JP2016159567A - ヘッドユニット、および、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体の表面に対するノズル面の追従性を高めることのできるヘッドユニット、および、液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体を吐出するノズルが形成されたノズル面２２ａを有するヘッド２２と、Ｔシャツと対向する対向面２３ａを有し、ヘッド２２が取り付けられるキャリッジ２３と、対向面２３ａに対するノズル面２２ａの傾きを変えるアクチュエーター４１と、Ｔシャツとノズル面２２ａとの間の距離が所定範囲内に収まるようにアクチュエーター４１の駆動を制御する制御部とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、媒体に向けて液体を吐出するヘッドユニット、および、ヘッドユニットを備える液体吐出装置に関する。

液体吐出装置の一例であるインクジェット式のプリンターには、プリンターの備えるノズルが並ぶ面であるノズル面と、液体の吐出される媒体との間の距離を調節する調節機構が採用された形態が知られている。プリンターのなかでノズル面と対向する位置は、プリンターにおける対向位置であり、媒体のなかで対向位置に到達する直前の部分は、媒体における吐出対象部分である。プリンターに採用される調節機構は、吐出対象部分における表面の状態に応じて媒体に対するノズル面の位置を調節する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−７２０５５号公報

ところで、上述した調節機構は、ノズル面と媒体との間の距離を調節するとき、吐出対象部分の表面の状態を検出し、吐出対象部分とノズル面との間に所定の間隔が形成されるように、検出結果に基づいて、ノズル面を媒体に対して高さ方向に沿って近付けたり、遠ざけたりする。そのため、吐出対象部分とノズル面との間の距離がノズル面の全体において予め一定であれば、吐出対象部分とノズル面との間の距離を一定に保つことができる。しかしながら、吐出対象部分とノズル面との間の距離が予めノズル面の面内で一定でないときには、高さ方向に沿ってノズル面の位置を変えるとしても、吐出対象部分とノズル面との間の距離は、ノズル面の面内において依然としてばらつきを有する。

本発明は、媒体の表面に対するノズル面の追従性を高めることのできるヘッドユニット、および、液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのヘッドユニットは、液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するヘッドと、媒体と対向する対向面を有し、前記ヘッドが取り付けられるキャリッジと、前記対向面に対する前記ノズル面の傾きを変えるアクチュエーターと、前記媒体と前記ノズル面との間の距離が所定範囲内に収まるように前記アクチュエーターの駆動を制御する制御部と、を備える。

上記課題を解決するための液体吐出装置は、液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するヘッドと、媒体と対向する対向面を有して、前記ヘッドが取り付けられるキャリッジと、前記対向面に対する前記ノズル面の傾きを変えるアクチュエーターと、前記媒体の表面の位置を測定する測定部と、前記媒体と前記ノズル面との間の距離が所定範囲内に収まるように、前記測定部の測定結果に基づいて前記アクチュエーターの駆動を制御する制御部と、を備える。

この構成によれば、対向面に対するノズル面の傾きを、アクチュエーターが変える。そのため、ノズル面と媒体との間の距離がノズル面の面内において傾きを有する状態にあっ
ては、ノズル面と媒体との間の距離をノズル面の面内において一定に近づけられる。結果として、媒体の表面に対するノズル面の追従性が高まる。

上記ヘッドユニットにおいて、前記制御部は、前記ノズル面と、前記媒体のうちで前記ノズル面と対向する部分とがほぼ平行になるように前記アクチュエーターの駆動を制御することが好ましい。

この構成によれば、ノズル面の全体において、媒体とノズル面との間の距離がほぼ等しくなるため、ノズル面のうちで、ノズルの形成される部位に関わらず、ノズルから吐出される液体の着弾する位置の精度が、所定の精度に保たれる。

上記ヘッドユニットにおいて、前記ノズル面には、複数の前記ノズルが形成され、前記複数のノズルは、１つの方向である配列方向に沿って並び、前記アクチュエーターは、第１アクチュエーターと第２アクチュエーターとを含み、前記第１アクチュエーターと前記第２アクチュエーターとは、前記配列方向において、前記複数のノズルを挟んでいることが好ましい。

この構成によれば、ノズル面と媒体との間の距離がノズルの配列方向に沿って徐々に増える、あるいは、減る状態において、複数のノズルのほぼ全体に対し、ノズル面と媒体との間の距離を一定にすることができる。

上記ヘッドユニットにおいて、前記キャリッジには、複数の前記ヘッドが取り付けられ、前記ヘッドの各々が、個別の前記アクチュエーターによって前記キャリッジに取り付けられていることが好ましい。

この構成によれば、各ヘッドが、個別のアクチュエーターによってキャリッジに取り付けられているため、媒体とノズル面との間の距離をヘッドごとに制御することができる。
上記液体吐出装置において、前記媒体に対する前記キャリッジの相対位置を１つの方向である移動方向に沿って変える変更部をさらに備え、前記アクチュエーターは、前記移動方向と交差する方向に沿って、前記媒体と前記ノズル面との間の距離を変えることが好ましい。

この構成によれば、媒体とキャリッジとの相対位置が移動方向に沿って変わるため、媒体のうち、ノズル面と対向する部分も媒体において移動方向に沿って変わる。そして、媒体のうち、ノズル面と対向する部分は、少なからず移動方向と交差する方向に沿って延びる領域ごとに、移動方向に沿って変わる。この点で、上述した構成によれば、アクチュエーターが、移動方向と交差する方向に沿って媒体とノズル面との間の距離を変えるため、ノズル面が移動方向に沿って移動することに伴って、媒体のうちでノズル面と対向する部分が変わるごとに、アクチュエーターは、ノズル面を媒体の表面に沿わせることができる。

本発明の液体吐出装置をプリンターとして具体化した１つの実施形態におけるプリンターの斜視構造を示す斜視図である。 プリンターの側面視における構成を概略的に示す構成図である。 プリンターの平面視における構成を概略的に示す構成図である。 キャリッジの対向面と対向する方向から見たヘッドの平面構造を示す平面図である。 キャリッジの対向面と対向する方向から見た１つのヘッドの平面構造をアクチュエーターとともに拡大して示す拡大平面図である。 ヘッドの側面構造をアクチュエーターとともに示す側面図である。 アクチュエーターの動作の一例を説明するための動作図である。 アクチュエーターの動作の一例を説明するための動作図である。 プリンターの電気的構成を示すブロック図である。 プリンターの作用を説明するための作用図である。 液滴吐出装置の変形例における全体構成を概略的に示す構成図である。

図１から図１０を参照して、本発明の液体吐出装置をインクジェット式のプリンターとして具体化した１つの実施形態を説明する。以下では、プリンターの全体構成、ヘッドユニットの構成、ヘッドユニットの備えるアクチュエーターの動作、プリンターの電気的構成、および、プリンターの作用を順番に説明する。

［プリンターの全体構成］
図１が示すように、プリンター１０は、箱体形状を有する第１筐体１１と、第１筐体１１よりも小さい箱体形状を有して、第１筐体１１に接続された第２筐体１２とを備えている。第１筐体１１のうち、１つの方向である副走査方向Ｄ２において対向する２つの面の各々に開口が形成され、第２筐体１２のうち、第１筐体１１と対向する面には、第１筐体１１に連通する開口が形成されている。

プリンター１０は、さらに、副走査方向Ｄ２に沿って延びる搬送ガイド部１３と、搬送ガイド部１３に沿って移動する移動部１４と、移動部１４に取り付けられた載置部１５とを備えている。搬送ガイド部１３は、第１筐体１１の外部のうち、第１筐体１１を挟んで第２筐体１２と向かい合う位置から、第２筐体１２に向けて延びている。移動部１４は、載置部１５とともに、搬送ガイド部１３に沿って、第１筐体１１の外部と第２筐体１２の内部との間を移動する。載置部１５には、媒体の一例であるＴシャツＭが載置される。搬送ガイド部１３、移動部１４、および、載置部１５が、ＴシャツＭを副走査方向Ｄ２に沿って搬送する搬送部１６を構成している。

第１筐体１１の内部には、上述した副走査方向Ｄ２と直交する方向である主走査方向Ｄ１に沿って延びるガイド軸２１と、ヘッド２２が取り付けられるキャリッジ２３と、キャリッジ２３をガイド軸２１に沿って移動させるためのキャリッジモーター２４とが搭載されている。ヘッド２２とキャリッジ２３とがヘッドユニット２０の一部を構成し、ガイド軸２１およびキャリッジモーター２４が、ＴシャツＭに対するキャリッジ２３の相対位置を変える変更部の一例を構成し、主走査方向Ｄ１が、移動方向の一例である。

ヘッド２２は、液体を吐出するノズルが形成されたノズル面２２ａを有している。ノズル面２２ａは、ヘッド２２のうち、載置部１５と対向する面である。キャリッジ２３は、ＴシャツＭと対向する対向面２３ａを有している。

第１筐体１１の外部には、所定の撮像領域を有した撮像部３１が搭載され、撮像領域には、第１筐体１１に対して第２筐体１２とは反対側の領域の一部が含まれる。
図２が示すように、ＴシャツＭに対して所定の画像が印刷されるときには、まず、プリンター１０の使用者によって、ＴシャツＭが、第１筐体１１の外部の位置である載置位置に位置する載置部１５に載せられる。載置部１５が載置位置に配置されるとき、載置部１５の全体が、第１筐体１１の外部に位置している。そして、移動部１４が、副走査方向Ｄ２に沿って、キャリッジ２３よりも第２筐体１２側の位置である印刷開始位置にまで載置部１５を移動させる。

次いで、移動部１４は、印刷開始位置から副走査方向Ｄ２に沿って、キャリッジ２３に
向けて載置部１５を移動させることで、ＴシャツＭの一部をヘッド２２のノズル面２２ａと対向する位置に配置する。その後、移動部１４が静止している状態で、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動しながら、ヘッド２２がＴシャツＭに向けて液体の一例であるインクを吐出する。１枚のＴシャツＭにおける画像が印刷される領域である印刷領域の全体に画像が印刷されるまで、副走査方向Ｄ２に沿った移動部１４の移動と、主走査方向Ｄ１に沿ったキャリッジ２３の移動であって、ヘッド２２からの液体の吐出を伴う移動とが、交互に繰り返される。

撮像部３１は、載置部１５が載置位置に位置するときであって、ＴシャツＭに対する画像の印刷が開始される前に、載置部１５に載せられた状態のＴシャツＭを撮像する。すなわち、ＴシャツＭは、載置部１５が載置位置に位置するとき、撮像部３１の撮像領域の内部に含まれる。

図３が示すように、撮像部３１は、例えば、２つのカメラ３１ａを備えたステレオカメラである。各カメラ３１ａは、個別の撮像領域を有し、各カメラ３１ａの撮像領域は、載置部１５が載置位置に位置するとき、ＴシャツＭの全体が撮像領域に含まれるように設定されている。撮像部３１は、ＴシャツＭの備える面の１つであって、載置部１５に接する面とは反対側の面である表面を撮像する。撮像部３１は、２つのカメラ３１ａの各々が生成する撮像データに対し画像処理を施す画像処理部をさらに備える。撮像部３１の画像処理部は、所定の位置を原点とした、ＴシャツＭにおける複数の位置の各々の距離を示す画像データを画像処理の結果として出力する。

ＴシャツＭの表面には、例えば、ＴシャツＭが載置部１５に載置されるとき、表面の凹凸としてしわ、歪み、および、弛みなどが形成されやすい。そのため、ＴシャツＭの表面には、例えば、紙の表面と比べて、所定の撮像位置からの距離の分布が形成されやすい。

［ヘッドユニットの構成］
図４から図６を参照してヘッドユニット２０の構成をより詳しく説明する。なお、参照する図面のうち、図４は、キャリッジ２３の対向面２３ａと対向する方向から見た平面構造を示している。また、図６は、図示の便宜上から、ヘッド２２の側面構造であって、キャリッジ２３の外部に位置する部分とキャリッジ２３の内部に位置する部分との両方を示している。

図４が示すように、キャリッジ２３の対向面２３ａには、複数のヘッド２２が並んでいる。複数のヘッド２２は、複数のヘッド２２の一部ごとに副走査方向Ｄ２に沿って配置されている。副走査方向Ｄ２における同じ位置に配置された複数のヘッド２２は、主走査方向Ｄ１に沿って間隔を空けて並んでいる。

例えば、キャリッジ２３には、１２個のヘッド２２が取り付けられ、１２個のヘッド２２のうち、４個のヘッド２２ごとに副走査方向Ｄ２に沿って配置され、かつ、副走査方向Ｄ２における同じ位置に配置された４個のヘッド２２は、主走査方向Ｄ１に沿って等しい間隔を空けて並んでいる。なお、１２個のヘッド２２では、例えば、主走査方向Ｄ１の一端から他端に向かう方向において、主走査方向Ｄ１における位置が互いに近い３つのヘッド２２ごとに、１つの色のインクを吐出するためのヘッド２２として設定されている。

ヘッド２２の各々は、個別のアクチュエーター４１によってキャリッジ２３に取り付けられている。各ヘッド２２は、ヘッド２２のノズル面２２ａの延びる方向が副走査方向Ｄ２と平行になるように、副走査方向Ｄ２においてヘッド２２を挟む２つのアクチュエーター４１によってキャリッジ２３に取り付けられている。

図５が示すように、１つのヘッド２２において、ノズル面２２ａには、複数のノズル２２ｂが形成され、複数のノズル２２ｂは、１つの方向である配列方向Ｄａに沿って一列に並んでいる。配列方向Ｄａは、副走査方向Ｄ２と平行な方向である。ノズル面２２ａは、配列方向Ｄａに沿って一列に並ぶ複数のノズル２２ｂを形成することが可能な面積を有しているため、ノズル面２２ａにおいて、ノズル面２２ａの主走査方向Ｄ１に沿う端の長さは、ノズル面２２ａの配列方向Ｄａに沿う端の長さよりも小さい。

２つのアクチュエーター４１は、第１アクチュエーター４１ａと、第２アクチュエーター４１ｂとから構成され、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとは、配列方向Ｄａにおいて、複数のノズル２２ｂを挟んでいる。

図６が示すように、キャリッジ２３は、複数のヘッド２２が取り付けられる被取付部４２を備え、被取付部４２は、例えば、板形状を有している。被取付部４２の備える複数の面のうち、１つの面がキャリッジ２３の対向面２３ａであり、被取付部４２において、対向面２３ａとは反対側の面が、複数のヘッド２２が取り付けられる被取付面４２ａである。

被取付部４２には、ヘッド２２と同数の貫通孔４２ｂが形成され、各貫通孔４２ｂは、キャリッジ２３とＴシャツＭとが対向する方向である対向方向Ｄ３に沿って被取付部４２を貫通している。１つの貫通孔４２ｂには、１つのヘッド２２の有するノズル面２２ａが貫通孔４２ｂからキャリッジ２３の外部に露出する状態で、１つのヘッド２２が通されている。

ヘッド２２は、本体部５１と取付部５２とを備えている。本体部５１は、ノズル面２２ａを有し、かつ、貫通孔４２ｂに通される部分である。取付部５２は、対向方向Ｄ３における本体部５１の上端から配列方向Ｄａに向けて突き出た部分であって、被取付部４２の被取付面４２ａに取り付けられる部分である。

ヘッド２２において、取付部５２における配列方向Ｄａに沿う長さと、本体部５１における配列方向Ｄａに沿う長さとの和は、貫通孔４２ｂにおける配列方向Ｄａに沿う長さよりも大きい。

取付部５２のうち、配列方向Ｄａにおいて並ぶ２つの取付部のうちの一方が、第１取付部５２ａであり、他方が、第２取付部５２ｂである。また、本体部５１のうち、取付部５２の第１取付部５２ａからの距離が小さい端部が、本体部５１の第１端部５１ａであり、取付部５２の第２取付部５２ｂからの距離が小さい端部が、本体部５１の第２端部５１ｂである。

取付部５２のうち、第１取付部５２ａが、第１アクチュエーター４１ａによって被取付部４２に取り付けられ、第２取付部５２ｂが、第２アクチュエーター４１ｂによって被取付部４２に取り付けられている。

第１アクチュエーター４１ａは、対向方向Ｄ３に沿って延び、第１アクチュエーター４１ａにおける一方の端部が、第１取付部５２ａに接続し、他方の端部が、被取付部４２における被取付面４２ａの一部に接続している。第１アクチュエーター４１ａは、対向方向Ｄ３に沿う長さを変えることが可能であり、対向方向Ｄ３に沿う長さを変えることによって、キャリッジ２３の対向面２３ａと、本体部５１の第１端部５１ａにおけるノズル面２２ａとの間の距離である第１距離Ｌ１を変える。

第２アクチュエーター４１ｂは、対向方向Ｄ３に沿って延び、第２アクチュエーター４
１ｂにおける一方の端部が、第２取付部５２ｂに接続し、他方の端部が、被取付部４２における被取付面４２ａの一部に接続している。第２アクチュエーター４１ｂは、対向方向Ｄ３に沿う長さを変えることが可能であり、対向方向Ｄ３に沿う長さを変えることによって、キャリッジ２３の対向面２３ａと、本体部５１の第２端部５１ｂにおけるノズル面２２ａとの間の距離である第２距離Ｌ２を変える。

第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂの各々は、例えば、ピエゾ素子である。第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂの各々がピエゾ素子であるとき、第１距離Ｌ１および第２距離Ｌ２の各々は、各アクチュエーター４１における対向方向Ｄ３に沿う長さが最大であるときと最小であるときとの間で、例えば、０．５ｍｍだけ異なる。

なお、第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂの各々は、ピエゾ素子に限らず、例えば、エアサスペンションや、油圧式のアクチュエーターなどであってもよい。また、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとは、互いに異なるアクチュエーターによって具体化されてもよい。しかしながら、対向方向Ｄ３における第１距離Ｌ１の変化量と、対向方向Ｄ３における第２距離Ｌ２の変化量とを同等にする上では、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとが、互いに同じアクチュエーターによって具体化されることが好ましい。

［アクチュエーターの動作］
図７および図８を参照してアクチュエーターの動作を説明する。なお、図７および図８では、図示の便宜上から、動作前のヘッド２２が二点鎖線で示される一方で、動作後のヘッド２２が実線で示されている。また、図７および図８の各々において、動作前のヘッド２２として、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが互いに等しい状態のヘッド２２が示されている。

第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとの各々は、動作後のヘッド２２における第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが等しくなるように動作することが可能である。また、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとの各々は、動作後のヘッド２２における第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが互いに異なるように動作することも可能である。第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂは、こうした動作により、配列方向Ｄａに沿って、ＴシャツＭとノズル面２２ａとの距離を変える。

そのため、以下では、図７を参照して、動作後のヘッド２２における第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが等しい動作の一例と、動作後のヘッド２２における第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが互いに異なる動作の一例とを説明する。

図７が示すように、動作前のヘッド２２では、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが互いに等しいため、ノズル面２２ａが、キャリッジ２３の対向面２３ａに対してほぼ平行である。この状態から、第１アクチュエーター４１ａは、対向方向Ｄ３に沿う第１アクチュエーター４１ａの長さが所定の量だけ小さくなるように動作する。また、第２アクチュエーター４１ｂは、対向方向Ｄ３に沿う第２アクチュエーター４１ｂの長さが、第１アクチュエーター４１ａの長さにおける変化量と同じ量だけ小さくなるように動作する。

これにより、動作後のヘッド２２において第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２は、互いに等しく、かつ、動作前のヘッド２２における第１距離Ｌ１および第２距離Ｌ２よりも大きい値になる。そのため、ノズル面２２ａがキャリッジ２３の対向面２３ａに対してほぼ平行に保たれた状態で、キャリッジ２３の対向面２３ａに対するノズル面２２ａの突出量が大き
くなる。

図８が示すように、動作前のヘッド２２では、図７と同様、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが互いに等しいため、ノズル面２２ａが、キャリッジ２３の対向面２３ａに対してほぼ平行である。この状態から、第１アクチュエーター４１ａは、対向方向Ｄ３に沿う第１アクチュエーター４１ａの長さが所定の量だけ小さくなるように動作する一方で、第２アクチュエーター４１ｂは、対向方向Ｄ３に沿う第２アクチュエーター４１ｂの長さを維持する。

これにより、動作後のヘッド２２では、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも大きくなるため、ノズル面２２ａが、キャリッジ２３の対向面２３ａに対して傾きを有した状態になる。また、ノズル面２２ａのうち、配列方向Ｄａにおいて第１アクチュエーター４１ａからの距離が小さい部分ほど、対向面２３ａからの突出量が大きくなり、配列方向Ｄａにおいて第２アクチュエーター４１ｂからの距離が小さい部分ほど、対向面２３ａからの突出量が小さくなる。

このように、ヘッドユニット２０では、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとが、ノズル面２２ａの延びる方向に沿って並んでいる。そのため、ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離がノズル２２ｂの配列方向Ｄａに沿って徐々に増える、あるいは、減る状態において、複数のノズル２２ｂのほぼ全体に対し、ノズル面２２ａとＴシャツＭと間の距離を一定にすることができる。

ヘッドユニット２０の備える複数のヘッド２２において、各ヘッド２２が、個別のアクチュエーター４１によってキャリッジ２３に取り付けられている。そのため、ヘッドユニット２０が、複数のヘッド２２を纏めて動作させるアクチュエーターを備える構成と比べて、ＴシャツＭと各ノズル面２２ａとの間の距離をヘッドユニット２０ごとに制御することができる。

上述したように、ヘッド２２のノズル面２２ａにおいて、ノズル面２２ａの主走査方向Ｄ１に沿う端の長さは、ノズル面２２ａの配列方向Ｄａに沿う端の長さよりも小さい。そして、ノズル面２２ａにおける主走査方向Ｄ１に沿う長さは、ノズル面２２ａとＴシャツＭの表面との間の距離における主走査方向Ｄ１での分布が、ヘッド２２からＴシャツＭに向けて吐出された液体の状態に対して影響しない程度に小さい。そのため、上述したように、ヘッドユニット２０において、キャリッジ２３の対向面２３ａに対するノズル面２２ａの傾きが、ノズル面２２ａの延びる方向に沿って変わる構成であることが好ましい。

［ヘッドユニットの電気的構成］
図９を参照してヘッドユニット２０の電気的構成を説明する。なお、図９には、説明の便宜上から、ヘッドユニット２０の電気的構成のうち、第１アクチュエーター４１ａの動作、および、第２アクチュエーター４１ｂの動作に関わる構成のみが示されている。また、図９には、図示の便宜上から、第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂとして、１つのヘッドユニット２０が備える第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂのみが示されている。

図９が示すように、ヘッドユニット２０は、データ処理部６１、出力処理部６２、第１駆動部６３、および、第２駆動部６４を備えている。データ処理部６１、および、出力処理部６２は、アクチュエーターの駆動を制御する制御部６０を構成している。制御部６０は、ＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離が所定範囲内に収まるようにアクチュエーター４１の駆動を制御する。制御部６０は、ノズル面２２ａと、ＴシャツＭのうちでノズル面２２ａと対向する部分とがほぼ平行になるように、アクチュエーター４１の駆動を制
御する。

データ処理部６１には、撮像部３１の出力する画像データが入力される。また、出力処理部６２には、移動部１４の位置を示す検出信号、あるいは、移動部１４の移動と同期した同期信号がタイミング信号として入力される。ヘッド２２が主走査方向Ｄ１に沿って走査される領域は、主走査領域であり、ＴシャツＭの表面のなかで主走査領域と対向する領域は、吐出対象領域である。また、吐出対象領域のなかでノズル面２２ａと対向する直前の部分は、ＴシャツＭにおける吐出対象部分である。出力処理部６２に入力されるタイミング信号は、ＴシャツＭに対するヘッド２２の位置、言い換えれば、複数の吐出対象領域の中でどの吐出対象領域が今回の吐出の対象であるかを示す信号である。

例えば、主走査方向Ｄ１に沿ったヘッド２２の走査が、ＴシャツＭの表面に対しｉ回（ｉは１以上の整数）繰り返されるとき、ＴシャツＭの表面にはｉ個の吐出対象領域が設定される。また、ヘッド２２において液体を吐出する機会が、吐出対象領域ごとにｊ回（ｊは１以上の整数）であるとき、ＴシャツＭの表面にはｊ個の吐出対象部分が吐出対象領域ごとに設定される。移動部１４の位置を示す検出信号は、ｉ個の吐出対象領域の中でどの吐出対象領域が今回の吐出の対象であるかを示す信号である。

データ処理部６１は、データ処理部６１に入力された画像データと、予め記憶されたノズル面２２ａの位置とを用いて、ＴシャツＭの表面における各吐出対象部分と、配列方向Ｄａにおけるノズル面２２ａの各位置との間の距離を算出する。データ処理部６１は、ＴシャツＭの表面における各吐出対象部分とノズル面２２ａとの間の距離を用い、各ヘッド２２の備える第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂの各々の駆動量を、各吐出対象部分に対して算出する。この際に、データ処理部６１は、ＴシャツＭの表面とノズル面２２ａとの間の距離が所定範囲内に収まるように、第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂの各々の駆動量を、ＴシャツＭの表面における吐出対象部分ごとに算出する。そして、データ処理部６１は、ＴシャツＭの表面における吐出対象部分ごとの駆動量を保持する。

例えば、データ処理部６１は、本体部５１の第１端部５１ａにおけるノズル面２２ａと、ＴシャツＭのうち、第１端部５１ａにおけるノズル面２２ａと対向する位置との間の距離に基づいて、第１アクチュエーター４１ａの駆動量を算出する。また、データ処理部６１は、本体部５１の第２端部５１ｂにおけるノズル面２２ａと、ＴシャツＭのうち、第２端部５１ｂにおけるノズル面２２ａと対向する位置との間の距離に基づいて、第２アクチュエーター４１ｂの駆動量を算出する。

出力処理部６２は、移動部１４の位置を示す検出信号を受け、ＴシャツＭの表面における吐出対象領域を特定する。出力処理部６２は、特定された吐出対象領域に含まれる吐出対象部分ごとの駆動量をデータ処理部６１から読み出し、ノズル面２２ａと対向する吐出対象部分から順に、第１アクチュエーター４１ａの駆動量、および、第２アクチュエーター４１ｂの駆動量を制御信号として出力する。

なお、データ処理部６１、および、出力処理部６２は、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動するごとに、各アクチュエーター４１の駆動量を、少なくともキャリッジ２３の主走査方向Ｄ１に沿った移動の各々が開始される前までに、各アクチュエーター４１の駆動量を算出し、出力すればよい。言い換えれば、データ処理部６１は、ＴシャツＭへの印刷が開始される前までに、ＴシャツＭへの印刷に必要なすべての駆動量を算出してもよいし、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動するごとに駆動量を算出してもよい。

第１駆動部６３は、出力処理部６２の出力する制御信号を受けて、制御信号によって規定される駆動量で第１アクチュエーター４１ａを駆動する。第２駆動部６４は、出力処理部６２の出力する制御信号を受けて、制御信号によって規定される駆動量で第２アクチュエーター４１ｂを駆動する。制御部６０、ヘッド２２、キャリッジ２３、および、アクチュエーター４１が、ヘッドユニット２０の一例を構成している。

なお、制御部６０は、ＴシャツＭの表面における各位置とノズル面２２ａとの間の距離のうち、少なくとも１つが所定の距離を超えた値として算出されたとき、各アクチュエーター４１に対する制御信号の生成を行わないことが好ましい。そして、制御部６０は、ＴシャツＭへの印刷を行うことができないことを警告するための警告信号を生成し、ＴシャツＭへの印刷を行うことができないことを警告する警告部、例えば、ランプなどを駆動して、プリンター１０の外部に対して、ＴシャツＭへの印刷を行うことができないことを警告することが好ましい。

こうした構成によれば、ＴシャツＭの表面における凹凸が、プリンター１０による印刷ができない程度に大きいために、ＴシャツＭの印刷が途中で停止されることが避けられる。これにより、１枚のＴシャツと、ＴシャツＭに対する印刷に用いられたインクとが無駄に消費されることが避けられる。

上述したヘッドユニット２０によれば、キャリッジ２３にヘッド２２を取り付けるアクチュエーター４１が、撮像部３１の撮像結果に応じてノズル面２２ａの向きを変えるため、ＴシャツＭに沿うようにノズル面２２ａが配置される。そのため、ＴシャツＭの表面に対して対向方向Ｄ３にのみノズル面が移動する構成と比べて、ＴシャツＭの表面に対するノズル面２２ａの追従性が高まる。

また、各アクチュエーター４１の駆動量が、ＴシャツＭの表面における距離の分布に基づいて算出されるため、ノズル面２２ａの全体において、ＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離がほぼ等しくなる。それゆえに、ノズル面２２ａのうちで、ノズル２２ｂの形成される部位に関わらず、ノズル２２ｂから吐出される液体の着弾する位置の精度が、所定の精度に保たれる。

［プリンターの作用］
図１０を参照してプリンター１０の作用を説明する。なお、図１０には、図示の便宜上から、プリンター１０のうち、ヘッド２２のみが図示されている。また、図１０では、プリンター１０の作用の一例として、１つのヘッド２２が、ＴシャツＭのうち、副走査方向Ｄ２において互いに異なる位置と対向するときのヘッド２２の状態が示されている。

図１０が示すように、ヘッド２２のノズル面２２ａが、ＴシャツＭにおける第１位置Ｐ１と対向するときには、第１位置Ｐ１における表面とノズル面２２ａとの間の距離Ｌ３が、対向方向Ｄ３におけるアクチュエーター４１の長さが変わることによって所定範囲内に収められる。

そして、ＴシャツＭが副走査方向Ｄ２に沿って搬送された後に、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動することによって、ヘッド２２のノズル面２２ａが、ＴシャツＭにおける第２位置Ｐ２と対向する。このとき、第２位置Ｐ２における表面の状態に応じて、アクチュエーター４１が駆動される。

例えば、第２位置Ｐ２におけるＴシャツＭの表面が、第１位置Ｐ１におけるＴシャツＭの表面よりも水平方向、すなわち、キャリッジ２３の対向面２３ａに対して傾きを有している。そのため、ヘッド２２が第１位置Ｐ１と対向する位置に配置されるときよりも、ノ
ズル面２２ａが水平方向に対して傾きを有するように、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとが駆動される。これにより、距離Ｌ３が、所定範囲内に収められる。

さらに、ＴシャツＭが副走査方向Ｄ２に沿って搬送された後に、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動することによって、ヘッド２２のノズル面２２ａが、ＴシャツＭにおける第３位置Ｐ３と対向する。このとき、第３位置Ｐ３における表面の状態に応じて、アクチュエーター４１が駆動される。

例えば、第３位置Ｐ３におけるＴシャツＭの表面が、第２位置Ｐ２におけるＴシャツＭの表面よりもさらに水平方向に対して傾きを有している。そのため、ヘッド２２が第２位置Ｐ２と対向する位置に配置されるときよりも、ノズル面２２ａが水平方向に対して傾きを有するように、第１アクチュエーター４１ａと第２アクチュエーター４１ｂとが駆動される。これにより、距離Ｌ３が、所定範囲内に収められる。

プリンター１０によれば、キャリッジ２３が主走査方向Ｄ１に沿って移動するとき、ＴシャツＭとキャリッジ２３との相対位置が主走査方向Ｄ１に沿って変わるため、ＴシャツＭのうち、ノズル面２２ａと対向する部分もＴシャツＭにおいて主走査方向Ｄ１に沿って変わる。そして、ノズル面２２ａは、副走査方向Ｄ２に沿って延びているため、ＴシャツＭのうち、ノズル面２２ａと対向する部分は、少なからず副走査方向Ｄ２に沿って延びる領域ごとに、主走査方向Ｄ１に沿って変わる。

この点で、アクチュエーター４１が、副走査方向Ｄ２に沿ってＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離を変える。そのため、ノズル面２２ａが主走査方向Ｄ１に沿って移動することに伴って、ＴシャツＭのうちでノズル面２２ａと対向する部分が変わるごとに、アクチュエーター４１は、ノズル面２２ａをＴシャツＭの表面に沿わせることができる。

なお、ヘッド２２のノズル面２２ａと、ＴシャツＭの表面との間の距離Ｌ３を所定範囲内に収めるためには、ヘッド２２ではなく、ＴシャツＭの載置された載置部１５を対向方向Ｄ３に沿って駆動することによって、距離Ｌ３を所定範囲内に収めることも可能ではある。しかしながら、載置部１５は、各ヘッド２２に比べて重量が大きいために、載置部１５を駆動させるためには、ヘッド２２を駆動させるために必要な構成よりも大型の構成が必要とされる。また、載置部１５を駆動した場合には、ＴシャツＭの全体が、ノズル面２２ａに対して所定の傾きを有してしまうため、各ヘッド２２が対向方向Ｄ３に沿って駆動する構成と比べて、各ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離を細かく制御することが難しい。

以上説明したように、ヘッドユニット、および、液体吐出装置の１つの実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）対向面２３ａに対するノズル面の傾きを、撮像部３１の撮像結果に応じてアクチュエーター４１が変える。そのため、ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離がノズル面内において傾きを有する状態にあっては、ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離をノズル面２２ａの面内において一定に近付けられる。結果として、ＴシャツＭの表面に対するノズル面２２ａの追従性が高まる。

（２）ノズル面２２ａの全体において、ＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離がほぼ等しくなるため、ノズル面２２ａのうちで、ノズル２２ｂの形成される部位に関わらず、ノズル２２ｂから吐出される液体の着弾する位置の精度が、所定の精度に保たれる。

（３）ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離がノズル２２ｂの配列方向Ｄａに沿っ
て徐々に増える、あるいは、減る状態において、複数のノズル２２ｂのほぼ全体に対し、ノズル面２２ａとＴシャツＭとの間の距離を一定にすることができる。

（４）各ヘッド２２が、個別のアクチュエーター４１によってキャリッジ２３に取り付けられているため、ＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離をヘッド２２ごとに制御することができる。

（５）ＴシャツＭとキャリッジ２３との相対位置が主走査方向Ｄ１に沿って変わるため、ＴシャツＭのうち、ノズル面２２ａと対向する部分もＴシャツＭにおいて主走査方向Ｄ１に沿って変わる。そして、ＴシャツＭのうち、ノズル面２２ａと対向する部分は、少なからず主走査方向Ｄ１と交差する方向に沿って延びる領域ごとに、主走査方向Ｄ１に沿って変わる。また、アクチュエーター４１が、主走査方向Ｄ１と交差する方向に沿ってＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離を変える。そのため、ノズル面２２ａが主走査方向Ｄ１に沿って移動することに伴って、ＴシャツＭのうちでノズル面２２ａと対向する部分が変わるごとに、アクチュエーター４１は、ノズル面２２ａをＴシャツＭの表面に沿わせることができる。

なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・アクチュエーター４１は、主走査方向Ｄ１に沿ってＴシャツＭとノズル面２２ａとの間の距離を変えることが可能な構成であってもよい。

・プリンター１０において、キャリッジ２３を主走査方向Ｄ１に沿って移動させる変更部が割愛されてもよい。こうした構成では、ＴシャツＭに対して印刷が行われるとき、搬送部１６が、ＴシャツＭを副走査方向Ｄ２に沿って移動させ、かつ、主走査方向Ｄ１に沿って移動させる構成であって、アクチュエーター４１が、ＴシャツＭの搬送にあわせて駆動される構成であればよい。

あるいは、主走査方向Ｄ１に沿うヘッド２２の長さが、ＴシャツＭにおける主走査方向Ｄ１に沿う長さ以上であれば、キャリッジ２３を主走査方向Ｄ１に沿って移動させる変更部に加えて、搬送部１６が、ＴシャツＭを主走査方向Ｄ１に沿って移動させる構成も割愛されてもよい。

・制御部６０は、ヘッドユニット２０ではなく、プリンター１０のうち、ヘッドユニット２０以外の部分、例えば、第１筐体１１に搭載されていてもよい。制御部６０が第１筐体１１に搭載される構成であれば、制御部６０は、第１筐体１１に搭載された他の制御部であって、ヘッド２２からの液体の吐出を制御する吐出制御部とともに、第１筐体１１に搭載されていてもよい。

・ヘッドユニット２０は、複数のヘッド２２ごとに纏めて動作させるアクチュエーターを備えていてもよい。こうした構成であっても、キャリッジ２３の対向面２３ａに対して、各ヘッド２２のノズル面２２ａの傾きを変えることができるアクチュエーターをヘッドユニット２０が備える以上は、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・ヘッドユニット２０は１つのヘッド２２を備える構成であってもよい。また、１２個のヘッドを備えるヘッドユニット２０は、あくまでヘッドユニット２０の構成の一例であるため、ヘッドユニット２０は、１１個以下のヘッド２２を備えた構成であってもよいし、１３個以上のヘッド２２を備えた構成であってもよい。

・第１アクチュエーター４１ａおよび第２アクチュエーター４１ｂは、主走査方向Ｄ１においてノズル面２２ａを挟むようにヘッド２２に接続されていてもよい。あるいは、２
つのアクチュエーター４１は、配列方向Ｄａと交差する方向であって、主走査方向Ｄ１とは異なる方向において、ノズル面２２ａを挟むようにヘッド２２に接続されていてもよい。

・１つのヘッド２２に接続されるアクチュエーター４１の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。要は、アクチュエーター４１によって、キャリッジ２３の対向面２３ａに対するノズル面２２ａの傾きを変えることが可能である限りは、１つのヘッド２２に接続されるアクチュエーター４１の個数は限定されない。

・データ処理部６１は、画像データに含まれる情報であって、所定位置に対するＴシャツＭの各位置を、アクチュエーター４１の駆動量に変換する機能を有していてもよい。すなわち、データ処理部６１は、例えば、変換式や変換マップに対して、所定位置に対するＴシャツＭの各位置を適用して、アクチュエーター４１の駆動量に変換する構成であってもよい。

・撮像部３１は、ステレオカメラ以外の構成であってもよい。要は、所定の撮像位置からＴシャツＭの面内における各位置までの距離、すなわち、ＴシャツＭの面内における距離の分布を測定することが可能な測定部であればよい。

あるいは、測定部は、ＴシャツＭの表面における距離の分布を測定する構成ではなく、所定の位置からＴシャツＭの面内における１つの位置までの距離を測定することが可能な構成であってもよい。こうした構成では、ヘッド２２の一端、例えば、本体部５１における第１端部５１ａと、ＴシャツＭのうち、本体部５１の第１端部５１ａと対向する部分との間の距離はおよそ変わらないものと仮定される。そして、ヘッド２２の他端である本体部５１における第２端部５１ｂと、ＴシャツＭのうち、本体部５１の第２端部５１ｂと対向する位置との間の距離に基づいてノズル面２２ａの傾きを変える構成であってもよい。

・撮像部３１は、少なくともＴシャツＭの各位置に対する液体の吐出が行われる前であって、かつ、撮像部３１の撮像結果をアクチュエーター４１の駆動量に反映することができる期間中に、ＴシャツＭの各位置の撮像を終了していればよい。撮像部３１は、ＴシャツＭにおける印刷領域の全体を一度に撮像しなくてもよく、ＴシャツＭにおける印刷領域を複数回に分けて撮像することで、印刷領域の全体を撮像してもよい。

・ＴシャツＭにおいて、水平方向に対する傾きを有しない部分である水平部分、言い換えれば、キャリッジ２３の対向面２３ａとほぼ平行な部分と、水平方向に対する傾きを有する部分である傾斜部分とでは、ヘッド２２における液体の吐出周期を変えてもよい。すなわち、副走査方向Ｄ２において吐出された液体の密度が等しくなるように、ヘッド２２が水平部分に向けて液体と吐出するときの吐出周期と、ヘッド２２が傾斜部分に向けて液体を吐出するときの吐出周期とを異ならせてもよい。

・アクチュエーター４１は、キャリッジ２３の被取付部４２のうち、ＴシャツＭと対向する対向面２３ａに接続されていてもよい。
・ヘッド２２からの液体の吐出は、ＴシャツＭに所定の画像を印刷するときだけでなく、ＴシャツＭにダミー描画を行うときや、プリンター１０のメンテナンスを行うときであってもよい。

・液体が吐出される媒体は、上述したＴシャツＭのように、布を用いて形成された衣類に限らず、他の媒体、例えば、紙などであってもよい。
・図１１が示すように、液体吐出装置７０は、所定の立体構造を有する媒体ＭＳに対して、媒体ＭＳの外周面の周方向の全体にわたって液体を吐出することが可能な装置であっ
てもよい。液体吐出装置７０は、基台７１と、媒体ＭＳが載置される載置部７２と、アーム７３とを備えている。基台７１は、載置部７２とアーム７３とを支持し、載置部７２は、基台７１に取り付けられて、回転軸を中心に回転する。

アーム７３は、載置部７２に載置された媒体ＭＳの周囲に稼働範囲を有し、水平方向に沿って並ぶ複数の間接を有するアームであってもよいし、垂直方向に沿って並ぶ複数の間接を有するアームであってもよい。アーム７３の先端には、上述したヘッド２２が取り付けられたキャリッジ２３が接続されている。また、キャリッジ２３には、媒体ＭＳを撮像範囲に含む撮像部３１が取り付けられている。

こうした液体吐出装置７０では、例えば、媒体ＭＳに対する所定の画像の印刷が開始される前に、撮像部３１が、媒体ＭＳの外周面の全体を撮像する。そして、ヘッドユニット２０は、撮像部３１の撮像結果に基づきアクチュエーター４１を駆動して、ヘッド２２のノズル面２２ａとキャリッジ２３の対向面２３ａとの間の距離を所定範囲内に収めつつ、媒体ＭＳへの液体の吐出を行う。

１０…プリンター、１１…第１筐体、１２…第２筐体、１３…搬送ガイド部、１４…移動部、１５，７２…載置部、１６…搬送部、２０…ヘッドユニット、２１…ガイド軸、２２…ヘッド、２２ａ…ノズル面、２２ｂ…ノズル、２３…キャリッジ、２３ａ…対向面、２４…キャリッジモーター、３１…撮像部、３１ａ…カメラ、４１…アクチュエーター、４１ａ…第１アクチュエーター、４１ｂ…第２アクチュエーター、４２…被取付部、４２ａ…被取付面、４２ｂ…貫通孔、５１…本体部、５１ａ…第１端部、５１ｂ…第２端部、５２…取付部、５２ａ…第１取付部、５２ｂ…第２取付部、６０…制御部、６１…データ処理部、６２…出力処理部、６３…第１駆動部、６４…第２駆動部、７０…液体吐出装置、７１…基台、７３…アーム、Ｍ…Ｔシャツ、ＭＳ…媒体。

Claims (6)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するヘッドと、
   媒体と対向する対向面を有し、前記ヘッドが取り付けられるキャリッジと、
   前記対向面に対する前記ノズル面の傾きを変えるアクチュエーターと、
   前記媒体と前記ノズル面との間の距離が所定範囲内に収まるように前記アクチュエーターの駆動を制御する制御部と、を備える
   ヘッドユニット。
2. 前記制御部は、前記ノズル面と、前記媒体のうちで前記ノズル面と対向する部分とがほぼ平行になるように前記アクチュエーターの駆動を制御する
   請求項１に記載のヘッドユニット。
3. 前記ノズル面には、複数の前記ノズルが形成され、
   前記複数のノズルは、１つの方向である配列方向に沿って並び、
   前記アクチュエーターは、第１アクチュエーターと第２アクチュエーターとを含み、
   前記第１アクチュエーターと前記第２アクチュエーターとは、前記配列方向において、前記複数のノズルを挟んでいる
   請求項１または２に記載のヘッドユニット。
4. 前記キャリッジには、複数の前記ヘッドが取り付けられ、
   前記ヘッドの各々が、個別の前記アクチュエーターによって前記キャリッジに取り付けられている
   請求項１から３のいずれか一項に記載のヘッドユニット。
5. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル面を有するヘッドと、
   媒体と対向する対向面を有して、前記ヘッドが取り付けられるキャリッジと、
   前記対向面に対する前記ノズル面の傾きを変えるアクチュエーターと、
   前記媒体の表面の位置を測定する測定部と、
   前記媒体と前記ノズル面との間の距離が所定範囲内に収まるように、前記測定部の測定結果に基づいて前記アクチュエーターの駆動を制御する制御部と、を備える
   液体吐出装置。
6. 前記媒体に対する前記キャリッジの相対位置を１つの方向である移動方向に沿って変える変更部をさらに備え、
   前記アクチュエーターは、前記移動方向と交差する方向に沿って、前記媒体と前記ノズル面との間の距離を変える
   請求項５に記載の液体吐出装置。

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