JP2001239653A

JP2001239653A - 印刷装置及び印刷方法

Info

Publication number: JP2001239653A
Application number: JP2000053985A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kubo; 直樹久保; Jun Koreishi; 純是石; Hideaki Nakanishi; 秀明中西
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-04

Abstract

(57)【要約】【課題】立体的な印刷対象物に印刷を行う際に、画質
の低下を招かないこと。【解決手段】吐出ヘッド５０のノズル面５３に吐出ノ
ズル５２ａ〜５２ｇが配置される。各吐出ノズル５２ａ
〜５２ｇについて印刷対象物９との距離Ｈ（Ｈａ〜Ｈ
ｇ）を求め、印刷に要求される画質に応じて決定される
許容距離Ｈ０と比較する。そして、印刷対象物９との距
離Ｈが許容距離Ｈ０以下である吐出ノズル５２ａ〜５２
ｄについてはインク吐出を許可し、許容距離Ｈ０よりも
大きい吐出ノズル５２ｅ〜５２ｇについてはインク吐出
を禁止する。この結果、各吐出ノズルからの吐出方向の
ばらつきによるドットの着弾誤差が要求される画質を満
足するような範囲内に収まるため、画質低下を抑制する
ことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、立体的な印刷対
象物に対して印刷を行う印刷装置及び印刷方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、印刷用紙に対してインクジェ
ット方式等によってインクを吐出することで所望する画
像等を印刷する印刷装置が知られている。このような印
刷装置ではインクを吐出する吐出ヘッドを主走査方向に
連続的に移動させつつインクを吐出し、主走査方向への
１ライン分の印刷が終了した時点で主走査方向と直交す
る副走査方向に吐出ヘッドを一定間隔だけ移動させ、次
の主走査方向への印刷動作を開始する。また、印刷動作
を効率的に行うために、吐出ヘッドを複数の吐出ノズル
を備えたマルチノズルヘッドとして構成することも行わ
れている。

【０００３】そして、このようなマルチノズル構成の吐
出ヘッドからインクジェット方式等でインクを吐出する
技術を用いて立体的な印刷対象物に印刷を行うことも試
みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
吐出ノズルを備える吐出ヘッドにおいては、製造時にお
ける加工精度のばらつきが吐出ノズルごとに生じてい
る。また、各吐出ノズルの吐出孔周囲にはインク滴の付
着を防止するために撥水処理が施されるが、その撥水処
理が吐出ノズルによっては不均一となることもある。

【０００５】このような要因により、複数の吐出ノズル
を備える吐出ヘッドからインクを吐出した場合、インク
の吐出角度（吐出方向）が吐出ノズルごとに異なること
になる。

【０００６】図１４は吐出ノズルの吐出方向を示す図で
あり、図１４（ａ）は加工精度が高く、かつ撥水処理も
均一に施されている吐出ノズルからのインク吐出を示す
図であり、図１４（ｂ）は加工精度の低い吐出ノズルま
たは撥水処理が不均一に施された吐出ノズルを示す図で
ある。

【０００７】図１４（ａ）に示すように吐出ノズル５２
の加工精度が高く、かつ撥水処理も均一に施されている
場合には、インクは吐出ノズル５２の法線方向に吐出さ
れ、印刷対象物においてドットを形成すべき位置ＰＡに
対して正確にインク滴が着弾し、ドット形成が行われ
る。

【０００８】一方、図１４（ｂ）に示すように吐出ノズ
ル５２の加工精度の低い場合または撥水処理が不均一に
施されている場合には、インクは吐出ノズル５２の法線
方向からずれた方向に吐出され、印刷対象物において本
来のドットを形成すべき位置ＰＡに着弾せずに、吐出方
向のずれに応じた位置ＰＢに着弾する。したがって、こ
の場合は、理想的なドット形成位置ＰＡと実際上のドッ
ト形成位置ＰＢとの間に着弾誤差ｈが生じることとな
り、印刷精度の低下の要因になる。

【０００９】一般にマルチノズル構成の吐出ヘッドの場
合、全ての吐出ノズルを図１４（ａ）に示すように高精
度かつ均一に製造することは困難であり、多くの吐出ノ
ズルは図１４（ｂ）のようにインクの吐出方向に一定の
誤差を生じることとなっている。このため、上記のよう
な着弾誤差ｈをどのようにして低下させるかが、課題と
なる。

【００１０】さらに、印刷動作中は吐出ヘッドが主走査
方向へ連続的に移動するため、各吐出ノズルがインクを
吐出する際の吐出速度の不均一によっても各吐出ノズル
からの吐出方向が異なることになり、上記のような着弾
誤差ｈを生じさせ、画質低下の要因となる。

【００１１】ここで、印刷用紙等の平面体に印刷を行う
場合には、吐出ノズルと印刷対象物との距離Ｈを十分に
小さくすることにより、着弾誤差ｈを低下させることが
可能である。

【００１２】これに対し、立体的な印刷対象物に対して
インクを吐出する場合には、印刷対象物の形状によって
は、吐出ヘッドと印刷対象物との干渉を回避するため
に、吐出ノズルと印刷対象物との距離Ｈを十分に小さく
することができない場合がある。さらに、印刷対象物の
立体的な表面形状に応じて、吐出ノズルと印刷対象物と
の距離Ｈが異なるため、距離Ｈが大きくなる位置では着
弾誤差ｈも大きくなり、印刷される画質がさらに低下す
ることになる。

【００１３】そこで、この発明は、上記課題に鑑みてな
されたものであって、画質の低下を招くことなく、マル
チノズル構成の吐出ヘッドを用いて立体的な印刷対象物
に印刷を行う印刷装置及び印刷方法を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、立体的な印刷対象物に対
して印刷を行う印刷装置であって、前記印刷対象物に対
して印刷用のインクを吐出する複数の吐出ノズルを備え
た吐出ヘッドと、前記印刷対象物に対して前記吐出ヘッ
ドを相対的に移動させることにより、前記吐出ヘッドを
前記印刷対象物に対して走査させる駆動手段と、前記吐
出ヘッドの走査位置に対する前記印刷対象物の形状に応
じて、前記複数の吐出ノズルのうちから印刷動作に使用
する吐出ノズルを選択的に決定し、前記吐出ヘッドによ
る印刷動作を制御する制御手段とを備えている。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の印刷装置において、前記制御手段が、前記複数の吐出
ノズルのうち、前記吐出ヘッドの各走査位置での前記複
数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距離が
所定の許容範囲内である吐出ノズルを印刷動作に使用す
る吐出ノズルとして選択することを特徴としている。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の印刷装置において、前記制御手段が、画質に応じて前
記許容範囲を設定変更することを特徴としている。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、前記制
御手段が、選択的に決定される前記吐出ノズルの数が増
加するように、前記駆動手段を駆動させて前記吐出ヘッ
ドと前記印刷対象物との位置関係を調整することを特徴
としている。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の印刷装置において、前記駆動手段が、前記印刷対象物
を所定平面内で回転させる回転駆動手段を備えており、
前記制御手段が、前記回転駆動手段を駆動させることに
より、前記位置関係を調整することを特徴としている。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
請求項５のいずれかに記載の印刷装置において、前記制
御手段による前記印刷動作に使用する吐出ノズルの選択
が、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物における特定領域
を走査する際の印刷動作のために行われることを特徴と
している。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の印刷装置において、前記特定領域が、前記印刷対象物
に対して印刷すべき画像のエッジ領域であることを特徴
としている。

【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項１ないし
請求項７のいずれかに記載の印刷装置において、前記制
御手段が、前記印刷対象物の表面形状を複数のポリゴン
で近似し、各ポリゴンごとの印刷動作を行う際に使用す
る吐出ノズルを選択することを特徴としている。

【００２２】請求項９に記載の発明は、請求項１ないし
請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、前記制
御手段は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物に対して直
線的に走査する過程における各走査位置での、前記複数
の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距離に基
づいて、前記複数の吐出ノズルのうちから、前記直線的
な走査方向に対して一定幅での印刷を可能とする吐出ノ
ズルを選択し、前記直線的走査過程における印刷動作を
制御することを特徴としている。

【００２３】請求項１０に記載の発明は、請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の印刷装置において、前記
制御手段は、前記吐出ヘッドが一定の高さ位置にて前記
印刷対象物を走査する過程における各走査位置での、前
記複数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距
離に基づいて、前記複数の吐出ノズルのうちから、一定
高低幅での印刷を可能とする吐出ノズルを選択し、前記
高さ位置における印刷動作を制御することを特徴として
いる。

【００２４】請求項１１に記載の発明は、立体的な印刷
対象物に対して印刷を行う印刷方法であって、(a)印刷
用のインクを吐出する複数の吐出ノズルを備えた吐出ヘ
ッドを前記印刷対象物に対して相対的に移動させつつ走
査する際の、各走査位置における前記印刷対象物の形状
に応じて、前記複数の吐出ノズルのうちから印刷動作に
使用する吐出ノズルを選択的に決定する工程と、(b)前
記工程(a)にて決定された前記吐出ノズルを用いて各走
査位置における印刷動作を制御する工程とを有してい
る。

【００２５】請求項１２に記載の発明は、請求項１１に
記載の印刷方法において、前記工程(a)は、前記複数の
吐出ノズルのうち、前記各走査位置における前記複数の
吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距離が所定
の許容範囲内にある吐出ノズルを印刷動作に使用する吐
出ノズルとして選択することを特徴としている。

【００２６】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の印刷方法において、(c)画質に応じて前記許容範
囲を設定または変更する工程をさらに有している。

【００２７】請求項１４に記載の発明は、請求項１１な
いし請求項１３のいずれかに記載の印刷方法において、
前記工程(a)は、選択される前記吐出ノズルの数が増加
するように、前記吐出ヘッドと前記印刷対象物との位置
関係を定義する工程を含むことを特徴としている。

【００２８】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の印刷方法において、前記工程(b)は、前記位置関
係の定義に基づいて、前記印刷対象物を所定平面内で回
転させることにより、前記印刷動作の際の前記位置関係
の調整を行う工程を含むことを特徴としている。

【００２９】請求項１６に記載の発明は、請求項１１な
いし請求項１５のいずれかに記載の印刷方法において、
前記工程(a)における前記印刷動作に使用する吐出ノズ
ルの選択が、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物における
特定領域を走査する際の印刷動作のために行われること
を特徴としている。

【００３０】請求項１７に記載の発明は、請求項１６に
記載の印刷方法において、前記特定領域が、前記印刷対
象物に対して印刷すべき画像のエッジ領域であることを
特徴としている。

【００３１】請求項１８に記載の発明は、請求項１１な
いし請求項１７のいずれかに記載の印刷方法において、
前記工程(a)は、前記印刷対象物の表面形状を複数のポ
リゴンで近似し、各ポリゴンごとの印刷動作を行う際に
使用する吐出ノズルを選択する工程を含むことを特徴と
している。

【００３２】請求項１９に記載の発明は、請求項１１な
いし請求項１３のいずれかに記載の印刷方法において、
前記工程(a)は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物に対
して直線的に走査する過程における各走査位置での、前
記複数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距
離に基づいて、前記複数の吐出ノズルのうちから、前記
直線的な走査方向に対して一定幅での印刷を可能とする
吐出ノズルを選択する工程を含み、前記工程(b)は、前
記工程(a)にて決定された前記吐出ノズルを用いて、前
記走査方向に前記吐出ノズルを直線的に移動させつつ各
走査位置における印刷動作を制御する工程を含むことを
特徴としている。

【００３３】請求項２０に記載の発明は、請求項１１な
いし請求項１３のいずれかに記載の印刷方法において、
前記工程(a)は、前記吐出ヘッドが一定の高さ位置にて
前記印刷対象物を走査する過程における前記各走査位置
での、前記複数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象
物との距離に基づいて、前記複数の吐出ノズルのうちか
ら、一定高低幅での印刷を可能とする吐出ノズルを選択
する工程を含み、前記工程(b)は、前記工程(a)にて決定
された前記吐出ノズルを用いて、前記吐出ノズルが前記
高さ位置にある場合の各走査位置における印刷動作を制
御する工程を含むことを特徴としている。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。

【００３５】＜１．印刷装置の全体的構成＞図１は、こ
の発明の実施形態に係る印刷装置１を示す外観図であ
る。この実施形態では、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交する３軸を図
１に示すように定義する。

【００３６】この印刷装置１には基台８１の上面側中央
位置に印刷対象物９を設置するための回転ステージ８２
が設けられており、回転ステージ８２は基台８１の内部
側に設けられたステージ回転駆動部７０（図８参照）に
よってＸＹ平面内で回動し、それによって上面側に設置
される印刷対象物９を回動させるように構成されてい
る。基台８１の上面側における回転ステージ８２の外側
には回転ステージ８２を挟んでＹ軸方向に沿った２つの
溝８３が形成されている。この２つの溝８３にはそれぞ
れスタンド２１が設置されており、スタンド２１は基台
８１の内部側に設けられた副走査方向駆動部２０（図８
参照）によって溝８３に沿った方向（すなわち、Ｙ方
向）に移動可能となっている。スタンド２１の上部側に
はレール１１がＸ方向に沿って取り付けられており、こ
のレール１１にはヘッド保持機構１３が設置されてい
る。レール１１の内部には主走査方向駆動部１０（図８
参照）が設けられており、主走査方向駆動部１０によっ
てヘッド保持機構１３はレール１１に沿った方向（すな
わち、Ｘ方向）に移動可能となっている。また、ヘッド
保持機構１３の内部には吐出ヘッド昇降駆動部３５（図
８）が設けられている。

【００３７】ヘッド保持機構１３の下部には、吐出ヘッ
ド昇降駆動部３５によってＺ方向に沿って昇降する昇降
軸３２を介して吐出ヘッド５０が連結されている。吐出
ヘッド５０は、インクジェット方式等によって印刷対象
物９に対して印刷用のインクを吐出するためのノズル配
置部５１を有している。そして、ノズル配置部５１の印
刷対象物９と対向する面（ノズル面）側には、インクを
吐出する複数の吐出ノズルが設けられている。吐出ヘッ
ド５０の内部には各吐出ノズルを駆動するための吐出ノ
ズル駆動部６０（図８参照）が配置されており、この吐
出ノズル駆動部６０によって各吐出ノズルから印刷対象
物９に向けてインクの吐出が個別に行われる。なお、こ
の実施形態では、インクはＸＹ平面に対して垂直下方に
向けて吐出ノズルより吐出される。

【００３８】図２は、吐出ヘッド５０と印刷対象物９と
の位置関係を示す図である。図１に示した印刷装置１で
は、Ｘ方向を主走査方向とし、Ｘ方向に直交するＹ方向
を副走査方向として吐出ヘッド５０を印刷対象物９に対
して移動させつつ印刷動作を行う。すなわち、主走査方
向Ｘに沿って吐出ヘッドを連続的に移動させつつ、吐出
ヘッド５０における吐出ノズルからインクを吐出してい
くことで、印刷対象物９における印刷対象領域への主走
査方向Ｘに沿った１ライン分の印刷を行い、１回の主走
査方向Ｘへの印刷動作が終了すると、次の副走査方向Ｙ
へ吐出ヘッド５０を移動させ、次の主走査方向Ｘに対す
る印刷動作を開始するのである。

【００３９】その印刷過程において、吐出ヘッド５０に
おける複数の吐出ノズルが配置されたノズル面と印刷対
象物９表面との距離を適正間隔に保つため、かつ、吐出
ヘッド５０と印刷対象物９との干渉を防止するために、
吐出ヘッド昇降駆動部３５によって吐出ヘッド５０がＺ
方向に駆動される。

【００４０】また、必要に応じて回転ステージ８２を回
転させることにより、吐出ヘッド５０と印刷対象物９と
の位置関係を調整することが可能になっている。

【００４１】図３は吐出ヘッド５０における複数の吐出
ノズルの配置状態を示す図であり、（ａ）は主走査方向
Ｘに複数の色成分ごとのノズル位置が規定されており、
各色成分ごとに副走査方向Ｙに沿って複数の吐出ノズル
５２が配置されている構成例を示しており、（ｂ）は副
走査方向Ｙに複数の色成分ごとの吐出ノズル位置が規定
されており、さらに各色成分ごとに副走査方向Ｙに沿っ
て複数の吐出ノズル５２が配置されている構成例につい
て示している。

【００４２】この実施の形態では、複数の色成分とし
て、カラー印刷を行うための基本的組み合わせであるＹ
（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブ
ラック）の４色を用いる例について説明するが、これに
限定されるものではない。

【００４３】図３（ａ）に示すように吐出ヘッド５０に
おけるノズル面５３に対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色成分
が主走査方向Ｘについて異なる位置に配置されており、
各色成分ごとに複数の吐出ノズル５２が副走査方向Ｙに
沿って配列されている場合には、主走査方向Ｘへの１回
の走査で印刷対象物９に対する１ライン分のカラー印刷
を行うことができる。ただし、この場合、主走査方向Ｘ
についての色成分ごとの吐出ノズル５２の配置位置が異
なるため、主走査方向Ｘについてのインクの吐出タイミ
ングを色成分ごとに調整することが必要になる。

【００４４】一方、図３（ｂ）に示すようにノズル面５
３に対してＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色成分が主走査方向Ｘに
ついて同一位置に配置されており、各色成分ごとに複数
の吐出ノズル５２が副走査方向Ｙに沿って配列されてい
る場合には、主走査方向Ｘについてのインクの吐出タイ
ミングを色成分ごとに調整する必要はなくなるが、異な
る副走査位置で主走査方向Ｘに対する走査を少なくとも
４回行わなければ１ライン分のカラー印刷を行うことが
できない。

【００４５】上記の２つの配置構成は、印刷対象物９に
対してカラー印刷を施すことが可能であるため、いずれ
を採用してもよい。そして、吐出ヘッド５０を図３に示
すようなマルチノズル構成とすることにより、１回の主
走査方向Ｘへの吐出ヘッド５０の駆動で、ノズル配列幅
に応じたカラー印刷が可能になるため、各色成分ごとの
吐出ノズルが１個である場合に比べて効率的な印刷が可
能になる。

【００４６】この実施の形態における以下の説明におい
ては、主として図３（ａ）に示すマルチノズル構成の吐
出ヘッド５０を印刷装置１に採用した場合について説明
することにする。

【００４７】＜２．吐出制御の原理＞次に、画質の低下
を招くことなく、マルチノズル構成の吐出ヘッドを用い
て立体的な印刷対象物に印刷を行うための原理について
説明する。

【００４８】図４は、吐出ノズルと印刷対象物９との距
離と、各吐出ノズルにおける着弾誤差ｈとの関係を示す
図である。図４に示すように、吐出ノズルの加工精度ま
たは撥水処理の不均一による吐出方向のズレが原因とな
って生じる着弾誤差ｈは、吐出ノズルと印刷対象物９と
の距離Ｈが一定範囲内であれば比例関係にあり、距離Ｈ
が大きくなる程に着弾誤差ｈも大きくなる。

【００４９】既述のように着弾誤差ｈが大きくなると、
印刷対象物９に対する印刷画質が低下するため、印刷画
質を一定レベルに維持しようとすると、着弾誤差ｈを一
定誤差範囲内に制限する必要がある。換言すれば、印刷
画質が決まれば、着弾誤差ｈに対する許容着弾誤差ｈ０
を決定することができる。そして、図４に示すように許
容着弾誤差ｈ０から吐出ノズルと印刷対象物９との許容
距離Ｈ０を導くことができる。

【００５０】したがって、印刷画質が決まれば、その画
質を実現するための吐出ノズルと印刷対象物９との許容
距離Ｈ０を決定することができるのである。

【００５１】図５は、印刷動作の際の吐出ノズルの制限
を示す図である。図５に示すように吐出ヘッド５０のノ
ズル面５３には７個の吐出ノズル５２ａ〜５２ｇが配置
されているとする。例えば、図４に示すように印刷画質
に基づいて許容着弾誤差ｈ０が求まると、その許容着弾
誤差ｈ０から許容距離Ｈ０を決定することができる。す
なわち、吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈが許容距
離Ｈ０よりも小さい場合には、印刷画質が要求される画
質を満たすこととなる一方、許容距離Ｈ０よりも大きい
場合には、印刷画質が要求される画質よりも低下するこ
とになるのである。図５の例の場合、吐出ノズル５２ａ
〜５２ｇのそれぞれについて印刷対象物９との距離Ｈを
求めると、吐出ノズル５２ａについては距離Ｈ＝Ｈａと
なっており、他の吐出ノズル５２ｂ〜５２ｇについても
それぞれ距離Ｈ＝Ｈｂ〜Ｈｇとなっている。ここで、吐
出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈは、吐出ノズルが理
想的なインク吐出を行った場合のインクの吐出方向、す
なわちノズル面５３についての法線方向についての距離
である。

【００５２】そして要求される画質に基づいて決定され
る許容距離Ｈ０と各吐出ノズル５２ａ〜５２ｇについて
導かれた距離Ｈとを比較し、Ｈ＞Ｈ０の関係となる吐出
ノズルからインクを吐出させると要求される画質に対し
て画質低下の要因になることから、インク吐出を禁止す
る。逆に、Ｈ≦Ｈ０の関係となる吐出ノズルからインク
を吐出する場合は着弾誤差ｈがｈ０以下に抑えられるの
で要求される画質に対して画質低下を招かないことか
ら、インク吐出を許可する。

【００５３】図５の例では、各吐出ノズル５２ａ〜５２
ｇについての距離Ｈａ〜Ｈｇと許容距離Ｈ０とを比較す
ると、吐出ノズル５２ａ〜５２ｄについては許容距離Ｈ
０よりも小さい距離となっているのでインク吐出が許可
され、吐出ノズル５２ｅ〜５２ｇについては許容距離Ｈ
０よりも大きい距離となっているのでインク吐出が禁止
される。

【００５４】このように印刷動作の際にマルチノズル構
成の吐出ヘッドにおける各吐出ノズルと印刷対象物との
距離に基づいて、複数の吐出ノズルのうちから印刷動作
に使用する吐出ノズルを選択的に決定し、その決定され
た吐出ノズルを用いて印刷動作を行うことにより、印刷
対象物９に生じるドットの着弾誤差ｈが許容着弾誤差ｈ
０で規定される範囲内に抑えられ、印刷対象物９に対す
る印刷内容の画質低下を抑制することが可能になるので
ある。

【００５５】＜３．副走査方向Ｙに対する吐出制御＞ま
ず、副走査方向Ｙに対する吐出制御について具体的に説
明する。

【００５６】図６は、副走査方向Ｙに対する吐出制御を
示す図である。図６では、インク吐出が許可されている
吐出ノズルについてはインクの吐出経路を実線で示して
おり、インク吐出が禁止されている吐出ノズルについて
はインクの吐出経路を破線で示している。

【００５７】吐出ヘッド５０を副走査方向Ｙに沿って移
動させる過程において、吐出ヘッド５０と印刷対象物９
との干渉を回避するために、吐出ヘッド５０と印刷対象
物９との最小クリアランス（隙間）が所定値Ｒ０に維持
される。最小クリアランスとは、吐出ヘッド５０におけ
る印刷対象物９に対向する部分と印刷対象物９における
表面部分との最小間隔である。なお、最小クリアランス
が所定値Ｒ０に維持されるためには、吐出ヘッド５０の
走査位置に応じて吐出ヘッド昇降駆動部３５が駆動さ
れ、吐出ヘッド５０のＺ方向に沿った高さ位置の調整が
行われる。

【００５８】図６（ａ）は、印刷対象物９の平面部を印
刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷対象物
９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態で、各
吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求めると、全て
の吐出ノズルについてＨ≦Ｈ０の関係を満たすことにな
る。したがって、この場合には、全ての吐出ノズルから
インクが吐出され、効率的な印刷が行われる。

【００５９】次に、図６（ｂ）は、印刷対象物９の急斜
面を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、斜面上部側に位置する吐出ノズルについてはＨ≦Ｈ
０の関係を満たすことになるが、斜面下部側に位置する
吐出ノズルについてはＨ＞Ｈ０の関係となる。したがっ
て、この場合には斜面下部側に位置する吐出ノズルから
のインクの吐出は禁止され、斜面上部側に位置する吐出
ノズルのみを用いて印刷動作が行われることになる。

【００６０】次に、図６（ｃ）は、印刷対象物９の頂上
部を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、頂上部付近に対応する吐出ノズルについてはＨ≦Ｈ
０の関係を満たすことになるが、急斜面部に位置する吐
出ノズルのうちの一部についてはＨ＞Ｈ０の関係とな
る。したがって、この場合には、その一部の吐出ノズル
からのインク吐出は禁止され、頂上部付近に対応する吐
出ノズルのみを用いて印刷動作が行われることになる。

【００６１】次に、図６（ｄ）は、印刷対象物９の緩斜
面を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、斜面上部側に位置する吐出ノズルについてはＨ≦Ｈ
０の関係を満たすことになるが、斜面下部側に位置する
吐出ノズルについてはＨ＞Ｈ０の関係となる。したがっ
て、この場合には斜面下部側に位置する吐出ノズルから
のインクの吐出は禁止され、斜面上部側に位置する吐出
ノズルのみを用いて印刷動作が行われることになる。ま
た、急斜面の場合と比べると、緩斜面の場合にはインク
吐出が禁止される吐出ノズルの数は少なくなるため、効
率的な印刷が行われる。

【００６２】このように副走査方向Ｙについて吐出ヘッ
ド５０を移動させつつ、印刷動作を行う際に、各吐出ノ
ズルの位置に応じて距離Ｈを求めるとともに、その距離
Ｈが許容距離Ｈ０で規定される範囲内にある場合の吐出
ノズルのみを用いて印刷を行うように構成することで、
印刷内容の画質低下を抑制することが可能になる。

【００６３】ここで、図６のような副走査方向Ｙへの印
刷動作を行う際に、吐出ヘッド５０における吐出ノズル
の配置構成が、図３（ａ）に示すような構成である場合
には、全ての色成分について適切にインク吐出を行うこ
とができる。しかしながら、図３（ｂ）に示すような構
成である場合には、副走査方向Ｙに各色成分の吐出ノズ
ルが配置されているため、例えば、図６（ｂ）に示す状
態のときには、Ｙ（イエロー）のみがインク吐出を許可
され、他の色成分Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｋ
（ブラック）についてはインク吐出が禁止されることに
なる。この場合、印刷対象物９における急斜面には適切
なカラー印刷を行うことができないことになるので、そ
のような事態が生じる場合には回転ステージ８２を印刷
対象物９の形状に応じて所定角度（例えば９０°）回転
させることにより、吐出ヘッド５０と印刷対象物９との
位置関係を調整する。

【００６４】吐出ヘッド５０と印刷対象物９との位置関
係を調整する際には、その位置調整によってインク吐出
が許可される吐出ノズルの数が増加するように調整する
ことが必要である。例えば、上記図６（ｂ）の場合に
は、Ｙ（イエロー）のみがインク吐出を許可されていた
状態から、全ての色成分についてインク吐出が許可され
るように位置調整を行うのである。このように吐出ヘッ
ド５０と印刷対象物９との位置関係を調整することによ
り、インク吐出が許可される吐出ノズルの数を増加させ
ることができ、それによって適切なカラー印刷を行うこ
とが可能になるとともに、高速印刷も可能になる。

【００６５】＜４．主走査方向Ｘに対する吐出制御＞次
に、主走査方向Ｘに対する吐出制御について具体的に説
明する。

【００６６】図７は、主走査方向Ｘに対する吐出制御を
示す図である。図７においても、インク吐出が許可され
ている吐出ノズルについてはインクの吐出経路を実線で
示しており、インク吐出が禁止されている吐出ノズルに
ついてはインクの吐出経路を破線で示している。

【００６７】また、吐出ヘッド５０を主走査方向Ｘに沿
って移動させる過程においても、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との干渉を回避するために、吐出ヘッド５０と
印刷対象物９との最小クリアランスが所定値Ｒ０に維持
される。したがって、この場合も必要に応じて吐出ヘッ
ド昇降駆動部３５が駆動され、吐出ヘッド５０のＺ方向
に沿った高さ位置の調整が行われる。

【００６８】図７（ａ）は、印刷対象物９の平面部を印
刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷対象物
９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態で、各
吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求めると、全て
の吐出ノズルについてＨ≦Ｈ０の関係を満たすことにな
る。したがって、この場合には、全ての吐出ノズルから
インクが吐出され、効率的な印刷が行われる。

【００６９】次に、図７（ｂ）は、印刷対象物９の緩斜
面を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、全ての吐出ノズルについてＨ≦Ｈ０の関係を満たす
ことになる。したがって、この場合には、全ての吐出ノ
ズルからインクが吐出され、効率的な印刷が行われる。

【００７０】次に、図７（ｃ）は、印刷対象物９の頂上
部を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、この場合も全ての吐出ノズルについてＨ≦Ｈ０の関
係を満たすことになる。したがって、この場合にも、全
ての吐出ノズルからインクが吐出され、効率的な印刷が
行われる。

【００７１】次に、図７（ｄ）は、印刷対象物９の急斜
面を印刷する場合を示しており、吐出ヘッド５０と印刷
対象物９との最小クリアランスがＲ０に維持された状態
で、各吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求める
と、斜面上部側に位置する吐出ノズルについてはＨ≦Ｈ
０の関係を満たすことになるが、斜面下部側に位置する
吐出ノズルについてはＨ＞Ｈ０の関係となる。したがっ
て、この場合には斜面下部側に位置する吐出ノズルから
のインクの吐出は禁止され、斜面上部側に位置する吐出
ノズルのみを用いて印刷動作が行われることになる。

【００７２】ところが、吐出ノズルの配置構成が、図３
（ａ）に示すように主走査方向Ｘに沿って複数の色成分
が配置された構成である場合、図７（ｄ）に示す状態の
ときには、Ｙ（イエロー）についての複数の吐出ノズル
は全てインク吐出が禁止されることになるため、この斜
面下部側においてＹ（イエロー）のインクを吐出するこ
とができなくなり、適切なカラー印刷を行うことができ
ない。

【００７３】そこで、このような事態が生じる場合に
は、上記と同様に回転ステージ８２を所定角度回転させ
ることによって、全ての色成分のインクを吐出すること
ができるように吐出ヘッド５０と印刷対象物９との位置
関係を調整する。吐出ヘッド５０と印刷対象物９との位
置関係を調整することによって、インク吐出が許可され
る吐出ノズルの数を増加させることができ、それによっ
て適切なカラー印刷を行うことが可能になるとともに、
高速印刷も可能になる。

【００７４】上述のように吐出ノズルを選択した場合、
印刷幅が印刷対象物の傾斜に応じて変わる。そこで隙間
なく印刷するために、印刷幅に応じて走査の量を変更す
るようにしている。

【００７５】＜５．印刷装置１における制御機構＞次
に、印刷装置１における制御機構について説明する。

【００７６】図８は、印刷装置１における制御機構を示
すブロック図である。図８に示すように印刷装置１は、
画像データ受信部４１、形状データ受信部４２、制御部
４３、ＲＡＭ４４、ＲＯＭ４５、主走査方向駆動部１
０、副走査方向駆動部２０、吐出ヘッド昇降駆動部３
５、ステージ回転駆動部７０、各種センサ４７及び吐出
ノズル駆動部６０を備えて構成されている。画像データ
受信部４１には外部に接続されるホストコンピュータ１
００から印刷対象物９に対する印刷内容を画像として表
現した画像データが入力される一方、形状データ受信部
４２にはホストコンピュータ１００から印刷対象物９の
表面形状に関する形状データが入力される。

【００７７】制御部４３は、主走査方向駆動部１０、副
走査方向駆動部２０、吐出ヘッド昇降駆動部３５、ステ
ージ回転駆動部７０及び吐出ノズル駆動部６０の各部を
制御する。また、制御部４３は、印刷対象物９の形状デ
ータに基づいて、吐出ヘッド５０が最小クリアランスＲ
０で印刷対象物９を走査する際の各走査位置における複
数の吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈを求め、吐出
ノズルごとの距離Ｈに基づいて各走査位置における印刷
動作に使用する吐出ノズルを予め決定しておく。そし
て、実際に印刷動作を開始させると、制御部４３は、上
記各部を制御することによって、最小クリアランスを所
定値Ｒ０で維持しつつ吐出ヘッド５０を印刷対象物９に
対して走査させるとともに、各走査位置においてインク
吐出を許可された吐出ノズルを駆動させるべく吐出ノズ
ル駆動部６０に対して所定の吐出タイミング信号を送出
する。

【００７８】ＲＡＭ４４は、ホストコンピュータ１００
より入力する画像データ及び形状データ、並びに制御部
４３によって予め生成される印刷制御用データを格納し
ておくためのメモリである。ＲＯＭ４５は、制御部４３
によって実行される印刷動作手順（例えば、後述する図
９のフローチャート）に対応したプログラムを格納する
メモリである。

【００７９】主走査方向駆動部１０はレール１１（図１
参照）の内部に設けられ、制御部４３からの動作指令に
基づいて所定のモータ等を駆動することにより、ヘッド
保持機構１３をレール１１に沿って移動させることがで
き、それによって、吐出ヘッド５０が主走査方向Ｘに沿
って移動する。

【００８０】副走査方向駆動部２０は基台８１（図１参
照）の内部に設けられ、制御部４３からの動作指令に基
づいて所定のモータ等を駆動することにより、スタンド
２１をＹ方向に形成された溝８３に沿って移動させるこ
とができ、それによって、吐出ヘッド５０が副走査方向
Ｙに沿って移動する。

【００８１】吐出ヘッド昇降駆動部３５はヘッド保持機
構１３の内部に設けられ、制御部４３からの動作指令に
基づいて吐出ヘッド５０をＺ方向に沿って昇降移動させ
る。

【００８２】各種センサ４７は、主走査方向駆動部１０
等の各動作機構部におけるホームポジション等を検知し
たり、吐出ヘッド５０内におけるインク残量等を検出す
るための検知手段であり、この検知手段によって各方向
への正確な動作が実現されるとともに、インクタンク等
の交換時期を把握することが可能になる。

【００８３】また、吐出ノズル駆動部６０は、吐出ヘッ
ド５０内に設けられており、制御部４３から与えられる
吐出タイミング信号に基づいて、吐出ヘッド５０に設け
られた吐出ノズルからインクを吐出させる。

【００８４】印刷装置１は上記のような機能的構成を有
しており、特に制御部４３による制御機能によって、立
体的な印刷対象物９に対する印刷内容の画質低下を回避
することが可能になっている。

【００８５】＜６．印刷装置１における印刷動作＞次
に、印刷装置１において実際に立体的な印刷対象物９に
対して印刷を行う際の動作の一例について説明する。

【００８６】図９は印刷装置１における全体的動作の一
例を示すフローチャートであり、主として上記構成のう
ちの制御部４３において行われる処理手順を示してい
る。

【００８７】まず、ステップＳ３１では、印刷対象物９
における印刷対象表面をｎ個（ただし、ｎは任意の整
数）のポリゴン平面で近似する。具体的には、制御部４
３はホストコンピュータ１００から得られた印刷対象物
９に関する形状データを入力すると、滑らかな凹凸等を
有する表面形状の印刷対象物９であってもそのデータを
加工することによって、その表面形状を複数のポリゴン
平面の集合体として表現するのである。

【００８８】次に、ステップＳ３２に進み、吐出ヘッド
５０と印刷対象物９との最小クリアランスを所定値Ｒ０
に設定する。この所定値Ｒ０は印刷装置１に固有の値で
あり、機構部の精度、バックラッシュ等を考慮して、吐
出ヘッド５０と印刷対象物９とが干渉する可能性のない
最小の値に設定される。

【００８９】そして、ステップＳ３３に進み、吐出ヘッ
ド５０に含まれる複数の吐出ノズルと印刷対象物９との
許容距離Ｈ０が設定される。この許容距離Ｈ０は設定変
更可能となっており、ユーザが指示する印刷内容の画質
に応じて許容距離Ｈ０の値が設定変更される。

【００９０】そして、ステップＳ３４に進み、ポリゴン
パラメータｉを１に初期化する。ステップＳ３５では、
ｉ番目のポリゴンを最小クリアランスＲ０で印刷する場
合における各走査位置での吐出ノズルと印刷対象物９と
の距離Ｈを、形状データに基づいて吐出ノズルごとに求
める。

【００９１】そして、ステップＳ３６に進み、複数の吐
出ノズルについて導かれた距離Ｈと許容距離Ｈ０とを比
較し、Ｈ＞Ｈ０の関係となる吐出ノズルについては、そ
の走査位置でのインク吐出動作を禁止するように設定す
る。逆に、禁止されない吐出ノズルはその走査位置での
インク吐出動作が許可されることになる。

【００９２】そして、ステップＳ３７に進み、複数の色
成分のうちのある色成分についての全ての吐出ノズルが
Ｈ＞Ｈ０の関係となっているか否かを調べる。つまり、
少なくとも１つの色成分について全ての吐出ノズルがイ
ンク吐出動作を禁止されている場合には、適切なカラー
印刷を行うことができなくなるため、ｉ番目のポリゴン
を印刷する際の各走査位置においてそのような事態が生
じるかどうかを調べるのである。ここで「ＹＥＳ」であ
ればステップＳ４５に進み、「ＮＯ」であればステップ
Ｓ３８に進む。

【００９３】ステップＳ４５では印刷対象物９を所定角
度回転させた状態を仮定して、上記ステップＳ３５〜Ｓ
３７の処理を行うべく、印刷対象物９の形状データをＸ
Ｙ平面内で所定角度回転させたデータを生成し、ステッ
プＳ３５に戻る。この結果、ステップＳ３５〜Ｓ３７で
は印刷対象物９を所定角度回転させた状態で、各吐出ノ
ズルごとにインク吐出動作の禁止または許可が行われ、
その状態で少なくとも１つの色成分について全ての吐出
ノズルがインク吐出動作を禁止されているかを判断する
ことになる。

【００９４】したがって、ステップＳ３５〜Ｓ３７，Ｓ
４５の処理を繰り返すことによって全ての色成分につい
てインク吐出動作の許可された吐出ノズルが存在するこ
ととなった場合に、適切なカラー印刷が可能となり、ス
テップＳ３７において「ＮＯ」と判断される。

【００９５】ステップＳ３８では使用する吐出ノズルに
応じて走査間隔を設定する。この走査間隔を設定によ
り、印刷対象物の傾斜が変化しても隙間なく印刷を行う
ことが可能になる。

【００９６】そして、各走査位置における吐出ノズルご
とのインク吐出動作を許可するか禁止するかの情報と、
走査間隔と、印刷対象物９を回転させるための回転角に
関する情報とに基づいて、ｉ番目のポリゴンを印刷する
際の印刷動作制御用データをＲＡＭ４４内に一時的に格
納しておく。

【００９７】そして、ステップＳ３９においてポリゴン
パラメータｉを１だけインクリメントし、ステップＳ４
０に進む。ステップＳ４０では、ｎ個のポリゴン全てに
ついて印刷動作制御用データが生成されたか否かを調
べ、全てのポリゴンについての処理が終了している場合
にはステップＳ４１に進む一方、終了していない場合に
は、ステップＳ３５に戻って次のポリゴンについて印刷
動作制御用データを生成する。

【００９８】そして、次に各ポリゴンごとの印刷を行う
べく、ステップＳ４１〜Ｓ４４の処理が行われる。

【００９９】ステップＳ４１では、ポリゴンパラメータ
ｉが１に初期化される。そして、ステップＳ４２におい
て制御部４３はＲＡＭ４４内からｉ番目のポリゴンにつ
いての印刷動作制御用データを取得し、そのデータを基
に、回転ステージ８２を駆動させることによって印刷対
象物９に対して設定された回転角を与えるとともに、イ
ンク吐出を許可された吐出ノズルのみを使用するように
実際の印刷動作を制御する。そして、そのポリゴンに対
する印刷動作が終了すると、ステップＳ４３においてポ
リゴンパラメータｉが１だけインクリメントされ、ステ
ップＳ４４に進む。

【０１００】ステップＳ４４では、ｎ個のポリゴン全て
について印刷動作が終了したか否かを調べ、全てが終了
している場合には印刷対象物９に対する印刷動作は終了
する。一方、終了していない場合にはステップＳ４２に
戻って次のポリゴンについての印刷動作を開始する。

【０１０１】ここで、ステップＳ４２における印刷動作
を行う際には、印刷対象物９との距離Ｈが許容距離Ｈ０
よりも大きい吐出ノズルからのインク吐出動作は禁止さ
れた状態にあるため、印刷対象物９の表面に形成される
ドットの着弾誤差ｈは許容着弾誤差ｈ０以下に抑えら
れ、ユーザが所望する品質の印刷結果が得られる。

【０１０２】以上で、印刷装置１における処理が終了
し、印刷対象物９に対して印刷内容を示す画像データに
適合した印刷を行うことができる。上記のような印刷動
作の場合は、ユーザ指示による任意の画質での印刷を行
うことができるのであるが、印刷装置１の動作モードと
して３つの動作モードを用意し、ユーザによって指定さ
れた動作モードを実行するように構成してもよい。

【０１０３】例えば、高画質／低速モード、中画質／中
速モード及び低画質／高速モードの３つの動作モードを
用意する。

【０１０４】中画質／中速モードは、吐出ノズルと印刷
対象物との許容距離Ｈ０として一定の印刷画質を実現す
るための規定値を設定しておき、上述のような許容距離
Ｈ０に応じた吐出ノズルの制限を行いつつ、印刷動作を
行う動作モードである。

【０１０５】高画質／低速モードは、許容距離Ｈ０とし
て中画質／中速モードにおける規定値よりも小さな値を
設定し、中画質／中速モードよりも高画質の印刷を行う
動作モードである。この場合は、許容距離Ｈ０が小さな
値になるため、インクの吐出動作を禁止される吐出ノズ
ルの数が増加するため、印刷に要する時間は中画質／中
速モードよりも長くなることとなる。また、この動作モ
ードでは、主走査方向Ｘへの走査速度も必要に応じて低
速化する。各吐出ノズルから吐出されるインク粒の速度
は、ばらつきを有しており、吐出ヘッド５０が主走査方
向Ｘへ移動することによってインク粒着弾位置ズレが生
じる。走査速度を低速化することにより、位置ズレを最
小限に抑えることができる。

【０１０６】低画質／高速モードは、許容距離Ｈ０とし
て中画質／中速モードにおける規定値よりも大きな値
（最大値）を設定することにより、インク吐出動作の禁
止される吐出ノズルの数を減少させることで、高速印刷
を実現する動作モードである。この動作モードの場合に
は、印刷対象物９の全体を印刷する際に吐出ノズルのイ
ンク吐出動作を禁止しないこともある。したがって、そ
のような場合には最も効率よく印刷動作を行うことがで
きるのであるが、その一方で印刷画質は最も低いものと
なる。

【０１０７】そして、上記のような３つ動作モードのう
ちからユーザが１つの動作モードを選択することによっ
て、印刷画質と印刷速度とのバランスを考慮した動作モ
ードの設定を行うことが可能になる。

【０１０８】また、印刷内容を示す画像データにおいて
重要となる部分は画像のエッジ部分である。そこで、制
御部４３が画像データを取得すると、その画像データに
対して画像処理を行い、印刷すべき内容である画像全体
の中からエッジ部分（例えば、顔画像である場合は輪
郭、目、口等の部分）を抽出し、当該エッジ部分を印刷
する場合には、低画質／高速モードまたは中画質／中速
モードから自動的に高画質／低速モードに切り替えて印
刷動作を実行するようにしてもよい。このような動作形
態を実行することで、ドットの着弾精度が最も高く要求
される画像のエッジ部分のみを高画質モードで印刷する
ことが可能になるとともに、他の画像部分については比
較的に効率よく印刷動作が行われることになる。したが
って、印刷速度を大幅に低下させることなく効率的に印
刷画質の向上を行うことが可能になる。なお、高画質／
低速モードで印刷を行う部分は画像のエッジ部分に限定
されるものではなく、その他の特定の領域であってもよ
い。そうすることによって特定領域に対する高画質での
印刷を行うことができるからである。

【０１０９】さらに、高画質／低速モード等において、
印刷対象物９の表面側にあるＶ溝等の部分を印刷する場
合、全ての吐出ノズルについて印刷対象物９との距離Ｈ
が許容距離Ｈ０よりも大きくなり、高画質での印刷を行
うことが困難な場合もある。そこで、そのような場合に
は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色成分ごとに１個の吐出ノズル
を選択し、その選択された吐出ノズルを用いて印刷動作
を行うことで、高画質での印刷が可能になる。

【０１１０】１個の吐出ノズルに着目すると、その吐出
ノズルからのインクの吐出方向のズレは安定したもので
ある。このため、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色成分ごとに１個
の吐出ノズルを選択して、その１個の吐出ノズルに関す
るインクの吐出方向のズレに関するデータを予め入力し
ておけば、当該吐出ノズルと印刷対象物９との距離Ｈに
応じたインクの着弾位置のズレ量を算出することが可能
である。そこで、高画質／低速モードでの印刷が困難な
場合には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色成分ごとの１個の吐出
ノズルについての着弾位置のズレを予測し、その予測結
果を印刷動作制御用データにフィードバックすること
で、当該吐出ノズルによる正確なインク着弾が可能とな
り、高画質での印刷が可能になる。ただしこの場合、各
色成分ごとに１個の吐出ノズルを使用して印刷動作が行
われるため、印刷に要する時間は最も長くなる。

【０１１１】＜７．他の印刷動作＞立体的な印刷対象物
９に対して印刷を行う場合、上記のように印刷対象物９
の表面形状を複数のポリゴン平面で近似し、それぞれの
ポリゴン領域について順次印刷を行っていく方法は、確
実であるが、各ポリゴンごとに吐出ヘッド５０と印刷対
象物９との位置関係を調整する必要がある。このため、
さらに効率よく印刷を行う必要がある場合には、ポリゴ
ンごとの処理を伴わないような印刷動作を行うことが望
まれる。

【０１１２】例えば、印刷対象物９の表面上を吐出ヘッ
ド５０が走査する際に、１回でもインク吐出動作が禁止
される吐出ノズルについてはその走査過程でのインク吐
出を行わないようにすれば、印刷対象物９に対して一定
幅での印刷を行うことが可能になる。

【０１１３】図１０は一定幅での印刷形態を示す図であ
り、（ａ）はある副走査位置における主走査領域のうち
の最も急斜面へのインク吐出を示す図であり、（ｂ）は
緩斜面へのインク吐出を示す図である。図１０（ａ），
（ｂ）に示すように、印刷対象物９における印刷領域の
ノズル面５３に対する傾斜角が異なる場合、許容距離Ｈ
０以下の距離Ｈにある吐出ノズルによるインク吐出を全
て許可すると、急斜面側では図１０（ａ）中の領域Ａに
含まれる吐出ノズルのインク吐出が許可され、緩斜面側
では図１０（ｂ）中の領域Ａ及びＢに含まれる吐出ノズ
ルのインク吐出が許可されることとなり、印刷幅は印刷
対象物９において一定幅でなくなる。

【０１１４】この場合、例えば副走査方向Ｙに順次移動
して主走査方向Ｘへの印刷動作を繰り返すようにする
と、急斜面側では印刷幅が狭くなることから印刷領域に
隙間を生じることとなる。

【０１１５】そこで、図１０（ａ）に示すようにある副
走査位置における主走査領域のうちの最も急斜面を印刷
する際に領域Ａに含まれる吐出ノズルによって印刷幅Ｗ
の印刷を行うとともに、緩斜面を印刷する際にも図１０
（ｂ）に示すように領域Ａに含まれる吐出ノズルのみを
用いて印刷を行うことで、同一の印刷幅Ｗを実現するこ
とができる。

【０１１６】この結果、印刷領域に隙間を生じることな
く適切な印刷を効率よく行うことが可能になる。

【０１１７】図１１は、主走査方向Ｘに一定幅で帯状の
印刷を行う動作形態を示す図である。図１１（ａ）に示
すような印刷対象物９の表面形状が形状データとして得
られると、制御部４３は、図１１（ｂ）に示すように吐
出ヘッド５０を主走査方向Ｘに連続移動させる際に一定
幅での印刷を可能とする印刷動作制御用データを生成す
る。このとき、吐出ヘッド５０を主走査方向Ｘに移動さ
せる過程において、１回でもインク吐出動作が禁止され
る吐出ノズルについては、その主走査でのインク吐出が
禁止される。そして、図１１（ｃ）に示すように制御部
４３が各駆動部を制御することによって、主走査方向Ｘ
について一定幅での印刷動作を実現する。すなわち、主
走査方向Ｘに対して吐出ヘッド５０を走査させる際に、
印刷幅が最も狭いものを基準とし、その最も狭い印刷幅
での印刷を行うように印刷動作が行われるのである。こ
のような動作形態を行えば、ポリゴンごとの処理を伴わ
ず、主走査方向Ｘへの印刷動作を、副走査位置Ｙを更新
しつつ順次繰り返すだけで印刷可能になるので高速印刷
が可能になる。

【０１１８】次に、図１２及び図１３は、印刷対象物の
同一の高さ位置を一定幅で印刷する動作形態を示す図で
ある。

【０１１９】制御部４３は、印刷対象物９の表面形状に
ついての形状データを入手すると、図１２に示すように
吐出ヘッド５０をある高さ位置にて印刷対象物９上を走
査させた際に一定幅での印刷を可能とする印刷動作制御
用データを生成する。つまり、制御部４３は、吐出ヘッ
ド５０と印刷対象物９との干渉を回避しつつ、許容距離
Ｈ０を考慮した上で印刷対象物９の表面形状を複数の等
高線で分割する。

【０１２０】このとき各等高線の高低幅は、許容距離Ｈ
０以下となる吐出ノズルによって１回の走査で印刷可能
な幅として設定される。換言すれば、等高線方向に対し
て印刷可能な高低幅の最も狭い部分の高低幅が等高線間
隔として設定され、吐出ヘッド５０がその高さ位置にあ
るときには、等高線内の領域に含まれる一定高低幅を印
刷するように設定される。

【０１２１】実際の印刷動作の際には、図１３に示すよ
うな印刷動作が行われる。すなわち、図１３（ａ）に示
すように印刷対象物９の急斜面側を印刷する際には、許
容距離Ｈ０以下である全ての吐出ノズルからインク吐出
が行われ、高低幅Ｈ１での印刷が行われる。そして、吐
出ヘッド５０の高さ位置を維持しつつ、回転ステージ８
２を回転させることにより、印刷対象物９を回転させ
る。この結果、図１３（ｂ）に示すような状態となっ
て、印刷対象物９の緩斜面側に印刷を行うこととなり、
高低幅Ｈ１での印刷が行われる。

【０１２２】そして、次に吐出ヘッド５０を上昇させ、
図１３（ｃ）に示すように印刷対象物９の急斜面側を印
刷する際には、許容距離Ｈ０以下である全ての吐出ノズ
ルからインク吐出が行われ、高低幅Ｈ２での印刷が行わ
れる。そして、吐出ヘッド５０の高さ位置を維持しつ
つ、回転ステージ８２を回転させることにより、印刷対
象物９を回転させる。この結果、図１３（ｄ）に示すよ
うな状態となって、印刷対象物９の緩斜面側に印刷を行
うこととなり、高低幅Ｈ２での印刷が行われる。

【０１２３】すなわち、この動作形態の場合には、主走
査方向Ｘ及び副走査方向Ｙに沿っての規則的な走査形態
とはならず、吐出ヘッド５０が一定の高さ位置にて印刷
対象物９を走査する過程における各走査位置での距離Ｈ
に基づいて、複数の吐出ノズルのうちから一定高低幅で
の印刷を可能とする吐出ノズルが選択されて、その高さ
位置における印刷動作が行われる。そして、このような
動作形態を行うことによりポリゴンごとの処理を行う必
要がないので、高速印刷が可能になる。

【０１２４】＜８．変形例＞以上、この発明の実施の形
態について説明したが、この発明は上記に説明した内容
のものに限定されるものではない。

【０１２５】主走査方向駆動部１０等の各駆動部は上記
のような構成に限定されるものではない。つまり、吐出
ヘッド５０が印刷対象物９に対して相対的に移動可能な
構成であれば、駆動手段としてどのような構成を採用し
てもよいのである。

【０１２６】また、上述の実施形態では、各吐出ノズル
から印刷対象物までの距離に基づいて、印刷に使用する
吐出ノズルを選択するように構成した例について説明し
たが、以下のように構成してもよい。

【０１２７】印刷対象物の形状（傾斜方向、傾斜角度）
に対する使用ノズルおよび吐出ヘッドの回転の要否を予
め定めておき、例えばテーブル化して記憶しておく。そ
して、各ポリゴンの傾斜方向と傾斜角度を求め、その傾
斜方向と傾斜角度とから、そのテーブルを参照して使用
ノズルおよび吐出ヘッドの回転を決定するように構成す
ることもできる。

【０１２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、吐出ヘッドの走査位置に対する印刷対象
物の形状に応じて、複数の吐出ノズルのうちから印刷動
作に使用する吐出ノズルを選択的に決定し、吐出ヘッド
による印刷動作を制御するように構成されているため、
画質の低下を招くことなく、立体的な印刷対象物に印刷
を行うことが可能になる。

【０１２９】請求項２に記載の発明によれば、吐出ノズ
ルと印刷対象物との距離が所定の許容範囲内である吐出
ノズルを印刷動作に使用する吐出ノズルとして選択する
ため、所定の画質を維持した状態での印刷が可能にな
る。

【０１３０】請求項３に記載の発明によれば、画質に応
じて許容範囲を設定変更することができるので、印刷対
象物に対する印刷内容の画質を調整することが可能にな
る。

【０１３１】請求項４に記載の発明によれば、選択的に
決定される吐出ノズルの数が増加するように、駆動手段
を駆動させて吐出ヘッドと印刷対象物との位置関係を調
整するように構成されているため、印刷効率を向上させ
ることができる。

【０１３２】請求項５に記載の発明によれば、回転駆動
手段を駆動させることにより、位置関係を調整するた
め、印刷対象物に対して適切なインク吐出を行うことが
可能になる。

【０１３３】請求項６に記載の発明によれば、制御手段
による印刷動作に使用する吐出ノズルの選択は、吐出ヘ
ッドが印刷対象物における特定領域を走査する際の印刷
動作のために行われるので、特定領域に対する画質低下
を抑制することができる。

【０１３４】請求項７に記載の発明によれば、特定領域
は、印刷対象物に対して印刷すべき画像のエッジ領域で
あるため、画像の重要な部分であるエッジ部分について
の画質低下を抑制することができる。

【０１３５】請求項８に記載の発明によれば、印刷対象
物の表面形状を複数のポリゴンで近似し、各ポリゴンご
との印刷動作を行う際に使用する吐出ノズルを選択する
ように構成されているため、画質の低下を招くことな
く、確実に立体的な印刷対象物に印刷を行うことが可能
になる。

【０１３６】請求項９及び請求項１０に記載の発明によ
れば、高速印刷が可能になる。

【０１３７】請求項１１に記載の発明によれば、吐出ヘ
ッドを印刷対象物に対して相対的に移動させつつ走査す
る際の、各走査位置における印刷対象物の形状に応じ
て、複数の吐出ノズルのうちから印刷動作に使用する吐
出ノズルを選択的に決定し、その決定された吐出ノズル
を用いて各走査位置における印刷動作を制御するため、
画質の低下を招くことなく、立体的な印刷対象物に印刷
を行うことが可能になる。

【０１３８】請求項１２に記載の発明によれば、複数の
吐出ノズルのうち、吐出ノズルと印刷対象物との距離が
所定の許容範囲内にある吐出ノズルを印刷動作に使用す
る吐出ノズルとして選択するため、所定の画質を維持し
た状態での印刷が可能になる。

【０１３９】請求項１３に記載の発明によれば、画質に
応じて許容範囲を設定または変更するため、印刷対象物
に対する印刷内容の画質を調整することが可能になる。

【０１４０】請求項１４に記載の発明によれば、選択さ
れる吐出ノズルの数が増加するように、吐出ヘッドと印
刷対象物との位置関係を定義する工程が含まれるため、
印刷効率を向上させることができる。

【０１４１】請求項１５に記載の発明によれば、位置関
係の定義に基づいて、印刷対象物を所定平面内で回転さ
せることにより、印刷動作の際の位置関係の調整を行う
工程を含むため、印刷対象物に対して適切なインク吐出
を行うことが可能になる。

【０１４２】請求項１６に記載の発明によれば、印刷動
作に使用する吐出ノズルの選択は、吐出ヘッドが印刷対
象物における特定領域を走査する際の印刷動作のために
行われるので、特定領域に対する画質低下を抑制するこ
とができる。

【０１４３】請求項１７に記載の発明によれば、特定領
域が、印刷対象物に対して印刷すべき画像のエッジ領域
であるため、画像の重要な部分であるエッジ部分につい
ての画質低下を抑制することができる。

【０１４４】請求項１８に記載の発明によれば、印刷対
象物の表面形状を複数のポリゴンで近似し、各ポリゴン
ごとの印刷動作を行う際に使用する吐出ノズルを選択す
る工程を含むため、画質の低下を招くことなく、確実に
立体的な印刷対象物に印刷を行うことが可能になる。

【０１４５】請求項１９及び請求項２０に記載の発明に
よれば、高速印刷が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る印刷装置を示す外観
図である。

【図２】吐出ヘッドと印刷対象物との位置関係を示す図
である。

【図３】吐出ヘッドにおける複数の吐出ノズルの配置状
態を示す図である。

【図４】距離Ｈと着弾誤差ｈとの関係を示す図である。

【図５】印刷動作の際の吐出ノズルの制限を示す図であ
る。

【図６】副走査方向に対する吐出制御を示す図である。

【図７】主走査方向に対する吐出制御を示す図である。

【図８】印刷装置における制御機構を示すブロック図で
ある。

【図９】印刷装置における全体的動作の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】一定幅での印刷形態を示す図である。

【図１１】主走査方向に一定幅で帯状の印刷を行う動作
形態を示す図である。

【図１２】印刷対象物の同一の高さ位置を一定幅で印刷
する動作形態を示す図である。

【図１３】印刷対象物の同一の高さ位置を一定幅で印刷
する動作形態を示す図である。

【図１４】吐出ノズルの吐出方向を示す図である。

【符号の説明】

１印刷装置９印刷対象物１０主走査方向駆動部（駆動手段）２０副走査方向駆動部（駆動手段）３５吐出ヘッド昇降駆動部（駆動手段）４３制御部（制御手段）５０吐出ヘッド５２吐出ノズル６０吐出ノズル駆動部７０ステージ回転駆動部（駆動手段）８２回転ステージＨ０許容距離Ｘ主走査方向Ｙ副走査方向

フロントページの続き (72)発明者中西秀明大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA01 EA07 EB03 EB13 EB37 EC03 EC07 EC11 EC12 EC28 EC34 EC37 EC74 EC77 EC79 EC80 FA09 FA15 FB10 HA12 HA38 HA60

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体的な印刷対象物に対して印刷を行う
印刷装置であって、前記印刷対象物に対して印刷用のインクを吐出する複数
の吐出ノズルを備えた吐出ヘッドと、前記印刷対象物に対して前記吐出ヘッドを相対的に移動
させることにより、前記吐出ヘッドを前記印刷対象物に
対して走査させる駆動手段と、前記吐出ヘッドの走査位置に対する前記印刷対象物の形
状に応じて、前記複数の吐出ノズルのうちから印刷動作
に使用する吐出ノズルを選択的に決定し、前記吐出ヘッ
ドによる印刷動作を制御する制御手段と、を備えること
を特徴とする印刷装置。
【請求項２】請求項１に記載の印刷装置において、前記制御手段は、前記複数の吐出ノズルのうち、前記吐出ヘッドの各走査
位置での前記複数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対
象物との距離が所定の許容範囲内である吐出ノズルを印
刷動作に使用する吐出ノズルとして選択することを特徴
とする印刷装置。
【請求項３】請求項２に記載の印刷装置において、前記制御手段は、画質に応じて前記許容範囲を設定変更
することを特徴とする印刷装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の印刷装置において、前記制御手段は、選択的に決定される前記吐出ノズルの数が増加するよう
に、前記駆動手段を駆動させて前記吐出ヘッドと前記印
刷対象物との位置関係を調整することを特徴とする印刷
装置。
【請求項５】請求項４に記載の印刷装置において、前記駆動手段は、前記印刷対象物を所定平面内で回転さ
せる回転駆動手段を備えており、前記制御手段は、前記回転駆動手段を駆動させることに
より、前記位置関係を調整することを特徴とする印刷装
置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載の印刷装置において、前記制御手段による前記印刷動作に使用する吐出ノズル
の選択は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物における特
定領域を走査する際の印刷動作のために行われることを
特徴とする印刷装置。
【請求項７】請求項６に記載の印刷装置において、前記特定領域は、前記印刷対象物に対して印刷すべき画
像のエッジ領域であることを特徴とする印刷装置。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載の印刷装置において、前記制御手段は、前記印刷対象物の表面形状を複数のポ
リゴンで近似し、各ポリゴンごとの印刷動作を行う際に
使用する吐出ノズルを選択することを特徴とする印刷装
置。
【請求項９】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の印刷装置において、前記制御手段は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物に対して直線的に走査
する過程における各走査位置での、前記複数の吐出ノズ
ルのそれぞれと前記印刷対象物との距離に基づいて、前
記複数の吐出ノズルのうちから、前記直線的な走査方向
に対して一定幅での印刷を可能とする吐出ノズルを選択
し、前記直線的走査過程における印刷動作を制御するこ
とを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の印刷装置において、前記制御手段は、前記吐出ヘッドが一定の高さ位置にて前記印刷対象物を
走査する過程における各走査位置での、前記複数の吐出
ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距離に基づい
て、前記複数の吐出ノズルのうちから、一定高低幅での
印刷を可能とする吐出ノズルを選択し、前記高さ位置に
おける印刷動作を制御することを特徴とする印刷装置。
【請求項１１】立体的な印刷対象物に対して印刷を行
う印刷方法であって、 (a) 印刷用のインクを吐出する複数の吐出ノズルを備え
た吐出ヘッドを前記印刷対象物に対して相対的に移動さ
せつつ走査する際の、各走査位置における前記印刷対象
物の形状に応じて、前記複数の吐出ノズルのうちから印
刷動作に使用する吐出ノズルを選択的に決定する工程
と、 (b) 前記工程(a)にて決定された前記吐出ノズルを用い
て各走査位置における印刷動作を制御する工程と、を有
することを特徴とする印刷方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の印刷方法におい
て、前記工程(a)は、前記複数の吐出ノズルのうち、前記各走査位置における
前記複数の吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との
距離が所定の許容範囲内にある吐出ノズルを印刷動作に
使用する吐出ノズルとして選択することを特徴とする印
刷方法。
【請求項１３】請求項１２に記載の印刷方法におい
て、 (c) 画質に応じて前記許容範囲を設定または変更する工
程、をさらに有することを特徴とする印刷方法。
【請求項１４】請求項１１ないし請求項１３のいずれ
かに記載の印刷方法において、前記工程(a)は、選択される前記吐出ノズルの数が増加するように、前記
吐出ヘッドと前記印刷対象物との位置関係を定義する工
程を含むことを特徴とする印刷方法。
【請求項１５】請求項１４に記載の印刷方法におい
て、前記工程(b)は、前記位置関係の定義に基づいて、前記印刷対象物を所定
平面内で回転させることにより、前記印刷動作の際の前
記位置関係の調整を行う工程を含むことを特徴とする印
刷方法。
【請求項１６】請求項１１ないし請求項１５のいずれ
かに記載の印刷方法において、前記工程(a)における前記印刷動作に使用する吐出ノズ
ルの選択は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物における
特定領域を走査する際の印刷動作のために行われること
を特徴とする印刷方法。
【請求項１７】請求項１６に記載の印刷方法におい
て、前記特定領域は、前記印刷対象物に対して印刷すべき画
像のエッジ領域であることを特徴とする印刷方法。
【請求項１８】請求項１１ないし請求項１７のいずれ
かに記載の印刷方法において、前記工程(a)は、前記印刷対象物の表面形状を複数のポリゴンで近似し、
各ポリゴンごとの印刷動作を行う際に使用する吐出ノズ
ルを選択する工程を含むことを特徴とする印刷方法。
【請求項１９】請求項１１ないし請求項１３のいずれ
かに記載の印刷方法において、前記工程(a)は、前記吐出ヘッドが前記印刷対象物に対して直線的に走査
する過程における各走査位置での、前記複数の吐出ノズ
ルのそれぞれと前記印刷対象物との距離に基づいて、前
記複数の吐出ノズルのうちから、前記直線的な走査方向
に対して一定幅での印刷を可能とする吐出ノズルを選択
する工程を含み、前記工程(b)は、前記工程(a)にて決定された前記吐出ノズルを用いて、
前記走査方向に前記吐出ノズルを直線的に移動させつつ
各走査位置における印刷動作を制御する工程を含むこと
を特徴とする印刷方法。
【請求項２０】請求項１１ないし請求項１３のいずれ
かに記載の印刷方法において、前記工程(a)は、前記吐出ヘッドが一定の高さ位置にて前記印刷対象物を
走査する過程における前記各走査位置での、前記複数の
吐出ノズルのそれぞれと前記印刷対象物との距離に基づ
いて、前記複数の吐出ノズルのうちから、一定高低幅で
の印刷を可能とする吐出ノズルを選択する工程を含み、前記工程(b)は、前記工程(a)にて決定された前記吐出ノズルを用いて、
前記吐出ノズルが前記高さ位置にある場合の各走査位置
における印刷動作を制御する工程を含むことを特徴とす
る印刷方法。