JP2015229318A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ギャップ距離が大きい場合にも、高い精度でより適切に印刷を行う。【解決手段】インクジェットヘッド１２と、主走査駆動部１４と、制御部２２とを備え、制御部２２は、ギャップ距離に応じて、インクジェットヘッド１２の移動速度を設定し、かつ、主走査動作における移動速度について、少なくとも、当該主走査動作の対象となる媒体の領域のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、媒体５０へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置及び印刷方法に関する。

近年、立体物等の様々な形状の物体に対しての印刷が可能なインクジェットプリンタが開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。また、このようなインクジェットプリンタとして、インクジェットヘッドに主走査動作（スキャン動作）を行わせるシリアル型のインクジェットプリンタが広く用いられている。

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立体物等の様々な形状の物体を印刷の対象物（プリント物）である媒体として用いる場合、媒体とインクジェットヘッドとの間の距離であるギャップ距離（ギャップ長）が大きくなる場合がある。しかし、インクジェット方式で印刷を行う場合、ギャップ距離が大きくなると、インク滴の着弾位置のずれやバラツキが大きくなりやすい。また、その結果、高い精度で印刷を行うことが難しくなる場合がある。そのため、従来、ギャップ距離が大きい場合にも高い精度でより適切に印刷を行える構成が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる印刷装置及び印刷方法を提供することを目的とする。

本願の発明者は、インクジェット方式で印刷を行う場合について、ギャップ距離と着弾位置のずれ等との関係等について、鋭意研究を行った。そして、先ず、ギャップ距離がある程度の距離よりも大きくなると、着弾位置のずれやバラツキが顕著になることに着目した。また、更なる鋭意研究により、着弾位置のずれ等の大きさについて、インクジェットヘッドのノズルから吐出されたインク滴が媒体に着弾する着弾時の入射角度との関係が大きいことを見出した。

より具体的に、従来の構成によりインクジェット方式で印刷を行う場合について、ギャップ距離が大きくなると、着弾時のインク滴の入射角度も大きくなることに着目した。この場合、インク滴の入射角度とは、例えば、着弾時のインク滴の飛翔方向と、ノズルからインク滴を吐出する吐出方向とがなす角度のことである。より具体的に、例えば、鉛直方向の下側へ向けてノズルからインク滴を吐出する場合、インク滴の入射角度とは、着弾時のインク滴の飛翔方向と、鉛直下向きの方向とがなす角度である。そして、本願の発明者は、更に、ギャップ距離が大きい場合について、着弾時の入射角度が大きくなることで、着弾位置のずれ等が大きくなっていることを見出した。

ここで、インクジェットヘッドに主走査動作を行わせることで印刷を行う場合、主走査動作時に、インクジェットヘッドは、予め設定された主走査方向へ移動しつつ、インク滴を吐出する。そのため、ノズルから吐出されたインク滴の飛翔方向は、慣性の法則により、吐出時のインクジェットヘッドの移動方向の成分を有することになる。

しかし、インクジェットヘッドにおいて、ノズルからインク滴を吐出する吐出速度（初速）は、通常、インクジェットヘッドの移動速度と比べて十分に大きい。より具体的に、インク滴の吐出速度は、通常、インクジェットヘッドの移動速度の５〜１５倍程度である。そのため、インク滴の吐出直後において、インク滴の飛翔方向は、吐出方向に近い方向になる。

また、ギャップ距離が小さい場合（例えば、２ｍｍ以下程度の場合）、インク滴の飛翔方向について、吐出直後からの変化は小さいと考えられる。そのため、この場合、着弾時のインク滴の入射角度について、吐出直後と同程度の小さい角度になると考えられる。この場合、吐出直後のインク滴の飛翔方向とは、例えば、インク滴の吐出速度と、インクジェットヘッドの移動速度との合成により決まる方向である。そして、この場合、インク滴の入射角度が小さくなるため、着弾位置のずれ等は生じにくい。

一方、ギャップ距離が大きい場合、空気抵抗によるインク滴の飛翔速度の変化が大きくなるため、インク滴の入射角度について、吐出直後と同程度とは言えなくなる。より具体的に、空気抵抗の影響は、通常、速度が速いほど大きくなる。そのため、ノズルからの吐出後において、より高速である吐出方向の速度成分は、空気抵抗の影響を大きく受けることになる。また、その結果、ギャップ距離が大きくなると、着弾時におけるインク滴の入射角度は、徐々に大きくなる。そして、入射角度が大きくなることにより、着弾位置のずれ等が生じやすくなる。また、ギャップ距離が大きい場合において、吐出方向の速度が小さくなり過ぎると、インク滴のミスト化等が生じる場合もある。

ここで、上記においても説明をしたように、インク滴の飛翔方向は、吐出時におけるインクジェットヘッドの移動速度の影響も受ける。そして、上記の説明等から明らかなように、着弾時の入射角度は、インクジェットヘッドの移動速度が遅い程、小さくなる。

そこで、本願の発明者は、主走査動作時のインクジェットヘッドの移動速度について、ギャップ距離に応じて変化させ、ギャップ距離が大きい場合に移動速度を遅くすることを考えた。また、より具体的に、例えば、着弾時の入射角度が４５度以下になるようにインクジェットヘッドの移動速度を調整することを考えた。このように構成すれば、例えば、着弾直前におけるインク滴の飛翔方向について、インクジェットヘッドの移動方向の成分よりも、媒体へ向かう成分を大きくできる。また、これにより、着弾位置のずれ等が大きくなることを適切に防ぐことができると考えられる。また、媒体へ向かう成分をある程度保ったまま着弾することになるため、インク滴のミスト化等も適切に防ぐことができると考えられる。すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）媒体に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、媒体へインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作をインクジェットヘッドに行わせる主走査駆動部と、主走査動作においてインクジェットヘッドを移動させる移動速度を制御する制御部とを備え、制御部は、インクジェットヘッドにおいてノズルが形成されている面であるノズル面と、媒体との間の距離であるギャップ距離に応じて、移動速度を設定し、かつ、主走査動作における移動速度について、少なくとも、当該主走査動作の対象となる媒体の領域のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、媒体へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定する。

この構成において、媒体とは、例えば、印刷の対象物のことである。この媒体は、例えば立体物等であってよい。また、ギャップ距離が最も大きくなる位置とは、例えば、印刷の解像度に応じて決まる着弾位置のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置であってよい。

このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が大きくなる着弾位置においても、インク滴の入射角度が大きくなり過ぎることを適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、着弾位置のずれ等を適切に抑えることができる。また、この場合、例えば、媒体へ向かう成分をある程度保ったままインク滴が着弾することになるため、インク滴のミスト化等も適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が大きい場合にも、高い精度でより適切に印刷を行うことができる。

（構成２）制御部は、インクジェットヘッドが１回の主走査動作を行う間に、当該主走査動作の対象となる媒体の領域内の各位置におけるギャップ距離に応じて、各位置へインク滴を吐出するタイミングにおける移動速度を変更する。

このように構成すれば、例えば、各位置におけるギャップ距離に合わせて、インクジェットヘッドの移動速度を適切に設定できる。また、これにより、例えば、いずれかの位置においてギャップ距離が大きい場合にも、高い精度で適切に印刷を行うことができる。

（構成３）制御部は、ギャップ距離が予め設定された距離である設定ギャップ以下である位置に対し、移動速度を予め設定された最大の速度に設定し、ギャップ距離が設定ギャップよりも大きくなる位置に対し、移動速度を最大の速度よりも低い速度に設定する。

ギャップ距離が小さい場合には、例えば、インクジェットヘッドの移動速度を極めて高速にしても、着弾位置のずれ等は生じにくいと考えられる。しかし、インクジェットヘッドの移動速度を高速にし過ぎると、制御が難しくなるおそれもある。また、装置への要求性能が高まるため、装置のコストが大幅に増大するおそれもある。

これに対し、このように構成した場合、インクジェットヘッドの移動速度について、所定の最大の速度を設定することで、これらの問題が生じることを適切に防ぐことができる。また、ギャップ距離が大きい場合には、インクジェットヘッドの移動速度を遅くすることにより、着弾位置のずれ等を適切に抑えることができる。そのため、このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が大きい場合にも、高い精度でより適切に印刷を行うことができる。

（構成４）インクジェットヘッドがノズルからインク滴を吐出する吐出速度をＶ０とし、ノズルから吐出された後に経過した時間をｔとして、インク滴の飛翔速度のうち、インク滴の吐出方向の成分であるＶｉについて、時定数τを用いて、Ｖｉ＝Ｖ０×ｅｘｐ（−ｔ／τ）と近似した場合、制御部は、主走査動作の対象となる媒体の領域内の各位置へインク滴を吐出するタイミングにおけるインクジェットヘッドの移動速度Ｖｈについて、少なくとも、インク滴が媒体へ着弾するまでの間、Ｖｈ≦Ｖｉとなるように設定する。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッドの移動速度について、ギャップ距離に応じた速度を適切に設定できる。

（構成５）移動速度について予め設定された最大の速度をＶｈ_ｍａｘとし、インクジェットヘッドがノズルからインク滴を吐出する吐出速度をＶ０とし、Ｎ＝Ｖ０／Ｖｈ_ｍａｘとした場合、制御部は、主走査動作の対象となる媒体の領域内の各位置について、インクジェットヘッドの移動速度Ｖｈと、着弾位置でのインク滴の飛翔速度のうち、インク滴の吐出方向の成分であるＶｉとの関係について、Ｖｉ／Ｖｈ≧Ｎとなるように、移動速度Ｖｈを設定する。この場合、速度Ｖｉは、例えば、着弾のタイミングにおける速度であってよい。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッドの移動速度について、ギャップ距離に応じた速度を適切に設定できる。

（構成６）制御部は、インクジェットヘッドの移動速度を主走査動作毎に設定し、主走査動作の対象となる媒体の領域内でのギャップ距離の最大値が予め設定された距離である設定ギャップ以下である場合、制御部は、当該主走査動作における移動速度を、予め設定された最大の速度に設定し、主走査動作の対象となる媒体の領域内のいずれかの位置において、ギャップ距離が設定ギャップより大きくなる場合、制御部は、当該主走査動作における移動速度を、当該領域内でのギャップ距離の最大値に応じて設定する。各回の主走査動作において、制御部は、インクジェットヘッドを、例えば、一定の移動速度で移動させる。

このように構成した場合、例えば、ギャップ距離が最大になる位置に合わせてインクジェットヘッドの移動速度を設定することにより、ギャップ距離が大きい場合にも、インク滴の着弾位置のずれ等を適切に抑えることができる。また、例えば、インクジェットヘッドの速度について、最大の速度を設定することや、各回の主走査動作中における移動速度を一定にすることにより、制御が複雑になること等を適切に防ぐことができる。そのため、このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッドの移動速度について、ギャップ距離に応じた速度をより簡易かつ適切に設定できる。

尚、制御部は、インクジェットヘッドの移動速度を、例えば、１回の主走査動作毎に設定する。また、制御部は、例えば、予め設定された複数回の主走査動作毎に、インクジェットヘッドの移動速度を設定してもよい。

（構成７）媒体におけるいずれかの位置においてギャップ距離が予め設定された上限距離よりも大きい場合、制御部は、少なくとも、ギャップ距離が上限距離よりも大きくなる位置へインク滴を吐出するタイミングにおいて、インクジェットヘッドを静止させる。この上限距離は、例えば、１０ｍｍ程度の距離であってよい。

このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が特に大きい場合にも、着弾位置のずれ等を適切に抑えることができる。また、これにより、高い精度での印刷をより適切に行うことができる。

尚、この構成において、主走査駆動部は、例えば、インクジェットヘッドの移動の動力源として、ステッピングモータを有することが好ましい。この場合、例えば、ステッピングモータを適宜停止させることにより、インクジェットヘッドを適切に静止させることができる。

（構成８）媒体に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷方法であって、媒体へインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドに、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行わせ、かつ、主走査動作においてインクジェットヘッドを移動させる移動速度を制御し、移動速度の制御において、インクジェットヘッドにおいてノズルが形成されている面であるノズル面と、媒体との間の距離であるギャップ距離に応じて、移動速度を設定し、かつ、主走査動作における移動速度について、少なくとも、当該主走査動作の対象となる媒体の領域のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、媒体へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定する。このように構成すれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、ギャップ距離が大きい場合にも、高い精度でより適切に印刷を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置１０の一例を示す図である。図１（ａ）は、印刷装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、印刷対象である凸状の媒体５０への印刷を行う動作を簡略化して示す。 インクジェットヘッド１２のノズル２０２から吐出されたインク滴３０２が飛翔する様子について説明をする図である。図２（ａ）は、インク滴３０２の飛翔の仕方の一例を示す。図２（ｂ）は、媒体５０への着弾時の入射角度の一例を示す図である。 空気中でインク滴３０２に働く力について説明をする図である。 本例において行う印刷の動作を説明する図である。 インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの制御の一例について説明をする図である。図５（ａ）は、移動速度Ｖｙの設定の一例を示すグラフである。図５（ｂ）は、インク滴の飛翔方向について説明をする図である。 ギャップ距離の実用上の限界について説明をするグラフである。 インクジェットヘッド１２を静止させて印刷を行った実験の結果示す。 立体的な媒体５０に対して行う印刷の動作の一例を示す図である。 描く直線の方向と、着弾位置のずれかたとの関係に関する実験の結果を示す図である。 印刷装置１０を立体物造形装置として用いる場合の動作について説明をする図である。図１０（ａ）は、立体物造形装置において生じる第１の問題点を示す。図１０（ｂ）、（ｃ）は、立体物造形装置において生じる第２の問題点を示す。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置１０の一例を示す。図１（ａ）は、印刷装置１０の要部の構成の一例を示す。図１（ｂ）は、印刷対象である凸状の媒体５０への印刷を行う動作を簡略化して示す。尚、以下に説明をする点以外について、印刷装置１０は、公知のインクジェットプリンタと同一又は同様の構成を有してよい。

印刷装置１０は、媒体５０に対してインクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタである。また、本例において、印刷装置１０は、例えばインクジェットヘッドに主走査動作を行わせるシリアル方式で印刷を行うインクジェットプリンタであり、複数のインクジェットヘッド１２、主走査駆動部１４、紫外線光源１６、テーブル１８、副走査駆動部２０、及び制御部２２を備える。

複数のインクジェットヘッド１２は、媒体５０へインク滴を吐出するノズルを有する印刷ヘッドであり、制御部２２の指示に応じて主走査動作を行うことにより、媒体５０の各位置へインク滴を吐出する。この場合、主走査動作とは、例えば、予め設定された主走査方向（図中のＹ軸方向）へ移動しつつ媒体５０へインク滴を吐出する動作である。また、本例において、複数のインクジェットヘッド１２は、例えば、紫外線硬化型インクのインク滴を吐出する。また、複数のインクジェットヘッド１２のそれぞれは、それぞれ異なる色のインクのインク滴を吐出する。より具体的に、複数のインクジェットヘッド１２のそれぞれは、例えば、ＣＭＹＫインクのそれぞれの色のインク滴を吐出する。

尚、印刷装置１０は、例えば、ＣＭＹＫの各色以外のインクジェットヘッド１２を更に備えてもよい。例えば、印刷装置１０は、白色やクリア色用のインクジェットヘッド１２を更に備えてもよい。また、本例において、複数のインクジェットヘッド１２は、例えば、副走査方向における位置を揃えて、主走査方向へ並べて配設されている。この場合、副走査方向とは、主走査方向と直交する方向（図中のＸ軸方向）である。また、図示は省略したが、本例において、それぞれのインクジェットヘッド１２は、複数のノズルが副走査方向へ並ぶノズル列を有する。

主走査駆動部１４は、複数のインクジェットヘッド１２に主走査動作を行わせる駆動部である。本例において、主走査駆動部１４は、キャリッジ１０２、ステッピングモータ１０６、ギア１０８、及び搬送ベルト１０４を有する。キャリッジ１０２は、それぞれのインクジェットヘッド１２におけるノズル面と媒体５０と対向させた状態で、複数のインクジェットヘッド１２を保持する。この場合、インクジェットヘッド１２のノズル面とは、例えば、インクジェットヘッド１２においてノズルが形成されている面のことである。

ステッピングモータ１０６は、主走査動作時に複数のインクジェットヘッド１２を移動させる動力源となるモータである。本例において、ステッピングモータ１０６は、制御部２２の指示に応じた速度で回転することにより、主走査動作時において、予め設定された速度で複数のインクジェットヘッド１２を移動させる。ギア１０８は、ステッピングモータ１０６の動力を搬送ベルト１０４へ伝えるギアである。

搬送ベルト１０４は、キャリッジ１０２を移動させるベルト部材であり、キャリッジ１０２を主走査方向へ移動させるように張り渡されている。また、搬送ベルト１０４は、ギア１０８を介して受け取るステッピングモータ１０６の動力に応じて移動することにより、キャリッジ１０２を移動させる。また、これにより、主走査動作時において、搬送ベルト１０４は、複数のインクジェットヘッド１２を、主走査方向へ移動させる。尚、主走査駆動部１４は、例えば、キャリッジ１０２を移動をガイドするガイドレール等を更に有してよい。

紫外線光源１６は、紫外線照射装置であり、媒体５０へ着弾した紫外線硬化型インクを紫外線を照射することにより、インクを硬化させる。紫外線光源１６としては、例えばＵＶＬＥＤ等を好適に用いることができる。

ここで、図１（ａ）に図示した場合において、印刷装置１０は、例えば、片方向への主走査動作のみを行う片方向プリントプリンタである。この場合、片方向への主走査動作のみを行うとは、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動の向きについて、主走査方向における一方の向きのみにすることである。また、この場合、紫外線光源１６は、例えば図１（ａ）に示すように、複数のインクジェットヘッド１２に対し、例えば、主走査方向における一方側にのみ配設される。この一方側は、例えば、主走査動作時にインクジェットヘッド１２の後方になる側である。

また、印刷装置１０の構成については、例えば、両方向への主走査動作を行う双方向プリント用の構成にしてもよい。この場合、例えば、インクジェットヘッド１２に対し、主走査方向の両側に紫外線光源１６を配設することが好ましい。また、例えば片方向への主走査動作のみを行う場合においても、インクジェットヘッド１２に対し、主走査方向の両側に紫外線光源１６を配設してもよい。

テーブル１８は、媒体５０を載置する台状部材であり、複数のインクジェットヘッド１２のそれぞれのノズル面と対向させて媒体５０を支持する。また、本例において、テーブル１８は、媒体５０を載置する上面について、所定の上下方向（図中のＺ軸方向）へ移動させる機能を有する。この場合、上下方向とは、例えば、主走査方向及び副走査方向と直交する方向である。

ここで、上面を上下方向へ移動させることにより、本例のテーブル１８は、インクジェットヘッド１２のノズル面と、テーブル１８との間の距離を適宜調整できる。そのため、本例においては、例えば図１（ｂ）に示すように、厚みのある立体的な媒体５０に対しても、印刷を行うことができる。立体的な媒体５０に対して印刷を行う動作については、後に詳しく説明をする。

副走査駆動部２０は、複数のインクジェットヘッド１２に副走査動作を行わせる駆動部である。この場合、副走査動作とは、例えば、副走査方向へ媒体５０に対して相対的に移動する動作のことである。また、本例において、副走査駆動部２０は、例えば、複数のインクジェットヘッド１２を保持した状態で主走査駆動部１４を移動させる駆動部であり、主走査動作の合間に主走査駆動部１４を移動させることにより、複数のインクジェットヘッド１２に副走査動作を行わせる。

尚、印刷装置１０の構成としては、例えば、副走査方向におけるインクジェットヘッド１２の位置を固定して、媒体５０の側を移動させることで副走査動作を行う構成を用いることも考えられる。この場合、副走査駆動部２０としては、例えば、テーブル１８を移動させる駆動部等を用いることができる。

制御部２２は、例えば印刷装置１０のＣＰＵであり、例えばホストＰＣの指示に応じて、印刷装置１０の各部の動作を制御する。以上の構成により、印刷装置１０は、媒体５０に対し、印刷を行う。また、本例において、制御部２２は、例えば、主走査動作においてインクジェットヘッド１２を移動させる移動速度を制御する。移動速度の制御については、後に更に詳しく説明をする。

続いて、本例において行う主走査動作について、更に詳しく説明をする。図２は、インクジェットヘッド１２のノズル２０２から吐出されたインク滴３０２が飛翔する様子について説明をする図である。図２（ａ）は、インク滴３０２の飛翔の仕方の一例を示す図であり、インクジェットヘッドに速度同期した位置で観測した場合の様子の一例を示す。

主走査動作において、インクジェットヘッド１２が移動しつつインク滴３０２を吐出した場合、慣性の法則により、吐出後のインク滴３０２の速度は、吐出時のインクジェットヘッド１２の移動方向の成分を含むことになる。また、これにより、吐出後のインク滴３０２は、インクジェットヘッド１２と同じ方向へ移動しつつ、媒体５０へ向かって進むことになる。

しかし、通常の環境である大気中で印刷を行う場合、飛翔中のインク滴３０２は、空気抵抗の影響を受ける。また、その結果、インク滴３０２の飛翔速度は、吐出後、徐々に変化する。また、インク滴３０２が媒体５０に着弾するまでに受ける空気抵抗の影響は、ギャップ距離が大きい程、大きくなる。この場合、ギャップ距離とは、例えば、インクジェットヘッド１２におけるノズル面と、媒体５０との間の距離である。

より具体的に、図２（ａ）において、符号Ａを付した左側の図は、ギャップ距離が大きく（ワイドギャップ）、かつ、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが高速な場合について、インク滴３０２の飛翔の様子の一例を示す。この図において、インク滴３０２の飛翔の様子は、インクジェットヘッド１２から見たインク滴３０２の飛翔の様子である。

インク滴３０２の飛翔速度において、吐出方向の成分（速度）をＶｉとした場合、吐出直後のＶｉは、通常、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの５〜１５倍程度である。また、空気抵抗の影響は、通常、速度が速い程大きくなる。そのため、飛翔中のインク滴３０２は受ける空気抵抗の影響は、吐出方向の速度Ｖｉにおいて、特に大きくなると考えられる。

そして、この場合、着弾時点において、吐出方向の速度Ｖｉが遅くなり、着弾位置は、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの影響を大きく受けることになる。より具体的には、例えば符号Ａを付した図のように、ギャップ距離が大きい場合、飛行曲がりが生じ、インク滴３０２の着弾によりインクのドット３０４が形成される位置は、空気抵抗の影響がない場合と比べ、大きくずれることになる。また、この場合、吐出方向の速度Ｖｉが遅くなるために、着弾のタイミングがわずかにずれただけでも、着弾位置のずれが大きくなる。また、その結果、着弾位置のバラツキも大きくなる。

これに対し、図２（ａ）において、符号Ｂを付した右側の図は、停止したインクジェットヘッド１２からインク滴３０２を吐出させた場合について、インク滴３０２の飛翔の様子の一例を示す。この場合、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが０であるため、吐出方向へのインク滴３０２の速度Ｖｉが空気抵抗の影響により遅くなっても、ノズル２０２の直下の位置へインク滴３０２が着弾することになる。そのため、この場合、ギャップ距離が大きくなっても、着弾位置のずれ等は生じにくい。

また、上記においても説明をしたように、ノズル２０２からの吐出直後において、吐出方向へのインク滴３０２の速度Ｖｉは、通常、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの５〜１５倍程度である。そのため、インクジェットヘッド１２を完全に停止させなくても、例えば移動速度Ｖｙを低速にすれば、符号Ｂを付した場合とほぼ同様になり、着弾位置のずれ等は生じにくいと考えられる。

ここで、図２（ａ）等からわかるように、吐出後のインク滴３０２の飛翔の様子は、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙに応じて異なる。また、より具体的には、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが大きい程、着弾までの生じる飛翔曲がりの大きさが大きくなる。また、その結果、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが大きい程、媒体５０への着弾時の入射角度は大きくなる。

図２（ｂ）は、媒体５０への着弾時の入射角度の一例を示す図である。上記においても説明をしたように、吐出後のインク滴３０２は、インクジェットヘッド１２と同じ方向へ移動しつつ、媒体５０へ向かって進む。しかし、空気抵抗の影響で生じる飛翔曲がりにより、インク滴３０２が飛翔する向きは、徐々に変化する。また、その結果、インク滴３０２は、ギャップ距離に応じて変化する入射角度θで、媒体５０に着弾する。

尚、インク滴３０２の入射角度とは、例えば、着弾時のインク滴３０２の飛翔方向と、ノズル２０２からインク滴３０２を吐出する吐出方向とがなす角度のことである。より具体的に、例えば、鉛直方向の下側へ向けてインク滴３０２からインク滴を吐出する場合、インク滴３０２の入射角度とは、着弾時のインク滴３０２の飛翔方向と、鉛直下向きの方向とがなす角度である。

ここで、図２（ａ）等から明らかなように、入射角度θは、吐出方向へのインク滴３０２の速度Ｖｉが遅くなると、大きくなる。また、インク滴３０２の着弾位置のずれやバラツキは、入射角度θが大きくなる程、大きくなる。そして、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが一定の場合、ギャップ距離が大きい程、入射角度θは大きくなる。また、ギャップ距離が一定の場合、移動速度Ｖｙが大きい程、入射角度θは大きくなる。

そのため、ギャップ距離が大きい場合において、着弾位置のずれやバラツキ等を抑えるためには、例えば、ギャップ距離に応じて、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙを変化させればよいと言える。そこで、この点について、更に詳しく説明をする。

先ず、飛翔中のインク滴３０２の様子について、更に詳しく説明をする。図３は、空気中でインク滴３０２に働く力について説明をする図である。図中に示すように、ノズル２０２から吐出された後、飛翔中のインク滴３０２は、吐出慣性力Ｆｉ、横慣性力Ｆｙ、重力Ｆｇ、及び空気抵抗Ｆｒを受ける。

吐出慣性力Ｆｉは、ノズル２０２からインク滴３０２を吐出することによる力である。吐出慣性力Ｆｉにより、インク滴３０２は、吐出方向へ、運動エネルギーＥ＝（１／２）ｍ（Ｖｉ）^２で移動する。この場合、Ｖｉは、吐出方向におけるインク滴の速度である。また、ｍは、インク滴の質量である。また、より具体的に、図示した場合、吐出直後において、吐出慣性力Ｆｉにより、インク滴３０２は、吐出方向において、矢印４０２ａで示す速度で飛翔する。

横慣性力Ｆｙは、吐出時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙに対応する力である。吐出直後において、インク滴３０２は、インクジェットヘッド１２の移動方向（以下、横方向という）において、例えば、矢印４０４で示す速度で飛翔する。

尚、横慣性力Ｆｙは、着弾位置のずれやバラツキの原因になる力である。横慣性力Ｆｙは、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの関数ｆ（Ｖｙ）として表すことができる。また、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙ＝０である場合（インクジェットヘッド１２を静止させた場合）、Ｆｙ＝０になる。この場合、横方向への吐出の乱れが軽減される。また、これにより、着弾位置のずれ等は軽減される。

重力Ｆｇは、インク滴３０２が受ける重力である。本例において、インク滴３０２は、矢印４０６に示すように、ノズル２０２がインク滴３０２を吐出する向きと同じ方向へ、重力Ｆｇ＝ｍｇを受ける。空気抵抗Ｆｒは、飛翔するインク滴３０２が受ける空気抵抗である。インク滴の飛翔速度をｖとした場合、空気抵抗Ｆｒは、例えば、Ｆｒ＝ｋｖ（ｋは、定数）と考えることができる。また、吐出方向において、インク滴３０２は、ノズル２０２がインク滴３０２を吐出する向きと反対の方向、すなわち、重力と反対の方向へ、空気抵抗Ｆｒを受ける。

ここで、以上のような力を受ける結果、ノズル２０２からの吐出直後において、インク滴３０２の飛翔速度の向き及び速さは、例えば、矢印４１０ａで示すようになる。しかし、吐出方向において、飛翔中のインク滴３０２が受ける空気抵抗Ｆｒは、通常、重力Ｆｇよりも大きい。そのため、吐出後、吐出方向におけるインク滴３０２の速度が徐々に低下する。また、その結果、吐出後、ある程度の時間が経過した時点において、インク滴３０２は、空気抵抗の影響により、吐出直後よりも遅い速度で飛翔する。この遅い速度は、例えば、矢印４０２ａよりも短い矢印４０４ｂで示す速度である。

一方、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙは、通常、インク滴３０２の吐出速度と比べて小さい。そのため、横方向において、空気抵抗によるインク滴３０２の速度の変化は、吐出方向における変化と比べ、ほぼ無視することができる。そのため、媒体５０へ着弾するまでの間、横方向におけるインク滴３０２の速度成分は、ほぼ一定と見なすことができる。

そして、この場合、吐出方向へのインク滴３０２の速度が矢印４０２ｂの状態になった時点で、インク滴３０２の飛翔速度の向き及び速さは、例えば、矢印４１０ｂで示すようになる。この場合、矢印４１０ａと矢印４１０ｂとの比較から明らかなように、吐出方向への速度と、横方向への速度との比率が変化し、例えば、横方向への速度の影響が、吐出直後と比べて大きくなっていると言える。また、これにより、例えば、空気抵抗の影響で吐出方向におけるインク滴３０２の速度が遅くなると、横方向への曲がりが大きくなることがわかる。また、その結果、着弾時の入射角度が大きくなることがわかる。

これに対し、本例においては、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙを制御することにより、着弾時の入射角度が大きくなり過ぎることを防いでいる。そこで、以下、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの制御について、更に詳しく説明をする。

図４は、本例において行う印刷の動作を説明する図であり、立体的な媒体５０への印刷を行う場合の動作及びその制御の一例を示す。立体的な媒体５０とは、例えば、図中に示すように、被印刷面が平坦でない媒体５０のことである。また、被印刷面とは、例えば、インクジェットヘッド１２と対向する面のことである。また、図示の便宜上、図４においては、図１に示した印刷装置１０の構成を、簡略化して示している。

このような媒体５０へ印刷を行う場合、ギャップ距離は、媒体５０の被印刷面の各位置毎に異なることになる。より具体的には、例えば、主走査動作時において、移動するインクジェットヘッド１２の各タイミングにおける位置（Ｙ軸方向における位置）をｙ_ｎとした場合、その位置でのギャップ距離Ｇ_ｎは、Ｇ_ｎ＝Ｆ（ｙ_ｎ）となるように、媒体５０の形状に応じた関数Ｆで示されることになる。

また、上記においても説明をしたように、例えば主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙが一定の場合、ギャップ距離が変化すると、着弾時のインク滴３０２の飛翔方向等が変化する。また、これにより、ギャップ距離が大きくなった場合には、着弾時のインク滴の入射角度が大きくなり、着弾位置のずれやバラツキ等が大きくなりやすい。

これに対し、本例において、制御部２２（図１参照）は、例えば、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙを、ギャップ距離に応じて設定する。より具体的には、例えば、主走査動作におけるインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙについて、少なくとも、各回の主走査動作の対象となる媒体５０の領域のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、媒体５０へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定する。

このように構成した場合、例えば、ギャップ距離が大きくなる着弾位置においても、インク滴の入射角度が大きくなり過ぎることを適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、着弾直前におけるインク滴の飛翔方向について、インクジェットヘッド１２の移動方向の成分よりも、媒体５０へ向かう成分を大きくできる。そのため、このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が大きい場合にも、着弾位置のずれ等が大きくなることを適切に防ぐことができると考えられる。また、これにより、例えば、高い精度でより適切に印刷を行うことができる。更には、この場合、媒体５０へ向かう成分をある程度保ったまま着弾することになるため、インク滴のミスト化等も適切に防ぐことができると考えられる。

尚、より具体的に、例えば、図４に示すような略ドーム状の媒体５０を用いる場合、主走査動作時のインクジェットヘッド１２の移動速度についても、略ドーム状に変化させることが考えられる。また、ギャップ距離が最も大きくなる位置とは、例えば、印刷の解像度に応じて決まる着弾位置のうち、ギャップ距離が最も大きくなる位置であってよい。

続いて、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの制御について、更に詳しく説明をする。図５は、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｙの制御の一例について説明をする図である。図５（ａ）は、移動速度Ｖｙの設定の一例を示すグラフである。図５（ｂ）は、インク滴の飛翔方向について説明をする図である。

上記においても説明をしたように、飛翔中のインク滴の速度は、空気抵抗等の影響により、徐々に変化する。より具体的に、例えば、吐出方向へのインク滴の初速度がＶ０である場合、吐出後に時間ｔが経過した時点において、吐出方向におけるインク滴の速度Ｖｉは、Ｖｉ＝Ｖ０×ｅｘｐ（−ｔ／τ）と近似することができる。この場合、インク滴の初速度Ｖ０とは、インクジェットヘッド１２がノズルからインク滴を吐出する吐出速度である。速度Ｖ０は、ノズルから吐出された直後のインク滴の吐出方向における速度であってよい。また、τは、インク滴の容量等に応じて決まる速度減衰の時定数である。

ここで、主走査動作によりインク滴を吐出する場合、インク滴が飛翔する速度は、吐出方向と直交する横方向への成分も有する。そして、吐出の直後において、インク滴の横方向への速度は、インクジェットヘッド１２の移動速度と同じである。また、上記においても説明をしたように、媒体５０へ着弾するまでの間、ヘッド移動と同じ速度で動く気流の影響もあり、横方向におけるインク滴の速度は、ほぼ一定と見なすことができる。

そのため、吐出時のインクジェットヘッド１２の移動速度をＶｈとした場合、各タイミングにおいて、インク滴の実際の飛翔方向は、図５（ｂ）に示すように、方向が直交する速度Ｖｉと速度Ｖｈとが合成されたベクトルの方向になる。そして、この場合、例えば着弾時の入射角度を４５度以下にするためには、着弾のタイミングにおいて、Ｖｉ≧ＶｈとなるようにＶｈを設定すればよいと言える。また、この場合、より具体的に、制御部２２は、例えば、主走査動作の対象となる媒体５０の領域内の各位置へインク滴を吐出するタイミングにおけるインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｈについて、少なくとも、インク滴が媒体５０へ着弾するまでの間、Ｖｈ≦Ｖｉとなるように設定する。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｈについて、ギャップ距離に応じた速度を適切に設定できる。

尚、図５（ａ）に示したグラフにおいて、Ｖｈ０として示した点線は、インクジェットヘッド１２の移動速度を所定の一定値Ｖｈ０に設定した場合を示す参考の線である。この場合、ギャップ距離Ｇが小さい領域では、Ｖｉ≧Ｖｈ０となり、着弾時の入射角度を４５度以上にすることができる。しかし、Ｖｉの曲線とＶｈ０の点線との交点よりもギャップ距離が大きい領域では、Ｖｉ＜Ｖｈ０となり、着弾時の入射角度が大きくなる。また、その結果、着弾位置のずれ等が生じやすくなる。これに対し、上記のように、Ｖｉ≧ＶｈとなるようにＶｈを設定することは、例えば、常にＶｉの曲線よりも下側にくるようにＶｈを設定することに相当する。

ここで、着弾位置のずれやバラツキを抑えるためには、上記のように、少なくとも、着弾時のインク滴の入射角度を４５度以下にすることが望ましい。しかし、インク滴の吐出速度は、通常、インクジェットヘッドの移動速度の５〜１５倍程度である。そのため、ギャップ距離が小さい場合、インク滴の入射角度は、通常、４５度よりも小さく、例えば２０度以下程度である。そして、この点を考慮した場合、ギャップ距離が大きくなった場合にも、例えば図５（ｂ）に示した合成ベクトルの方向を変化させずに、ギャップ距離が小さい場合と同程度の入射角度でインク滴を着弾させることがより好ましいと考えられる。

そして、この場合、Ｎを１〜１５程度の定数として、制御部２２により、主走査動作の対象となる媒体５０の領域内の各位置について、Ｖｉ／Ｖｈ≧Ｎとなるように、移動速度Ｖｈを設定することが考えられる。この場合、速度Ｖｉは、例えば、着弾のタイミングにおける速度であってよい。また、定数Ｎは、例えば、吐出速度Ｖ０と、インクジェットヘッド１２の移動速度について予め設定された最大の速度をＶｈ_ｍａｘとの比（Ｎ＝Ｖ０／Ｖｈ_ｍａｘ）である。また、より具体的に、この場合、ギャップ距離に応じて設定可能なインクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｈの最大値は、そのギャップ距離においてインク滴が着弾するまでの時間をｔとして、Ｖｈ＝（１／Ｎ）×Ｖｉ＝（１／Ｎ）×Ｖ０×ｅｘｐ（−ｔ／τ）となる。また、この場合のＶｈについては、図５（ａ）において、曲線Ｖｈとして示している。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度Ｖｈについて、Ｖｉ／Ｖｈ≧Ｎとなる範囲は、より安定して印刷を行うことができる領域（安定プリント領域）であると言える。しかし、例えば従来の構成のように、インクジェットヘッド１２の移動速度を一定（Ｖｈ０）にした場合、グラフ中に従来の安定プリント領域として示したように、曲線Ｖｈと点線Ｖｈ０とが交わるまでの短い範囲でのみ、安定して印刷を行うことができる。

これに対し、本例のように、ギャップ距離に応じて移動速度を変化させた場合、グラフ中に本例の安定プリント領域として示したように、より広い範囲で、安定して印刷を行うことができる。そのため、この点からも、本例により、ギャップ距離が広い場合にも適切に印刷を行えることがわかる。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度については、グラフ中で曲線Ｖｈを超えない範囲で、適宜設定することができる。例えば、グラフ中に曲線Ｖｈａで示すように、曲線Ｖｈで示すよりも遅い速度を設定してもよい。このように設定すれば、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度について、ギャップ距離に応じた速度を適切に設定できる。

また、例えば曲線Ｖｈｂで示すように、移動速度に一定の上限値を設け、ギャップ距離が小さい場合の移動速度を制限してもよい。より具体的には、例えば、この場合、インクジェットヘッド１２が１回の主走査動作を行う間において、制御部２２は、ギャップ距離が予め設定された距離である設定ギャップ以下である位置に対し、移動速度を予め設定された最大の速度Ｖｈｍａｘに設定し、ギャップ距離が設定ギャップよりも大きくなる位置に対し、移動速度を最大の速度Ｖｈｍａｘよりも低い速度に設定する。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度が高速になり過ぎることを適切に防ぐことができる。また、これにより、例えば、制御が難しくなることや、装置のコストが大幅に増大すること等を適切に防ぐことができる。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度は、例えば各回の主走査動作の中で、例えば一定の速度からギャップ距離に応じて漸減するように、各位置でのギャップ距離に応じて変化させることが考えられる。この場合、制御部２２は、例えば、インクジェットヘッド１２が１回の主走査動作を行う間に、その主走査動作の対象となる媒体５０の領域内の各位置におけるギャップ距離に応じて、各位置へインク滴を吐出するタイミングにおけるインクジェットヘッド１２の移動速度を変更する。このように構成すれば、例えば、各位置におけるギャップ距離に合わせて、インクジェットヘッド１２の移動速度を適切に設定できる。また、これにより、例えば、いずれかの位置においてギャップ距離が大きい場合にも、高い精度で適切に印刷を行うことができる。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度は、例えば、予め設定された複数の段階（例えば、３〜５段階程度）で変更可能であってよい。この場合、制御部２２は、インクジェットヘッド１２の移動速度を、複数の段階から選択することで変更する。

また、より簡略には、インクジェットヘッド１２の移動速度について、例えば、１回の主走査動作の中では変化させず、主走査動作毎に設定することも考えられる。この場合、制御部２２は、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度を、１回の主走査動作毎に設定する。また、制御部２２は、例えば、予め設定された複数回の主走査動作毎に、インクジェットヘッド１２の移動速度を設定してもよい。また、これにより、各回の主走査動作において、制御部２２は、インクジェットヘッド１２を、一定の移動速度で移動させる。

また、主走査動作の対象となる領域でのギャップ距離が小さい場合、制御部２２は、インクジェットヘッド１２の移動速度を、例えば、予め設定された最大の速度に設定してよい。より具体的に、例えば、主走査動作の対象となる媒体の領域内でのギャップ距離の最大値が予め設定された距離である設定ギャップ以下である場合、制御部２２は、例えば、その主走査動作におけるインクジェットヘッド１２の移動速度を、予め設定された最大の速度に設定する。また、主走査動作の対象となる媒体の領域内のいずれかの位置において、ギャップ距離が設定ギャップより大きくなる場合、制御部２２は、例えば、その主走査動作における移動速度を、領域内でのギャップ距離の最大値に応じて設定する。このように構成した場合、例えば、ギャップ距離の最大値に対応する最低の移動速度を、全てのギャップ距離に対して使用することになる。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッド１２の移動速度について、ギャップ距離に応じた速度をより簡易かつ適切に設定できる。

続いて、本例の印刷装置１０を用いて行う印刷の動作について、更に具体的に説明をする。上記においても説明をしたように、インクジェット方式で印刷を行う場合、インク滴の着弾時の様子は、ギャップ距離に応じて異なることになる。例えば、ギャップ距離が小さい場合、着弾時までのインク滴の速度低下は少なく、着弾位置は正確になる。そして、この場合、本例においては、例えばインクジェットヘッド１２の移動速度を最大の速度に設定することにより、高速に印刷を行う。

また、例えば、ギャップ程度が中程度の場合、着弾時までにインク滴の速度は低下する。そのため、この場合、インクジェットヘッド１２の移動速度が速いと、着弾位置はやや不正確になる。これに対し、本例においては、例えばインクジェットヘッド１２の移動速度を最大の速度よりも遅くし、中速での印刷を行う。

また、ギャップ距離が大きい場合、着弾時までにインク滴の速度は大きく低下する。そのため、この場合、インクジェットヘッド１２の移動速度が速いと、着弾位置が大きくずれることになる。これに対し、本例においては、例えばインクジェットヘッド１２の移動速度を極力遅くして印刷を行う。また、図１に関連して説明をしたように、本例においては、主走査駆動部１４の動力源として、例えば、ステッピングモータ１０６を用いる。そして、この場合、例えば、インク滴の吐出時において、インクジェットヘッド１２を一旦停止させることも可能である。そのため、ギャップ距離が大きい場合には、インク滴の吐出時において、インクジェットヘッド１２の速度を０にしてもよい。

より具体的には、例えば、媒体５０におけるいずれかの位置においてギャップ距離が予め設定された上限距離よりも大きい場合、制御部２２は、少なくとも、ギャップ距離が上限距離よりも大きくなる位置へインク滴を吐出するタイミングにおいて、インクジェットヘッド１２を静止させてもよい。また、この上限距離は、例えば、１０ｍｍ程度の距離であってよい。このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が特に大きい場合にも、着弾位置のずれ等を適切に抑えることができる。また、これにより、高い精度での印刷をより適切に行うことができる。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度は、ギャップ距離に応じて、例えば以下のように自動制御することが考えられる。例えば、印刷の対象物となる媒体５０毎に、その媒体５０における最大ギャップ距離に合わせて、インクジェットヘッド１２の移動速度を決定することが考えられる。この場合、例えば、媒体５０に全体に対し、同じ移動速度を用いる。そのため、この場合、例えばいずれかの位置でのギャップ距離が大きい場合、媒体５０の全体に対し、低速で印刷を行う。

また、媒体５０の各位置について、ギャップ距離の情報が得られる場合には、位置によるギャップ距離の変化に合わせて、インクジェットヘッド１２の移動速度を加減制御することも考えられる。この場合、モータの脱調防止や振動防止等を考慮し、インクジェットヘッド１２の移動速度が急速に変わらないように、例えば加減速の変化を緩やかにして、最大変化率を規制することが好ましい。

また、例えば、予め決められたギャップ距離と、画質を損なわない推奨プリント速度との関係等のデータに基づき、ギャップ距離に対応するインクジェットヘッド１２の移動速度を変化させることも考えられる。この場合、インクジェットヘッド１２の移動速度の設定は、ユーザの操作により人的に行ってもよい。また、この場合も、自動的に移動速度を設定してもよい。

また、例えばギャップ距離が１０ｍｍを超える場合等の、印刷可能な限界程度にまで大きい場合には、インクジェットヘッド１２の移動の駆動源であるステッピングモータ１０６を停止させたタイミングでインク滴を吐出してもよい。以上のように印刷を行えば、例えば、様々なギャップ距離を有する媒体５０に対し、適切に印刷を行うことができる。

尚、本例のように、ギャップ距離に応じてインクジェットヘッド１２の移動速度を遅くした場合、印刷速度の低下が問題になることも考えられる。この場合、例えば、各色用のインクジェットヘッド１２の個数を増やすことで、インクジェットヘッド１２の移動速度の低下の影響を低減すること等も考えられる。より具体的には、例えば、一の色について、主走査方向へ並べた複数のインクジェットヘッド１２を用いること等が考えられる。

また、本例によれば、上記のように、ギャップ距離が大きい場合にも、インクジェット方式での印刷を適切に行うことができる。しかし、インクジェット方式で印刷を行う場合、例えば移動中のインクジェットヘッド１２からインク滴を吐出する構成等に起因して、ギャップ距離に実用上の限界があるとも考えられる。そこで、この点についても、更に詳しく説明をする。

図６は、ギャップ距離の実用上の限界について説明をするグラフであり、空気中でのインク滴の速度減衰に関する時定数と、インク滴のサイズと、限界ギャップとの関係の一例を示す。この場合、空気中でのインク滴の速度減衰に関する時定数とは、例えば、図５に関連して説明をした時定数τのことである。また、インク滴のサイズとは、図６のグラフ中に示す液滴の直径及び液滴の容量のことである。この場合、液滴とは、インク滴のことである。また、限界ギャップとは、例えば、周囲が無風状態の場合に印刷可能な最大のギャップ距離のことである。

また、グラフにおいて、実線の直線は、インクジェットヘッド１２を静止させた状態でインク滴を吐出した場合（静止プリント時）の最大到達距離である。この場合、限界ギャップは、インク滴の最大到達距離Ｌｍａｘと等しくなる。インク滴の最大到達距離Ｌｍａｘとは、例えば、吐出方向におけるインク滴の速度が０になる距離のことである。

また、グラフにおいて、破線の直線は、１ｍ／ｓｅｃの速度でインクジェットヘッド１２を移動させた場合の限界ギャップを示す。この場合、インク滴の速度が横方向への成分を有しているため、吐出方向におけるインク滴の速度が０になると、着弾位置が不正確になる。そのため、限界ギャップは、最大到達距離Ｌｍａｘよりも小さくなる。

しかし、インクジェットヘッド１２の移動速度をより遅くした場合、限界ギャップは、最大到達距離Ｌｍａｘに近づく。そのため、本例のように、ギャップ距離に応じてインクジェットヘッド１２の移動速度を変化させる場合、理論上、限界ギャップは、最大到達距離Ｌｍａｘに近い値になると言える。

ここで、インクジェット方式で印刷を行う場合、高い解像度での高精細な印刷を行うためには、インク滴のサイズを小さくすることが必要になる。より具体的には、例えば、高精細ヘッドの液滴サイズ範囲としてグラフ中に示したサイズのインク滴を用いることになる。そして、図６のグラフに基づいた場合、無風状態での理論上において、例えばギャップ距離が１０ｍｍ程度以下であれば、例えばインク滴容量が６ｐｌ程度より大きい場合には、高精細な印刷を適切に行えると言える。

図７は、インクジェットヘッド１２を静止させて印刷を行った実験の結果示す。この実験においては、図１等に関連して説明をしたように、ステッピングモータの動力により、インクジェットヘッド１２を移動させた。また、インク滴吐出する各位置へインクジェットヘッド１２が到達したタイミングで、インクジェットヘッド１２を静止させた。そして、静止したインクジェットヘッド１２から、インク滴を吐出した。尚、図中に示したＹ方向がヘッド移動方向である。

ここで、例えば従来の構成のように、小さなギャップ距離に合わせた移動速度でインクジェットヘッド１２を移動させつつインク滴を吐出した場合、ギャップ距離が５ｍｍ程度以上になると、インク滴の着弾位置の乱れが大きくなり、適切に印刷を行うことは困難になる。これに対し、上記のようにインクジェットヘッド１２を静止させた場合、例えばギャップ距離が１７ｍｍ程度の場合であっても、着弾位置のずれやバラツキ等を抑え、適切に印刷を行うことができる。

また、図示は省略したが、例えばインクジェットヘッド１２を完全に静止させなくても、ギャップ距離に応じてインクジェットヘッド１２の移動速度を遅くすることにより、例えば従来の構成と比べ、限界ギャップを適切に大きくすることができる。そのため、この実験からも、本例の構成により、ギャップ距離が大きい場合にも高い精度での印刷を適切に行えることがわかる。

続いて、本例の印刷装置１０で立体的な媒体５０に対して印刷を行う動作について、更に詳しく説明をする。図８は、立体的な媒体５０に対して行う印刷の動作の一例を示す。

本例においては、ギャップ距離が大きなワイドギャップ時にも高い精度での印刷が可能であるため、凹凸を有する媒体５０に対しても、適切に印刷を行うことができる。また、この場合、印刷装置１０は、各位置におけるギャップ距離の応じて、インクジェットヘッド１２の移動速度を変化させる。より具体的に、例えば、図８に示した場合、ギャップ距離が小さい位置に対しては、インクジェットヘッド１２の移動速度を、最大の速度Ｖｈ_ｍａｘに設定する。また、ギャップ距離が中程度の位置に対しては、インクジェットヘッド１２の移動速度を、中程度の速度Ｖｈ_ｍｉｄに設定する。また、ギャップ距離が大きい位置に対しては、インクジェットヘッド１２の移動速度を、最低の速度Ｖｈ_ｍｉｎに設定する。このように構成すれば、ギャップ距離に応じて、インクジェットヘッド１２の移動速度を適切に設定できる。

また、この場合、ギャップ距離の大きな位置に加え、例えば図形の端になる位置等の、着弾位置の乱れが生じやすい位置に対しても、インクジェットヘッド１２の移動速度を徐々にあるいは段階的に遅くしてもよい。この場合、図形の端になる位置とは、例えば、図８において破線で囲んだ位置である。このように構成すれば、例えば、立体的な媒体５０に対し、より適切に印刷を行うことができる。

また、インクジェットヘッド１２の移動速度を可変にする構成は、例えば、立体的な媒体５０への印刷時以外にも好適に用いることができる。より具体的に、例えば、以下において説明をするように、Ｘ軸方向へ伸びる細い直線等を印刷する場合等に、インクジェットヘッド１２の移動速度を遅くすること等も考えられる。

図９は、描く直線の方向と、着弾位置のずれかたとの関係に関する実験の結果を示す。この実験では、インクジェットヘッド１２の移動速度を一定にして、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の細い線を印刷した。また、ギャップ距離を２〜１６ｍｍの範囲で異ならせた。

ここで、インクジェット方式で印刷を行う場合、インクジェットヘッド１２の移動に伴って生じる自己気流の影響等により、インクジェットヘッド１２の端部付近では、インク滴の速度が低下する場合がある。また、その結果、Ｙ軸方向へ伸びる細線や、インクジェットヘッド１２の端のノズルにより形成するインクのドットの位置は、図中の矢印で示すように外側へずれる場合がある。また、その結果、図からわかるように、例えばギャップ距離が大きい状態でＸ方向へ伸びる直線を描く場合に、着弾位置の乱れの影響が大きくなった。

そのため、上記のように、Ｘ軸方向へ伸びる細い直線等を印刷する場合等に、インクジェットヘッド１２の移動速度を遅くすることが考えられる。このように構成すれば、例えば、ギャップ距離が大きい場合にも、Ｘ軸方向へ伸びる細い直線等を適切に描くことができる。

また、近年、紫外線硬化型インクを用いたインクジェットプリンタの構成を利用して、立体物の造形を行うこと等も検討されている。このように構成すれば、例えば、広く普及しているインクジェットプリンタの構成を、３Ｄプリンタ等の立体物造形装置として活用できる。そして、本例においてインクジェットヘッド１２の移動速度を可変にする構成は、例えば、印刷装置１０を立体物造形装置として用いる場合にも応用できる。図１０は、印刷装置１０を立体物造形装置として用いる場合の動作について説明をする図であり、インクジェットヘッド１２の移動速度を一定にした場合に生じるおそれがある問題点の例を示す。

図１０（ａ）は、立体物造形装置において生じる第１の問題点を示す。印刷装置１０を立体物造形装置（３Ｄプリンタ等）として用いる場合、例えば、テーブル１８上に複数のインクの層を重ねて形成することにより、立体物を造形する。しかし、インクジェット方式で印刷を行う場合、周囲の大気の影響等により、通常、先頭部分のインク滴の速度がわずかに遅くなる。また、その影響により、先頭の部分では、インクのドット３０４の間隔がわずかにつまった状態になり、インクの層の条件の位置が、他の部分と比べ、わずかに高くなる。このような変化は、通常の印刷（２Ｄでの印刷）を行う場合には目立たない程度のものである。しかし、複数のインクの層を積層する立体物造形装置の場合、誤差が多層に亘って繰り返し集積されるため、図中に一点破線で示すように、高さの差となって目立つおそれがある。

これに対し、本例の印刷装置１０を用いた場合、例えば、このような誤差が生じやすい部分について、インクジェットヘッド１２の移動速度を遅くして、誤差を低減することができる。また、これにより、造形する立体物において、誤差によって高さの差か生じることを適切に防ぐことができる。

図１０（ｂ）、（ｃ）は、立体物造形装置において生じる第２の問題点を示す。図１０（ｂ）は、テーブル１８上に形成される最初のインクの層の一例を示す。図１０（ｃ）は、複数のインクの層が積層された状態の一例を示す。

上記のように、印刷装置１０を立体物造形装置として用いる場合、例えば、複数のインクの層を重ねて形成することにより、立体物を造形する。また、それぞれのインクの層は、例えば、インクジェットヘッド１２に主走査動作を行わせることで形成する。そして、この場合、例えば図１０（ｂ）に示すように、インク滴は、斜め方向から入射する。また、この斜め方向は、インクジェットヘッド１２のノズルからのインク滴の吐出速度と、吐出時のインクジェットヘッド１２の移動速度等に応じて決まる。

そして、この場合、図１０（ｃ）に示すように、２層目以降のインクの層において、一方の端部（図中の左側）では、この斜め方向への入射により、インクのドット３０４に対し、層の内側方向へ戻す方向への力が働く。そのため、一方の端部においては、複数の層が適切に積層されやすくなる。

しかし、反対側の端部（図中の右側）では、この斜め方向への入射により、層の外側方向へドット３０４をはみ出させる方向への力が働くことになる。また、その結果、この端部の付近では、上層のドット３０４が脱落しやすくなる。また、その結果、造形される立体物の面が粗くなるおそれがある。

これに対し、本例の印刷装置１０を用いた場合、例えば、ドット３０４の脱落が生じやすい端部付近等において、インクジェットヘッド１２の移動速度を遅くすることができる。また、これにより、造形される立体物の面が粗くなることを防ぐことができる。そのため、本例の印刷装置１０の構成を用いた場合、立体物の造形についても、より適切に行うことができる。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えば印刷装置に好適に利用できる。

１０・・・印刷装置、１２・・・インクジェットヘッド、１４・・・主走査駆動部、１６・・・紫外線光源、１８・・・テーブル、２０・・・副走査駆動部、２２・・・制御部、５０・・・媒体、１０２・・・キャリッジ、１０４・・・搬送ベルト、１０６・・・ステッピングモータ、１０８・・・ギア、２０２・・・ノズル、３０２・・・インク滴、３０４・・・ドット、４０２・・・矢印、４０４・・・矢印、４０６・・・矢印、４０８・・・矢印、４１０・・・矢印

Claims (8)

1. 媒体に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、
   前記媒体へインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドと、
   予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を前記インクジェットヘッドに行わせる主走査駆動部と、
   前記主走査動作において前記インクジェットヘッドを移動させる移動速度を制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記インクジェットヘッドにおいて前記ノズルが形成されている面であるノズル面と、前記媒体との間の距離であるギャップ距離に応じて、前記移動速度を設定し、
   かつ、
   前記主走査動作における前記移動速度について、少なくとも、当該主走査動作の対象となる前記媒体の領域のうち、前記ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、前記媒体へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定することを特徴とする印刷装置。
2. 前記制御部は、前記インクジェットヘッドが１回の前記主走査動作を行う間に、当該主走査動作の対象となる前記媒体の領域内の各位置における前記ギャップ距離に応じて、前記各位置へインク滴を吐出するタイミングにおける前記移動速度を変更することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記制御部は、
   前記ギャップ距離が予め設定された距離である設定ギャップ以下である位置に対し、前記移動速度を予め設定された最大の速度に設定し、
   前記ギャップ距離が前記設定ギャップよりも大きくなる位置に対し、前記移動速度を前記最大の速度よりも低い速度に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
4. 前記インクジェットヘッドが前記ノズルからインク滴を吐出する吐出速度をＶ０とし、前記ノズルから吐出された後に経過した時間をｔとして、インク滴の飛翔速度のうち、インク滴の吐出方向の成分であるＶｉについて、時定数τを用いて、Ｖｉ＝Ｖ０×ｅｘｐ（−ｔ／τ）と近似した場合、
   前記制御部は、前記主走査動作の対象となる前記媒体の領域内の各位置へインク滴を吐出するタイミングにおける前記インクジェットヘッドの移動速度Ｖｈについて、少なくとも、インク滴が前記媒体へ着弾するまでの間、Ｖｈ≦Ｖｉとなるように設定す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印刷装置。
5. 前記移動速度について予め設定された最大の速度をＶｈ_ｍａｘとし、前記インクジェットヘッドが前記ノズルからインク滴を吐出する吐出速度をＶ０とし、Ｎ＝Ｖ０／Ｖｈ_ｍａｘとした場合、
   前記制御部は、
   前記主走査動作の対象となる前記媒体の領域内の各位置について、前記インクジェットヘッドの移動速度Ｖｈと、着弾位置でのインク滴の飛翔速度のうち、インク滴の吐出方向の成分であるＶｉとの関係について、Ｖｉ／Ｖｈ≧Ｎとなるように、移動速度Ｖｈを設定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の印刷装置。
6. 前記制御部は、前記インクジェットヘッドの前記移動速度を前記主走査動作毎に設定し、
   前記主走査動作の対象となる前記媒体の領域内での前記ギャップ距離の最大値が予め設定された距離である設定ギャップ以下である場合、前記制御部は、当該主走査動作における前記移動速度を、予め設定された最大の速度に設定し、
   前記主走査動作の対象となる前記媒体の領域内のいずれかの位置において、前記ギャップ距離が前記設定ギャップより大きくなる場合、前記制御部は、当該主走査動作における前記移動速度を、当該領域内での前記ギャップ距離の最大値に応じて設定することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の印刷装置。
7. 前記媒体におけるいずれかの位置において前記ギャップ距離が予め設定された上限距離よりも大きい場合、前記制御部は、少なくとも、前記ギャップ距離が前記上限距離よりも大きくなる位置へインク滴を吐出するタイミングにおいて、前記インクジェットヘッドを静止させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載に印刷装置。
8. 媒体に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷方法であって、
   前記媒体へインク滴を吐出するノズルを有するインクジェットヘッドに、予め設定された主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行わせ、
   かつ、
   前記主走査動作において前記インクジェットヘッドを移動させる移動速度を制御し、
   前記移動速度の制御において、
   前記インクジェットヘッドにおいて前記ノズルが形成されている面であるノズル面と、前記媒体との間の距離であるギャップ距離に応じて、前記移動速度を設定し、
   かつ、
   前記主走査動作における前記移動速度について、少なくとも、当該主走査動作の対象となる前記媒体の領域のうち、前記ギャップ距離が最も大きくなる位置に対し、前記媒体へのインク滴の着弾時における入射角度が４５度以下になるように設定することを特徴とする印刷方法。