JP2023151701A - 印刷装置 - Google Patents
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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。
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。
<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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022061455A JP2023151701A (ja) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 印刷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2023151701A true JP2023151701A (ja) | 2023-10-16 |
Family
ID=88327200
Family Applications (1)
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JP2022061455A Pending JP2023151701A (ja) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 印刷装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023151701A (ja) |
-
2022
- 2022-04-01 JP JP2022061455A patent/JP2023151701A/ja active Pending
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