JP2023151701A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】立体形状の印刷媒体における画質の向上を図ることができる印刷装置を提供する。【解決手段】印刷装置は、インクを印刷媒体に吐出するノズルを有しているヘッドと、ＴＯＦセンサと、ヘッド及びＴＯＦセンサと印刷媒体とを第１方向に相対移動させる移動装置と、制御部と、を備え、ＴＯＦセンサは、光を印刷媒体に照射する発光素子と、第１方向に並び、印刷媒体で反射された光を検知する複数の受光素子と、を有し、受光素子の検知結果に基づいて印刷媒体までの距離を測定し、制御部は、ＴＯＦセンサ及び印刷媒体を相対移動させながら、発光素子に照射されて印刷媒体上の一の領域で反射された光を複数の受光素子のそれぞれにより順次検知させ、複数の受光素子により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ一の領域までの測定距離に基づいてヘッドと一の領域との間の距離である吐出距離を取得する。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置に関する。

従来の印刷装置として、例えば、特許文献１のインクジェット印刷装置が知られている。このインクジェット印刷装置は、立体物に印刷するインクジェットヘッド、及び、立体物とインクジェットヘッドとの間隔を測定する距離測定機を備えている。そして、立体物とインクジェットヘッドとの間隔が所定間隔になるように、距離測定機により測定された間隔に基づいてインクジェットヘッドを上下動させている。

特開２０１２－３５５５２号公報

このようなインクジェット印刷装置における距離測定機は、光を発光してから、立体物により反射された光を受光するまでの時間に基づいて、立体物とインクジェットヘッドとの間隔を測定している。しかしながら、距離測定機の個体差による測定精度のバラツキがあると、インクジェットヘッドにより立体物に印刷された画像の品質低下を招いてしまう。

本発明はこのような事態に鑑み、立体形状の印刷媒体における画質の向上を図ることができる印刷装置を提供することを目的としている。

本発明のある態様に係る印刷装置は、インクを印刷媒体に吐出するノズルを有しているヘッドと、ＴＯＦセンサと、前記ヘッド及び前記ＴＯＦセンサと前記印刷媒体とを第１方向に相対移動させる移動装置と、制御部と、を備え、前記ＴＯＦセンサは、光を前記印刷媒体に照射する発光素子と、前記第１方向に並び、前記印刷媒体で反射された光を検知する複数の受光素子と、を有し、前記受光素子の検知結果に基づいて前記印刷媒体までの距離を測定し、前記制御部は、前記ＴＯＦセンサ及び前記印刷媒体を相対移動させながら、前記発光素子に照射されて前記印刷媒体上の一の領域で反射された光を複数の前記受光素子のそれぞれにより順次検知させ、複数の前記受光素子により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ前記一の領域までの測定距離に基づいて前記ヘッドと前記一の領域との間の距離である吐出距離を取得する。

本発明によれば、立体形状の印刷媒体における画質の向上を図ることができる印刷装置を提供することができる。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

図１は、本発明の実施の形態及び変形例１に係る印刷装置を上から見た概略図である。 図２は、図１のヘッド及びＴＯＦセンサを下から見た概略図である。 図３は、図１の印刷装置の機能的構成を示すブロック図である。 図４は、ヘッド及びＴＯＦセンサを前から見た概略図である。 図５は、複数の受光素子により印刷媒体までの距離を測定する方法を説明するための図である。 図６は、本発明の変形例２に係る印刷装置を上から見た概略図である。 図７は、図６のヘッド及びＴＯＦセンサを前から見た概略図である。 図８は、本発明のその他の変形例に係る印刷装置のＴＯＦセンサ及び印刷媒体を上から見た概略図である。

＜印刷装置の構成＞
本発明の一実施の形態に係る印刷装置１０は、図１に示すように、インクをヘッド２０のノズル２１から印刷媒体Ａに吐出して、インクにより印刷媒体Ａに画像を印刷する装置である。以下では、印刷装置１０を、インクジェットプリンタに適用した例について説明する。また、印刷媒体Ａは、例えば、紙及び布などのシート形状、並びに、ボール及びマグカップなどの立体形状を有している。

印刷装置１０は、シリアルヘッド方式であって、ヘッド２０、プラテン１１、複数のタンク１２、搬送装置３０、走査装置４０、制御部５０及びＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサ６０を備えている。なお、搬送装置３０により印刷媒体Ａを搬送する方向を前後方向と称する。前後方向に対して交差（例えば、直交）する方向であって、走査装置４０によりヘッド２０が移動する方向を左右方向と称する。さらに、前後方向及び左右方向に交差（例えば、直交）する方向を上下方向と称する。但し、印刷装置１０の配置はこれに限定されない。

プラテン１１は、平坦な上面を有し、その上面上に配置された印刷媒体Ａと、これに対向して設けられるヘッド２０の下面との間の距離を規定する。タンク１２は、インクを貯留する容器である。例えば、タンク１２は、４種類のインクをそれぞれ貯留する４種類のタンク１２を有している。タンク１２は、チューブによりヘッド２０における対応するノズル２１に供給する。

搬送装置３０は、例えば、２本の搬送ローラ３１、及び、搬送モータ３２（図３）を有している。２本の搬送ローラ３１は、前後方向において互いの間にプラテン１１を挟んで配置されている。搬送ローラ３１は、左右方向に延びる軸を有し、搬送モータ３２に連結されている。搬送ローラ３１は、搬送モータ３２の駆動によって軸を中心に回転し、印刷媒体Ａをプラテン１１上において前方に搬送する。

走査装置４０は、キャリッジ４１、２本のガイドレール４２、走査モータ４３、及び、無端ベルト４４を有している。２本のガイドレール４２は、前後方向においてヘッド２０を互いの間に挟むように、プラテン１１の上方において左右方向に延びている。キャリッジ４１は、ヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０を搭載し、左右方向に移動可能に２本のガイドレール４２に支持されている。

無端ベルト４４は、左右方向に延びて、キャリッジ４１に取り付けられ、また、走査モータ４３にプーリー４５を介して取り付けられている。走査モータ４３が駆動すると、無端ベルト４４が走行し、キャリッジ４１はガイドレール４２に沿って左右方向に往復移動する。これにより、走査装置４０は、印刷媒体Ａに対してヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０を左右方向に移動させる。よって、走査装置４０は、ヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０と印刷媒体Ａとを左右方向に相対移動させる移動装置であって、ヘッド２０を搭載してヘッド２０を左右方向に走査するキャリッジ４１を含んでいる。なお、走査装置４０は、ヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０に対して印刷媒体Ａをプラテン１１などにより左右方向に移動させてもよい。

＜ヘッド＞
ヘッド２０は、図２に示すように、複数のノズル２１、複数のサブタンク２２及び複数の駆動素子２３（図３）を有している。ノズル２１はヘッド２０の下面である吐出面２４に開口している。複数のノズル２１は前後方向に並んでノズル列を成して、複数のノズル列は左右方向に並んでいる。ヘッド２０は、例えば、前後方向における寸法Ｌ１が５０～５５ｍｍであって、左右方向における寸法Ｗは寸法Ｌ１よりも短く、４０～４５ｍｍであり、前後方向におけるノズル列の寸法Ｌ２は３５～３９ｍｍである。各ノズル列のノズル２１は互いに同じサブタンク２２に連通し、互いに異なるノズル列のノズル２１は互いに異なるサブタンク２２に連通している。

サブタンク２２は、例えば、ノズル２１よりも後方に配置されており、タンク１２（図１）とチューブにより接続されると共に、フィルタを介してノズル２１に連通している。このため、インクは、タンク１２からチューブを介してサブタンク２２に供給され、さらにフィルタにより不純物などが除去されてからノズル２１に供給される。駆動素子２３は、圧電素子であって、ノズル２１毎に設けられ、ノズル２１からインクを吐出する圧力をヘッド２０内のインクに付与する。なお、駆動素子２３は、圧電素子に係わらず、発熱素子及び静電式アクチュエータ等のアクチュエータであってもよい。

＜ＴＯＦセンサ＞
ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａまでの距離を測定する光学的な測距センサであって、例えば、３ＤＴＯＦである。このように、ＴＯＦセンサ６０に３ＤＴＯＦを用いることにより、上下方向、及び、上下方向に対して交差（例えば、直交）する方向であって且つ互いに交差（例えば、直交）する２方向を含む３方向における位置を計測することができる。

ＴＯＦセンサ６０は、保持部材６３によりキャリッジ４１に取り付けられている。例えば、ＴＯＦセンサ６０は、左右方向において、ヘッド２０よりも左に配置されており、右から見てサブタンク２２に重なるように配置されている。ＴＯＦセンサ６０は、前後方向において複数のノズル２１のうちの全て又は一部のノズル２１よりも後方に配置されている。このように、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａが搬送される方向においてノズル２１よりも上流に配置されている。このため、ノズル２１からのインクによる印刷媒体Ａに対する印刷動作前に、ＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定することができる。

ＴＯＦセンサ６０は、例えば、１つの発光素子６１及び複数の受光素子６２を有している。発光素子６１は、発光ダイオードなどの光源であって、パルス光を発光する。複数の受光素子６２のそれぞれの受光素子６２は、フォトダイオードなどであって、発光素子６１により発光されて印刷媒体Ａにより反射された光を受光（検知）する。ＴＯＦセンサ６０は、発光素子６１による発光と受光素子６２による検知との間の時間に基づいて、吐出面２４に交差（例えば、直交）する上下方向における印刷媒体Ａまでの距離を測定し、この測定距離を制御部５０に出力する。ここで、１つの発光素子６１により発光することにより、印刷媒体Ａまでの距離を精度良く測定することができる。なお、ＴＯＦセンサ６０は２つ以上の発光素子６１を有し、これらの発光素子６１を同時に発光させてもよい。

ＴＯＦセンサ６０において、複数の受光素子６２は、左右方向に列を成して並んで受光素子列を形成している。このように、複数の受光素子６２が並ぶ方向が、キャリッジ４１によりＴＯＦセンサ６０を移動させる方向と同一の左右方向である。これにより、ＴＯＦセンサ６０を印刷媒体Ａに対して左右方向に移動させることにより、左右方向に並ぶ互いに異なる複数の受光素子６２により互いに同じ一の領域までの距離をＴＯＦセンサ６０は測定することができる。

受光素子列を構成する受光素子６２は、例えば３つ以上であって、図２の例では第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉを有している。第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉは、受光素子列において右から順に並んでいる。複数の受光素子列は、前後方向において並んでいる。このように、３つ以上の受光素子６２により検知された一の領域までの測定距離を用いることにより、制御部５０は吐出距離を精度良く取得することができる。

図４に示すように、ＴＯＦセンサ６０は、上下方向において受光素子６２の検知面がヘッド２０の吐出面２４よりも上になるように配置されている。このように、ＴＯＦセンサ６０は、吐出面２４に対して直交する方向において吐出面２４よりも印刷媒体Ａから離れて配置されている。このため、ＴＯＦセンサ６０の焦点距離及び焦点深度を確保することができる。

ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａにおいて、発光素子６１による光の照射範囲Ｃが、複数の受光素子６２による検知範囲Ｄよりも広く、検知範囲Ｄの全部に重なるように配置されている。これにより、複数の受光素子６２は、発光素子６１から照射され印刷媒体Ａから反射された光を検知することができる。

＜制御部＞
図３に示すように、制御部５０は、例えば、コンピュータであって、インターフェース５１、演算部５２及び記憶部５３を有している。インターフェース５１は、コンピュータ、カメラ、通信ネットワーク、記録媒体、ディスプレイ及びプリンタ等の外部装置Ｂから画像データなどの各種データを受信する。画像データは、印刷媒体Ａに印刷される画像を示すラスタデータなどである。なお、制御部５０は、単独の装置により構成されていてもよく、又は、複数の装置が分散配置されていて、それらが協働して制御部５０の動作を行うよう構成されていてもよい。

記憶部５３は、演算部５２からアクセス可能なメモリであって、ＲＡＭ及びＲＯＭを有している。ＲＡＭは、画像データなどの外部装置Ｂから受信したデータ、及び、演算部５２により変換されたデータなどの各種データを一時的に記憶する。ＲＯＭは、各種データ処理を行うためのコンピュータプログラム、及び、所定のデータなどを記憶している。なお、コンピュータプログラムは、記憶部５３とは異なる外部の記憶媒体であって且つ演算部５２からアクセス可能な記憶媒体、例えば、ＣＤＲＯＭなどに記憶されていてもよい。

演算部５２は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサ、及び、ＡＳＩＣなどの集積回路などの少なくとも１つの回路を含む。演算部５２は、記憶部５３に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより各部を制御し、測距動作及び印刷動作などの各種動作を実行する。なお、各種動作の詳細については後述する。

このような制御部５０は、ヘッド駆動回路２５を介して駆動素子２３に接続されている。制御部５０は、駆動素子２３の制御信号をヘッド駆動回路２５に出力し、ヘッド駆動回路２５が制御信号に基づいて駆動信号を生成して駆動素子２３に出力する。駆動素子２３は駆動信号に応じて駆動して、ノズル２１からインクが吐出される。このように、駆動素子２３によるノズル２１のインクの吐出が制御される。

また、制御部５０は、搬送駆動回路３３を介して搬送装置３０の搬送モータ３２に接続され、搬送モータ３２の駆動を制御する。これにより、搬送装置３０による印刷媒体Ａの搬送が制御される。さらに、制御部５０は、走査駆動回路４６を介して走査装置４０の走査モータ４３に接続され、走査モータ４３の駆動を制御する。これにより、走査装置４０によるヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０の移動が制御される。制御部５０は、発光駆動回路６４を介してＴＯＦセンサ６０の発光素子６１に接続され、発光素子６１の駆動を制御する。これにより、発光素子６１による発光が制御される。

＜測距動作＞
このような印刷装置１０において、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０及び印刷媒体Ａを相対移動させながら、発光素子６１に照射されて印刷媒体Ａ上の一の領域で反射された光を受光素子列における複数の受光素子６２のそれぞれにより順次検知する。そして、制御部５０は、受光素子列における複数の受光素子６２により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ一の領域までの測定距離に基づいてヘッド２０と一の領域との間の距離である吐出距離を取得する。

具体的には、図５（ａ）の例では、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａに対して右に移動しながら、発光素子６１（図４）により発光する。そして、ＴＯＦセンサ６０は、受光素子列において最も右に配置された第１受光素子６２ａにより、印刷媒体Ａにおいて対応する領域ａ１からの反射光を検知タイミングｔ１に検知する。ＴＯＦセンサ６０は、発光素子６１の発光から第１受光素子６２ａの検知までの時間である検知結果に基づいて印刷媒体Ａの領域ａ１までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。

検知タイミングｔ１の後に、図５（ｂ）に示すように、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａに対して右に進んで、発光素子６１により発光する。そして、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａにおいて、検知タイミングｔ２に、第１受光素子６２ａにより対応する領域ａ２からの反射光を検知すると共に、第２受光素子６２ｂにより対応する領域ａ１からの反射光を検知する。ＴＯＦセンサ６０は、この第１受光素子６２ａの検知結果に基づいて領域ａ２までの距離を測定し、第２受光素子６２ｂの検知結果に基づいて領域ａ１までの距離を測定して、これらの測定距離を制御部５０に出力する。第２受光素子６２ｂは第１受光素子６２ａと左に隣接して配置されている。領域ａ２は、領域ａ１の右において、領域ａ１と隣接する、又は、その一部が領域ａ１の一部と重なる。

検知タイミングｔ２の後に、図５（ｃ）に示すように、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａに対して右に進んで、発光素子６１により発光する。そして、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａにおいて、検知タイミングｔ３に、第１受光素子６２ａにより対応する領域ａ３からの反射光を検知し、第２受光素子６２ｂにより対応する領域ａ２からの反射光を検知すると共に、第３受光素子６２ｃにより対応する領域ａ１からの反射光を検知する。ＴＯＦセンサ６０は、これらの受光素子６２の検知結果に基づいて互いに異なる領域ａ１～ａ３までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。第３受光素子６２ｃは第２受光素子６２ｂと左に隣接して配置されている。領域ａ３は、領域ａ２の右において、領域ａ２と隣接する、又は、その一部が領域ａ２の一部と重なる。

そして、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａに対して右に進みつつ、発光素子６１により発光し、複数の受光素子６２により印刷媒体Ａの各領域からの反射光を検知することを繰り返す。ＴＯＦセンサ６０は、この検知の度に複数の受光素子６２により検知された互いに異なる複数の領域までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力していく。例えば、図５（ｄ）に示すように、ＴＯＦセンサ６０は、検知タイミングｔ９にて第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉにより互いに異なる領域ａ１～ａ９からの反射光を検知し、これらの検知結果に基づいて領域ａ１～ａ９までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。検知タイミングｔ９の後に、図５（ｅ）に示すように、ＴＯＦセンサ６０は、検知タイミングｔ１０にて第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉにより領域ａ２～ａ１０からの反射光を検知し、これらの検知結果に基づいて領域ａ２～ａ１０までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。

このように、ＴＯＦセンサ６０は、印刷媒体Ａに対して右に進みつつ、左右方向に並ぶ複数の受光素子６２により互いに同じ領域を順次、検知していく。例えば、領域ａ１は、第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉにより検知タイミングｔ１～ｔ９のうちの互いに異なるタイミングで検知される。また、領域ａ２は、第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉにより検知タイミングｔ２～ｔ１０のうちの互いに異なるタイミングで検知される。これにより、ＴＯＦセンサ６０は、複数の受光素子６２により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ一の領域までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。

そして、制御部５０は、各領域について第１受光素子６２ａ～第９受光素子６２ｉの検知結果に基づいた複数の測定距離を取得する。そして、制御部５０は、複数の測定距離の代表値をヘッド２０の吐出面２４と印刷媒体Ａとの間の距離を吐出距離として取得する。この代表値は、例えば、複数の測定距離の平均値、中央値及び最頻値などが例示される。好ましくは、代表値としては、複数の測定距離の平均値である。このように、複数の受光素子６２により検知された一の領域までの複数の測定距離の平均値に基づくことにより、吐出距離を精度良く取得することができる。さらに好ましくは、平均値は、最大値及び最小値を除いた複数の測定距離を平均して得られた値である。また、複数の測定距離の偏差が所定値未満になるように、測定距離の平均値から離れた測定距離を除いた測定距離の平均値であってもよい。これにより、ＴＯＦセンサ６０の個体差による測定精度のバラツキが低減され、立体形状の印刷媒体Ａにおける画質の向上を図ることができる。

＜印刷動作＞
制御部５０は、画像データを外部装置Ｂから取得し、画像データに基づいて印刷動作を実行する。例えば、制御部５０が、パス処理にて、右又は左にヘッド２０を移動させる移動動作とともに、ヘッド２０のノズル２１からインクを印刷媒体Ａに吐出させる吐出動作を実行する。そして、制御部５０は、搬送処理にて、印刷媒体Ａを前方へ搬送させる。このように、制御部５０は、パス処理と搬送処理とを交互に繰り返し、インクにより印刷媒体Ａに画像を印刷する印刷動作を進行していく。

ここで、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０の測定距離に基づいた吐出距離により、駆動素子２３の駆動タイミング、駆動素子２３に供給される電圧、及び、駆動素子２３に出力する駆動信号の種類のうちの少なくともいずれか一つを吐出距離に基づいて制御する。この駆動タイミングが、画像データに基づいた駆動タイミングから吐出距離に応じて変化する。これにより、駆動素子２３の駆動によりノズル２１からインクが吐出されるタイミングが、吐出距離に応じて調整される。

また、駆動素子２３に供給される電圧が、画像データに基づいた駆動電圧から吐出距離に応じて変化する。これにより、駆動素子２３の駆動によりノズル２１から吐出されるインクの速度が、吐出距離に応じて調整される。さらに、駆動信号の種類が、画像データに基づいた種類から吐出距離に応じて変化する。この駆動信号の種類に応じた駆動素子２３の駆動によりノズル２１から吐出されるインクの量が、吐出距離に応じて調整される。このように、インクの吐出タイミング、吐出されたインクの速度、及び、インクの吐出量が吐出距離に応じて調整されるため、吐出距離の変化に起因した印刷媒体Ａにおけるインクの着弾位置のズレが低減し、吐出距離の変化に起因した画質の低下を抑制することができる。

＜変形例１＞
変形例１に係る印刷装置１０では、上記実施の形態において、ＴＯＦセンサ６０のフレームレートは、第１フレームレート、及び、第１フレームレートよりも小さい第２フレームレートを含んでいる。制御部５０は、フレームレートに応じてキャリッジ４１によるヘッド２０の移動速度を制御する。

具体的には、印刷装置１０の印刷モードは、速度優先モードよりも画質を優先する画質優先モード、及び、画質優先モードよりも速度を優先する速度優先モードを有している。また、ＴＯＦセンサ６０は、第１フレームレート、及び、第１フレームレートよりも小さい第２フレームレートを含み、これらのフレームレートを切り替え可能である。このフレームレートは、例えば、単位時間当たりに一つの発光素子６１から照射し印刷媒体Ａから反射した光を一つの受光素子６２により検知する回数であって、この検知結果に基づいて印刷媒体Ａまでの距離を測定する単位時間当たりの回数である。さらに、キャリッジ４１は、第１移動速度、及び、第１移動速度よりも速い第２移動速度を有している。

制御部５０は、画質優先モードが設定されている場合には、第１フレームレートでＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定させて、第１移動速度でキャリッジ４１によりヘッド２０を移動させる。この画質優先モードでは速度優先モードよりも、印刷媒体Ａにおける互いに同じ領域までの距離の測定回数が多い。よって、この測定距離に応じて駆動素子２３を制御することにより、画質の向上を図ることができる。

制御部５０は、速度優先モードが設定されている場合には、第２フレームレートでＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定させて、第２移動速度でキャリッジ４１によりヘッド２０を移動させる。この速度優先モードでは画質優先モードよりも、パス処理毎のＴＯＦセンサ６０による距離の測定回数が少なく、また、ヘッド２０の移動速度が速い。よって、制御部５０は、印刷速度の高速化を図ることができる。

＜変形例２＞
変形例２に係る印刷装置１０では、上記実施の形態において、ヘッド２０には、ノズル２１が、前後方向に交差する左右方向において印刷媒体Ａの印刷領域Ａ１よりも長い範囲に亘って複数並んでおり、移動装置は、印刷媒体Ａを前後方向に搬送する搬送装置３０を含んでいる。ＴＯＦセンサ６０のフレームレートは、第１フレームレート、及び、第１フレームレートよりも小さい第２フレームレートを含んでいる。制御部５０は、フレームレートに応じて、搬送装置３０による印刷媒体Ａの搬送速度を制御する。

具体的には、図６の例に示すように、印刷装置１０は、ラインヘッド方式であって、走査装置４０（図１）を備えていない。ヘッド２０は、左右方向に移動せずに、左右方向において印刷媒体Ａの印刷領域Ａ１の長さよりも長い寸法を有している。ヘッド２０において、複数のノズル２１は左右方向に並んでノズル列を成し、ノズル列は左右方向において印刷領域Ａ１に亘って設けられている。また、搬送装置３０は、ヘッド２０及びＴＯＦセンサ６０と印刷媒体Ａとを前後方向に相対移動させる移動装置である。

ＴＯＦセンサ６０は、搬送装置３０により印刷媒体Ａが前方に搬送される方向においてヘッド２０よりも上流である後方に配置されている。これにより、ヘッド２０による印刷媒体Ａに対する印刷動作前に、ＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定することができる。

ＴＯＦセンサ６０において、複数の受光素子６２は、前後方向に列を成して並んで受光素子列を形成している。受光素子列を構成する受光素子６２は、例えば３つ以上であって、図６の例では第１受光素子６２ａ～第５受光素子６２ｅを有している。第１受光素子６２ａ～第５受光素子６２ｅは、受光素子列において後から順に並んでいる。複数の受光素子列は、左右方向において並んでいる。ＴＯＦセンサ６０は、図７に示すように、上下方向において受光素子６２の検知面がヘッド２０の吐出面２４よりも上になるように配置されている。

＜測距動作＞
このようなＴＯＦセンサ６０による測距動作では、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０及び印刷媒体Ａに対して印刷媒体Ａを前方に移動させながら、発光素子６１に発光させる。制御部５０は、発光素子６１により照射されて印刷媒体Ａにおいて互いに異なる複数の領域で反射された光を、受光素子列における第１受光素子６２ａ～第５受光素子６２ｅにより検知させる。それから、制御部５０は、各受光素子６２の検知結果に基づいて印刷媒体Ａまでの距離をＴＯＦセンサ６０に測定させ、この測定距離を取得する。

これにより、制御部５０は、発光素子６１により照射されて印刷媒体Ａ上の一の領域で反射された光を受光素子列における複数の受光素子６２のそれぞれにより順次検知させる。そして、制御部５０は、受光素子列における複数の受光素子６２により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ一の領域までの測定距離を取得する。制御部５０は、この複数の測定距離に基づいてヘッド２０と一の領域との間の距離である吐出距離を取得する。これにより、ＴＯＦセンサ６０の個体差による測定精度のバラツキが低減され、立体形状の印刷媒体Ａにおける画質の向上を図ることができる。

＜印刷動作＞
制御部５０は、画像データを外部装置Ｂから取得し、画像データに基づいて印刷動作を実行する。例えば、制御部５０が、印刷媒体Ａを前方へ搬送させながら、ヘッド２０のノズル２１からインクを印刷媒体Ａに吐出させる。これにより、制御部５０は、インクにより印刷媒体Ａに画像を印刷する印刷動作を進行していく。

ここで、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０の測定距離に基づいた吐出距離により、駆動素子２３の駆動タイミング、駆動素子２３に供給される電圧、及び、駆動素子２３に出力する駆動信号の種類のうちの少なくともいずれか一つを吐出距離に基づいて制御する。この駆動タイミングにより、ノズル２１からインクが吐出されるタイミングが、吐出距離に応じて調整される。また、駆動素子２３に供給される電圧により、ノズル２１から吐出されるインクの速度が、吐出距離に応じて調整される。さらに、駆動信号の種類により、ノズル２１から吐出されるインクの量が、吐出距離に応じて調整される。このように、インクの吐出タイミング、吐出されたインクの速度、及び、インクの吐出量が吐出距離に応じて調整されるため、吐出距離の変化に起因した印刷媒体Ａにおけるインクの着弾位置のズレが低減し、吐出距離の変化に起因した画質の低下を抑制することができる。

印刷装置１０の印刷モードは、画質優先モード及び速度優先モードを有している。また、搬送装置３０は、第１搬送速度、及び、第１搬送速度よりも速い第２搬送速度を有している。ここで、制御部５０は、画質優先モードが設定されている場合には、第１フレームレートでＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定させて、第１搬送速度で搬送装置３０により印刷媒体Ａを搬送させる。この画質優先モードでは速度優先モードよりも、印刷媒体Ａにおける互いに同じ領域までの距離の測定回数が多い。よって、この測定距離に応じて駆動素子２３を制御することにより、画質の向上を図ることができる。

制御部５０は、速度優先モードが設定されている場合には、第２フレームレートでＴＯＦセンサ６０により印刷媒体Ａまでの距離を測定させて、第２搬送速度で搬送装置３０により印刷媒体Ａを搬送させる。この速度優先モードでは画質優先モードよりも単位時間当たりのＴＯＦセンサ６０による距離の測定回数が少なく、また、印刷媒体Ａの搬送速度が速い。よって、制御部５０は、印刷速度の高速化を図ることができる。

＜その他の変形例＞
図８の例に示すように、ＴＯＦセンサ６０には、第１受光素子列６５ａ～第７受光素子列６５ｇなどの複数の受光素子列が後から順に並んでいる。この場合、まず、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０を左にキャリッジ４１により移動しながら、第１受光素子列６５ａにおける複数の受光素子６２により印刷媒体Ａにおける一領域ａ０までの距離を測定する。続いて、制御部５０は、前後方向における受光素子６２の寸法Ｌ３、印刷媒体Ａを前方に搬送装置３０により搬送する。そして、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０を右に移動しながら、第２受光素子列６５ｂにおける複数の受光素子６２により印刷媒体Ａにおける一領域ａ０までの距離を測定する。続いて、制御部５０は、前後方向における受光素子６２の寸法Ｌ３、印刷媒体Ａを前方に搬送する。そして、制御部５０は、ＴＯＦセンサ６０を左に移動しながら、第３受光素子列６５ｃにおける複数の受光素子６２により印刷媒体Ａにおける一領域ａ０までの距離を測定する。

このように、制御部５０は、印刷媒体Ａの各領域について、受光素子列６５の１列分ずつ印刷媒体Ａを前方に搬送する搬送動作と、受光素子列６５における複数の受光素子６２による印刷媒体Ａまでの距離を測定する測距動作とを繰り返す。これにより、ＴＯＦセンサ６０は、複数の受光素子列６５、及び、各受光素子列６５における複数の受光素子６２により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ一の領域までの距離を測定して、測定距離を制御部５０に出力する。そして、制御部５０は、これらの複数の測定距離に基づいてヘッド２０の吐出面２４と印刷媒体Ａとの間の吐出距離を精度良く取得し、立体形状の印刷媒体Ａにおける画質の向上を図ることができる。なお、制御部５０は、受光素子列６５の複数列分ずつ印刷媒体Ａを前方に搬送する搬送動作と、受光素子列６５における複数の受光素子６２による印刷媒体Ａまでの距離を測定する測距動作とを繰り返してもよい。

なお、上記実施の形態及び変形例は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明は、立体形状の印刷媒体における画質の向上を図ることができる印刷装置に適用することができる。

１０ ：印刷装置
２０ ：ヘッド
２１ ：ノズル
２３ ：駆動素子
２４ ：吐出面
３０ ：搬送装置
４１ ：キャリッジ
５０ ：制御部
６０ ：ＴＯＦセンサ
６０ ：センサ
６１ ：発光素子
６２ ：受光素子

Claims (12)

1. インクを印刷媒体に吐出するノズルを有しているヘッドと、
   ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサと、
   前記ヘッド及び前記ＴＯＦセンサと前記印刷媒体とを第１方向に相対移動させる移動装置と、
   制御部と、を備え、
   前記ＴＯＦセンサは、
   光を前記印刷媒体に照射する発光素子と、
   前記第１方向に並び、前記印刷媒体で反射された光を検知する複数の受光素子と、を有し、
   前記受光素子の検知結果に基づいて前記印刷媒体までの距離を測定し、
   前記制御部は、
   前記ＴＯＦセンサ及び前記印刷媒体を相対移動させながら、前記発光素子に照射されて前記印刷媒体上の一の領域で反射された光を複数の前記受光素子のそれぞれにより順次検知させ、
   複数の前記受光素子により互いに異なるタイミングで検知された互いに同じ前記一の領域までの測定距離に基づいて前記ヘッドと前記一の領域との間の距離である吐出距離を取得する、
   印刷装置。
2. 前記制御部は、３つ以上の前記受光素子により検知された前記一の領域までの前記測定距離を用いて前記吐出距離を取得する、
   請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記制御部は、複数の前記受光素子により検知された前記一の領域までの複数の前記測定距離の平均値に基づいて前記吐出距離を取得する、
   請求項１又は２に記載の印刷装置。
4. 前記平均値は、複数の前記測定距離から最大値及び最小値を除いた前記測定距離を平均して得られた値である、
   請求項３に記載の印刷装置。
5. 複数の前記受光素子は、前記第１方向に交差する第２方向にも並んでいる、
   請求項１又は２に記載の印刷装置。
6. 前記移動装置は、前記ヘッドを搭載して前記ヘッドを前記第１方向に走査するキャリッジを含み、
   前記ＴＯＦセンサのフレームレートは、第１フレームレート、及び、前記第１フレームレートよりも小さい第２フレームレートを含み、
   前記制御部は、前記フレームレートに応じて、前記キャリッジによる前記ヘッドの移動速度を制御する、
   請求項１又は２に記載の印刷装置。
7. 前記印刷媒体を、前記第１方向に交差する第２方向に搬送する搬送装置を備え、
   前記ＴＯＦセンサは、前記ノズルよりも前記第２方向の上流に配置されている、
   請求項６に記載の印刷装置。
8. 前記ヘッドには、前記ノズルが、前記第１方向に交差する第２方向において前記印刷媒体の印刷領域よりも長い範囲に亘って複数並んでおり、
   前記移動装置は、前記印刷媒体を前記第１方向に搬送する搬送装置を含み、
   前記ＴＯＦセンサのフレームレートは、第１フレームレート、及び、前記第１フレームレートよりも小さい第２フレームレートを含み、
   前記制御部は、前記フレームレートに応じて、前記搬送装置による前記印刷媒体の搬送速度を制御する、
   請求項１又は２に記載の印刷装置。
9. 前記ＴＯＦセンサは、前記ノズルよりも前記第１方向の上流に配置されている、
   請求項８に記載の印刷装置。
10. 前記ヘッドは、前記ノズルが開口する吐出面を有し、
    前記ＴＯＦセンサは、前記吐出面に対して直交する方向において前記吐出面よりも前記印刷媒体から離れて配置されている、
    請求項１又は２に記載の印刷装置。
11. 前記ＴＯＦセンサは、３ＤＴＯＦである、
    請求項１又は２に記載の印刷装置。
12. 前記ヘッドは、前記ヘッド内のインクに前記ノズルからインクを吐出させる圧力を付与する駆動素子を有し、
    前記制御部は、
    前記ノズルから吐出されたインクにより前記印刷媒体に画像を印刷する場合に、前記駆動素子の駆動タイミング、前記駆動素子に供給される電圧、及び、前記駆動素子に出力する駆動信号の種類のうちの少なくともいずれか一つを前記吐出距離に基づいて制御する、
    請求項１又は２に記載の印刷装置。

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