調整を行う。また、後述する印刷位置決定ステップに従って用紙のX方向の位置にずれがあると判断された場合には、そのずれに応じてインクジェットヘッド２３の動きを制御し、印刷の出図位置を調整することが可能である。この撮像ユニット２２による用紙位置の検出は、第１面印刷時には用紙ごとに紙の先端部を撮像して位置データ取得し、出図を調整すれば十分に精度良く印刷可能であるが、複数の印刷データを一枚の用紙に印刷して用紙が長尺になる場合など、ずれが発生する可能性がある場合には、各データの出図時にその都度用紙の位置を検出して出図位置を制御してもよい。そのようにして正確に印刷位置を制御しながら、インクジェットヘッド２３によって引き出し紙の第１面に画像の印刷を行う。

第１面に印刷が行われた印刷済み用紙は排出口２６から装置本体２外に送り出され、用紙トレイ５に排出される。この用紙トレイ５は装置本体２の排出口２６側から排出された用紙５２を受け止めるように、装置本体２の用紙搬送方向の幅よりも大きくなっており、また、用紙がトレイから落ちないように用紙トレイ５の用紙供給部３、４側の端と排出口２６側がプリンタ１の高さ方向に折り返されている。また、排出口２６から排出された用紙５２が装置本体２の前面である用紙供給部３、４側に滑り降りてくるように用紙トレイ５は用紙供給部３、４側が排出口２６側よりも低くなっている。これによって、排出された用紙５２は操作者が取り出しやすいように、装置の前面側に滑り降りて来、用紙トレイの装置前面側の折り返し部分にストックされる。

続いて、両面印刷を行なうために排出された用紙を巻き取るべく、第１面が印刷されて用紙トレイ５に排出された用紙５２の先端を第２用紙供給部４の第２ロール４０に取り付ける。図４には第１面が印刷された用紙を巻き取っている状態のプリンタ１を示す。この場合、第２ロール４０は用紙を巻き取る軸４１の両端にロールホルダー３２を取り付けたものである。用紙を取り付ける際は、用紙の先端辺が第２ロール４０の軸４１と平行になるようにテープ等で固定し、巻き取り時に歪みが出ないようにする。また、図４には既に印刷されている第１面が内側になるように第２ロール４０で巻き取っている様子を示しているが、第２面印刷時に第２挿入口４５および第２搬送ローラ４６を介して印刷部に送り出される際に、用紙に不要な力が加わらないように供給できる方向で巻き取ればよい。

用紙５２の先端を第２ロール４０に固定したら、制御部７により第２回転駆動機構４３１を駆動させ第２回転ローラ４２を回転させ、第２回転ローラ４２の回転をロールホルダー４２に伝達して第２ロールを回転させ、用紙の巻き取りを行う。図4に示すように、第１面が印刷されて排出口２６から排出された用紙は、装置本体２の下部に設けられた用紙トレイに一部が接した状態で、第２ロールに巻き取られていく。この場合、第１搬送ローラ駆動機構が回転し用紙の供給を行い、第２ロールは図において逆時計回りに回転し用紙を巻き取っている。この用紙の巻き取りは、第１面の印刷と同時に行うことができる。ただし、その際には第１面が印刷され排出されるスピードよりも巻取りが速くなりすぎて、印刷に影響を与えるのを防ぐため、また、巻き取り張力がかかって第２ロール４０に用紙を密に巻きすぎないようにするため、用紙トレイ５に設けられた用紙センサー５１で用紙を検出する。センサーによる巻き取り調整の機構及び理由は先述したとおりであり、巻き取られた用紙が第２面印刷時に歪みなく繰り出せるように、巻き取り張力がかからないように第２ロールに巻き取るべく、センサー５１で用紙が用紙トレイ５に残っているのを検出しながら巻き取っていく。この際、センサー５１が用紙を検出できなかった場合には、制御部７が第２回転ローラ駆動機構４３１を制御して、用紙が用紙トレイ５に一部が接触するように留まってセンサー５１が用紙を検出する状態になるまで巻き取りを停止する。

以上のようにして第１面の印刷と同時に第２ロール４０に巻取りを続け、第１面の印刷が全て終了したら、印刷部２０に設けられたカッター２４で用紙を裁断する。本実施形態のインクジェットプリンタ１は用紙を送り出した距離を第一搬送ローラ駆動機構３６１内のモーターに設けられたエンコーダによりモータの回転数を計測し、それを制御部７にフィードバックすることで、撮像ユニットで撮像した用紙の先端位置から用紙が送り出された距離を算出している。こうして算出した用紙の送り出し距離を裁断処理に利用することで、印刷領域の終端からカッター２４までの距離と予め設定された余白分の長さを合わせた距離分だけ正確に用紙を移動させることが可能であり、設定された裁断位置で精度よく裁断された用紙を得ることができる。裁断の詳細な処理については後述の各処理についての説明で述べる。

第１面を印刷し用紙の終端部が得られたら、続いて第2面の印刷を行う。図5には第2ロール４０に巻き取られた第1面に印刷済みの用紙を、第2ロール４０から第2面に印刷をするために装置本体２内に供給している状態のプリンタ1を示してある。第2面に印刷を行う際には、第2ロールに巻き取った第1面印刷済みの用紙の終端部を、第２用紙供給部の装置本体２側に設けられた第２挿入口４５に挿入する。挿入された用紙は、挿入口４５に設けられた第２搬送ローラ４６により引き込まれ、第２搬送路４７を経由して、印刷部２０に送られる。この際に、用紙の引き出しは第1用紙供給部３から供給する場合と同様に行い、第2回転ローラは停止させたまま第2搬送ローラで用紙を引き出すことで、第2ロールの自重により用紙にテンションをかけて引き出すようにする。これによって、用紙に正確な方向性を与えて搬送できる。そして、制御部７によって各駆動部を介して制御しながら第２面の印刷を行っていく。

ここで、印刷部２０に送られた第２面印刷時の用紙の先端は、第１面の印刷時の終端に該当するため第２面の印刷を行う場合には、第１面に印刷した印刷データの順序と逆になるように第２面の印刷データを出力する必要がある。具体的には第２面の印刷時には第２面の印刷データを全て一括して１８０度回転させて出力して印刷する。大判印刷の場合には一つの紙面に複数の印刷データを印刷することがあるが、その場合に個々のデータごと回転するとそれぞれの回転に伴う印刷位置の補正を行う必要が生じてしまい、データの処理効率が低下してしまう。そこで、連続して印刷する場合には、全ての印刷データそのものを１８０度回転させて出力する。例えば複数の印刷データのうちのある一つを用紙の右側に寄った位置に印刷する場合には、個々のデータをそれぞれ回転して出力する場合には印刷データ自体の回転に加え、用紙の右端からの距離及び左端からの距離を左右を入れ替えて印刷位置を決定する必要が生じてしまい、元のデータからの変換に時間がかかる。しかし、複数のデータ全てを印刷領域の周囲の余白のデータ等も含めて一括して回転すれば、そのまま出力して印刷をすることが可能となる。これによって、ロール紙等の長尺紙にいくつもの印刷データを印刷する場合でも、元のデータを回転させるだけの処理となり、本発明に係るプリンタの印刷方法でも、データ処理の際に効率が低下すると言ったデメリットは無い。

上記のようにして、第２面に印刷するデータを１８０度回転し、用紙の第２面に印刷をする。第２面の印刷は第１面印刷時と同様に撮像ユニット２２により用紙の位置を正確に検出して印刷開始位置を決定し、また、用紙幅方向にずれが生じている場合には、ずれの分を自動的に出図位置を補正して印刷していく。ただし、第２面印刷時は、１枚の長尺の用紙に複数の印刷データを印刷する場合には、撮像ユニット２２による用紙位置の検出を用紙ごとその先端だけ行うのではなく各印刷データの出図時にその都度行って、出図位置の補正を行うようにする。

これは、第２面印刷時に供給される用紙はプリンタの巻き取りローラで巻き取ったものであり、第１面印刷時にロール紙から供給される場合に比べ巻取りの状態が均一で無いことがあり、用紙の供給にずれが生じやすくなるからである。そこで、第１面印刷時は供給された用紙の先端を撮像し、出図位置を調整すれば十分であったが、第２面印刷時には各印刷データの出図開始時毎に用紙を撮像して位置データを取得し、ずれの有無を判断するようにする。このようにして、ずれがある場合には印刷データ毎に出図位置を補正して正確な位置に印刷をしていくため、用紙が僅かにずれて供給されても長尺な用紙であっても第１面と第２面の印刷位置を正確に合わせることが可能である。

また、用紙の送り出し方向のずれに関しては、第2面印刷時には第1面の印刷とずれが生じやすい。そのため、複数の印刷データを一枚の長尺紙に続けて印刷する場合に、第1面と第2面のトンボを目視で確認するなどして、用紙の送り出し方向（用紙Y方向）にずれがあった場合には、端末８からずれを補正する長さを入力する等して出図の位置を補正する。

以上のように、印刷開始位置の正確な制御と、X方向の用紙のずれの自動調整及び送り出し方向の手動補正により、ずれが生じやすい両面印刷でも表裏の印刷面を一致させることが可能となる。

上記のような方法によって第２面の印刷が行われ、第１面の印刷時と同様に排出ローラ２５によって排出口２６から排出され、用紙トレイ５にスタックされる。この際、印刷済み用紙が長尺である場合でそのままでは取り扱いがしにくい場合などには、第１面印刷後巻き取った第２ロール４０を、第１用紙供給部３に移し変え、第1面印刷済み用紙の終端を第１挿入口から挿入し、第２面の印刷を行う。その状態で、第２用紙供給部４に第２面印刷済み用紙を巻き取るためのロールをセットして、巻取りを行うようにすればよい。これによって、両面印刷した長尺の用紙もロール状にして取り扱うことができる。

次に、本実施形態において、長尺紙に精度良く印刷を行うための特長的な処理についての実施例を、それぞれの部位ごとに説明する。

まず、撮像ユニット２２によって用紙を撮像し、その画像データを基に出図位置を決定する又は用紙のずれを補正する際の処理について説明する。

まず、第１面に印刷をする場合の処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１０１で撮像ユニット２２を用いて、印刷部に送られてきた用紙の先端付近を撮像する。次に、ステップS102において、撮像した画像データを制御部７に取り込む。次に、ステップS103において、制御部7に取り込まれた画像データから、用紙の先端位置及び両側端の位置の位置データを演算する。次にステップＳ１０４で得られた位置データに基づいて出図位置を正確に決定する。具体的には送られてきた用紙の両端及び先端付近を撮像して用紙の両側端及び先端の位置データを取得する。その両側端と先端の位置を基準位置とし、その基準位置から設定された印刷開始位置を決定する。例えば、用紙の位置決定において、左端から30 ｍｍ、上端から20 ｍｍの位置から印刷するように印刷位置が設定されている場合には、用紙を撮像した画像データから用紙端のデータを取得し、そのデータに基づいて用紙端からそれぞれ30 ｍｍ、20 ｍｍの位置を決定し出図する。この際、撮像ユニット２２での撮像を100万画素程度の高画素の撮像素子を用いて行えば、0.1 ｍｍ単位での用紙の位置判別が可能になるため、そのデータを用いて上記のように印刷位置を決定すれば、設定された任意の位置通りに出図が可能となる。また、用紙が用紙の幅方向にずれて供給された場合に、そのずれが許容範囲外であれば印刷位置決定のステップで自動的にそのずれを補正して印刷位置決定を行い出図する。上記位置決めをして出図を開始し（Ｓ１０５）、出図が完了したら（Ｓ１０６）ステップＳ１０７で全データが完了したかを判別し、全データの印刷が完了した場合にはステップＳ１０８で用紙をカットして印刷を終了する。全データの出図が完了していない場合には、次のデータを出図するためにステップＳ１０４に戻り次のデータの出図位置を決定する。以上が、第1面に印刷する場合に行っている処理である。尚、用紙のカットは必ず行う処理ではなく、カットする必要が無い場合にはカットは行わないこともできる。

次に、表面である第1面を印刷した用紙をロールに巻き取って、第２面を印刷する場合の処理を図７に示す出図位置調整処理のフローチャートに基づいて説明する。第1面印刷時と同様に、まずステップS２０１で撮像ユニット２２を用いて、印刷部に送られてきた用紙の先端付近を撮像する。次に、ステップＳ２０２にて、撮像した画像データを制御部７に取り込む。

次に、ステップＳ２０３において、制御部7に取り込まれた画像データから、用紙の先端位置及び両側端の位置の位置データを取得する。第1面印刷時と同様にステップＳ２０４にて出図位置を正確に決定し、出図を開始する。この際、裏面である第2面印刷時には上述したように出図するデータを180度回転させて第1面印刷時における用紙の終端から印刷を行うため、第1面の印刷領域の終端位置から裁断される位置までの用紙送り出し方向の距離を第2面の印刷開始位置決定に適用し、表裏の印刷位置が一致するようにしている。そのため、Ｓ２０２において表裏の送り出し方向の印刷位置を一致させるために撮像ユニット２２により用紙の先端位置を確認し、搬送ローラ駆動機構に設けられたエンコーダで先端から印刷開始位置までの用紙の送り出しを正確に行い位置を合わせている。また、用紙の幅方向（Ｘ方向）の位置合わせは、第1面印刷時と同様の処理であるが、第2面印刷時は、本プリンタで巻き取ったロールから用紙を引き出しているため、第1面印刷時よりも用紙の幅方向（Ｘ方向）の僅かなずれが生じやすくなる。しかし、用紙の端を基準に印刷開始位置を決定しているため、僅かなずれであってもそれに対応して設定された位置から正確に印刷を開始できる。

印刷位置を決定し、出図を開始し（Ｓ２０５）、その印刷データの出図が完了したら、全データの出図が完了したか判別する。第1面印刷時には用紙の先端部のみ位置データを取得して出図位置を決定していたが、第2面印刷時は、第1面の印刷に正確に一致させる必要があるため、複数のデータを一枚の長尺紙に印刷する場合には、そのデータの印刷開始毎に用紙の端の位置を確認して出図位置を決定するためである。出図するデータがまだある場合にはステップＳ２０８に進み用紙の送り出し方向に印刷位置のずれがあるか第1面と第2面のトンボ等の位置を目視で確認する。ずれが許容範囲内（０〜所定値）で無い場合には、ステップＳ２０９において操作端末８からずれを修正するようにずれに応じた値を入力して次のデータの出図位置を補正する。例えば、用紙のＹ方向に1 mmずれていると判断され、それが許容範囲をこえている場合には、1 mmのずれを相殺する方向に出図位置をずらして印刷されるように端末８で入力し、エンコーダのデータを利用して送り出し距離を調整する。

次いで、ステップＳ２１０に進み用紙のカットを行うか判別する。複数の印刷データを第1面に連続して印刷している場合には、ここでそのデータ毎一枚のカット紙で得られるようにカットすることができる。カットする場合にはステップＳ２１１でカットする。以上で第2面に一つのデータを印刷する処理が終了し、次のデータを印刷するためにステップＳ２０１に戻って同様の処理を行う。第2面印刷時には、印刷するデータごとに用紙端の撮像を行い出図位置を調整するようにしているため、第1面の印刷位置と正確に一致させることが可能となる。ステップＳ２０７において全データの印刷が終了したと判別されたら、ステップＳ２１２に進み用紙の終端をカットし、印刷を終了する。

このように、本実施形態のプリンタは第2面印刷時には、印刷データ毎用紙の位置を確認する処理を行うため、ずれが生じやすい第2面の印刷でも第1面の印刷位置に正確に一致させることができる。また、印刷データが複数ある場合に、前の印刷においてＹ方向にずれが生じても、次のデータの出図時にその補正をすることができるため、用紙の無駄が少なくなり、より効率的に両面印刷ができる。尚、用紙のＹ方向のずれの確認（Ｓ２０８）及び補正値の入力（Ｓ２０９）は必ずしも出図完了Ｓ２０６の後、用紙カットＳ２１０の前に行う必要はなく、印刷中にずれがあると確認し次のデータを印刷する前に行えばよい。

次に、上記処理のステップＳ１０８、Ｓ２１１及びＳ２１２において印刷された用紙を裁断する処理方法について説明する。両面印刷の動作の説明で先述したように、搬送ローラ３６、４６の駆動機構３６１、４６１に設けられたエンコーダにより、モータの回転数をフィードバックして用紙の送り出し距離を算出し、設定された用紙裁断位置で裁断している。

本実施形態のプリンタの場合は、カット紙ではなくロール紙を両面印刷するため、第１面印刷後に印刷領域の終端から、設定された余白分を測定して裁断する。この際、印刷された領域の終端から裁断位置までが設定された値通り正確にカットされている必要がある。例えば、余白分の幅が５０mmに設定されていても、実際のカット位置が印刷領域の終端から５２mmの位置であった場合、第１面の終端部の実際の余白は５２ｍｍとなるが、データ上は５０mmであるため、第２面の印刷は用紙の先端から５０ｍｍの位置から、印刷が開始されてしまう。その結果、第１面の印刷位置と第２面の印刷位置が用紙の送り方向に２mmずれてしまうことになる。そのようなずれを防ぐため、出図が完了した時点から用紙が移動する距離をエンコーダのフィードバックで計測し、印刷された領域の終端からカッターまでの距離と予め設定された余白分の長さを合わせた距離を用紙が移動した地点でカットを行う。こうすることで設定された余白幅で正確にカットされた用紙を得ることができる。

次に第１面が印刷された用紙を、第２ロール４０によって巻き取る際に、巻き取る速度の調整処理について図８示す巻き取り動作処理のフローチャートを基に説明する。先述したように、巻き取りは張力をかけずに行うため、第１面印刷済みの用紙は排出口２６から排出され、排出口２６から第２ロール４０の間の一部で用紙が用紙トレイ５に接する程度に余裕を持たせた状態で巻き取っていく必要がある。

そのため、まず第1面が印刷されている用紙の先端を第２ロール４０にセットし、操作パネル等に設けられた巻き取りスイッチを押して巻取り処理を開始する（Ｓ３０１）。次に、ステップＳ３０２にて用紙センサー５１が用紙の有無を検出したかどうかを判別する。用紙が検出された場合には、第2回転ローラを回転駆動し第２ロール４０を回転させて用紙の巻取りを行う（Ｓ３０３）。そして、ステップＳ２０２とステップＳ３０３を繰り返して用紙の検出を行って巻き取り張力がかからない状態で巻取りを行う。印刷が停止したり排紙されてくる速度が遅くなったりして、排紙された用紙がトレイ５に残っていない状態となりセンサー５１が用紙を検出できなかった場合には、ステップＳ３０４に進み、第2ロール４０の巻取りを停止させる。そして、ステップＳ３０５に進み、全データの出図が終了したかどうかを判別する。

ここで、全データの出図が終了したのを確認するのは、全データが出図され印刷が終了した場合には用紙がカットされるため、巻き取りを続けていくと、トレイ５１に残っていた用紙が巻き取られていき、用紙のカットされた端付近まで巻き取られていく。そして最終的には用紙センサー５１に用紙が接触しなくなり、センサー５１に検知されなくなるからである。

全データの出図がまだ完了していないと判断された場合には、用紙を検出するまでステップＳ３０２〜Ｓ３０５までを繰り返す。このような全データが出図されておらず用紙が検出されない場合に想定される状況は、印刷速度が低下したり、何らかの原因で印刷がストップした場合に、一定時間に印刷されて用紙が排出される長さよりも巻き取られる用紙の長さが上回り、用紙トレイにたまっていた用紙まで巻き取ってしまうことが考えられる。このような状況で巻取りを続けると、用紙トレイに残っていた余分が無くなって、印刷部内に残っている用紙を引っ張ってしまうことになり、印刷が乱れたり用紙が破れてしまったりする原因になる。

その後、上記のステップを繰り返す間に、印刷が再開されて用紙が排出され、再び用紙が用紙トレイ５１にたまり、用紙センサー５１が用紙を検出した場合には、ステップＳ３０３に進み、第2ロール４０を回転させて巻取りを再開する。

最終的に、ステップＳ３０５において、全データの出図が完了し印刷が終了したと判別された場合には、その時点で巻き取り処理を終了する。

尚、第2ロールによる巻取りのスピードが排出されるスピードに比べて遅すぎると、印刷済み用紙が用紙トレイにたまりすぎてしまい、用紙トレイから脱落したり、排出が円滑に行えず紙詰まりを起こすなど、印刷に影響が生じる可能性があるため、巻き取りのスピードは排紙されるスピードより少し速く設定することが好ましい。また、この巻き取り処理は、第１用紙供給部で巻取りを行う場合についても適用できる。

本発明に係る画像形成装置の実施形態の断面を示す模式図。 本発明に係る画像形成装置の実施形態の構成を示すブロック図。 図1に示した画像形成装置の用紙供給部の（a）ロールホルダー及び（b）ロールホルダーを取り付けた第1及び第2ロールの模式図。 図1に示した画像形成装置において、排出された用紙を巻き取っている状態を示す断面模式図。 図1に示した画像形成装置において、第2ロールから用紙を供給して画像形成を行っている状態を示す断面模式図。 本実施形態の画像形成装置において、第1面の用紙の撮像、出図、カットを行う際の処理ステップを示すフローチャート。 本実施形態の画像形成装置において、第2面の用紙の撮像、出図、カットを行う際の処理ステップを示すフローチャート。 本実施形態の画像形成装置において、用紙を巻き取る際の処理を示すフローチャート。

符号の説明

１ プリンタ
２ 装置本体
２０ 印刷部
２１ 送りローラ
２２ 撮像ユニット
２３ インクジェットヘッド
２４ カッター
２６ 排出口
３ 第1用紙供給部
３０ 第1ロール
４ 第２用紙供給部
４０ 第２ロール
４７ 第２搬送路
５ 用紙トレイ
５１ 用紙センサ
６ 操作パネル
７ 制御部
８ 端末

Claims (6)

1. ロール状の用紙を用いて両面印刷を行うことが可能な画像形成装置であって、
   前記用紙を撮像して、該用紙の先端領域を含む画像データを取得する撮像手段と、
   前記画像データを用いて、前記用紙の先端領域における先端辺及び側辺の位置データを求める画像処理手段と、
   前記用紙に画像を形成する画像形成手段と、
   一方の面に画像が形成された用紙を裁断する裁断手段と、
   前記一方の面に画像が形成された用紙を巻き取り、該用紙を前記画像形成手段に再度搬送するために用いられる巻き取り手段と、
   前記画像形成手段及び前記裁断手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記位置データを用いて、前記用紙の両面に対する画像形成を開始する際の前記画像形成手段の駆動を制御するとともに、前記裁断手段の駆動タイミングを制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記位置データに基づいて、前記用紙の搬送方向及び幅方向における画像形成の開始位置を決定することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、
   前記位置データを用いて、基準位置に対する前記側辺の位置のずれ量が、許容範囲内であるか否かを判別し、
   許容範囲外である場合には、画像形成を行う際の前記画像形成手段の駆動位置を、前記ずれ量に応じて変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記巻き取り手段は、前記用紙を巻き取り張力がかからない状態で巻き取ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記先端辺の位置からの前記用紙の搬送距離を検出し、所定の搬送距離に到達したときに、前記裁断手段を駆動することを特徴とする請求項1乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成手段は、前記用紙の幅方向に移動しながら、前記用紙に対して画像を形成するためのインクを塗布することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載の画像形成装置。

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