JP2023170043A - 印字物の高さ変化における吐出タイミング補正 - Google Patents

Abstract

【課題】 印字対象凹凸物への印刷精度の課題を解決する印字方法を提案する。【解決手段】 本プリント装置は、ヒータの吐出タイミングを凹凸物の高さ情報から逆算して算出、その結果から吐出タイミングテーブルの作成を行い、そのテーブルに合わせて吐出する。凹凸部と平面部分が両方ある場合には、その境界点で切り替えできるように、境界点を基準にテーブルを作成し、吐出タイミングテーブルを用いるかタイマーを用いるか切り替えながら、一度のスキャンで凸凹物上の着弾位置を等間隔で印刷できる。【選択図】 図６

Description

本発明は、印字物の高さ変化におけるタイミング補正に関する。

近年、指の爪やスマートフォンケース等、凹凸がある印字対象に印刷するといった開発が進められてきている。

従来のプリンタの印字方法でそのまま印字した場合、傾斜が激しい箇所では印字が乱れてしまう。

そのため、凹凸がある印字対象への印字ではレーザー等を利用して高さ情報を取得し、その高さ情報を用いて行う高さ位置制御には印字対象を昇降させて一定の高さを保てるように昇降台を利用するなどの方法があるが、サイズが大きい昇降台の移動が伴うなど、移動精度に限界がある。移動精度に限界があるということは直接印字精度につながり、印字が乱れるという課題がある。

特開２０２０－８３５６４号公報

これらのことから、現在の印字方法では、印字精度に限界がある。今後凹凸対象物に対してより精細な印字を可能とするために、印字精度が向上できる方法が必要とされている。

本発明の目的は、より印字精度の高い方法で印字対象凹凸物に印字することができ色ずれや色むらといった印字乱れを軽減することができる吐出タイミング補正方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、凹凸部の印字では、ヒータの吐出タイミングを補正し一定間隔で着弾できるようにすることで印字精度を向上させる。印字対象物の高さ情報からヒータの吐出タイミングを逆算して算出し、タイミングテーブルの作成を行い、そのテーブルに合わせて吐出する。凹凸部と平面部分が両方ある場合には、その境界点で切り替えできるように、境界点を基準にテーブルを作成し、吐出タイミングテーブルを用いるかタイマーを用いるか切り替えを行うことを特徴とする。

本発明の吐出タイミング補正によれば、より印字精度の高い方法で印字対象凹凸物に印字することができ色ずれや色むらといった印字乱れを軽減することができる。

本発明にかかる吐出タイミング補正システム例の概略図である。 本発明にかかる吐出タイミング補正システム内のヒートパルス生成部の概略図である。 本発明を用いない際の従来の印字着弾位置の概略図である。 本発明にかかる吐出タイミング補正を行うことによる印字着弾位置補正効果の概略図である。 本発明にかかる吐出タイミング補正量の算出方法を示した図である。 本発明にかかる吐出タイミングのテーブル及びタイマー制御の切り替えを示した図である。

以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。特に図示あるいは記述をしない構成や工程には、当該技術分野の周知技術または公知技術を適用することが可能である。また、重複する説明は省略する場合がある。

本発明は下記の順序で説明する。
（１）本発明の全体構成
（２）凹凸部と平面部を接続するための構成
（３) 従来方式による課題と本発明の効果
（４) 補正タイミングの算出方法
（５）凹凸部と平面部の接続方法

（１）本発明の全体構成
具体的に図１に全体構成を示す。

第一に、印字対象凹凸物の高さ情報をレーザー等を用いて取得する(凹凸物の高さ測定部１１)。

第二に、その高さ情報を用いて、乱れなく印字できるように凹凸部の着弾距離変位量５４を演算する(補正距離演算部１２)。

第三に、前記に記載の補正距離演算部１２の結果からヒートパルスタイミングを演算する。この際、平面部６３との境界点６４を基準としタイミングテーブル６１を作成する(ヒートパルスタイミング演算部１３)。

第四に、前記ヒートパルスタイミング演算部１３で作成したタイミングテーブルに合わせて凹凸部６２のヒートパルスを生成する。平面部６３に関しては従来通り印字キャリッジにエンコーダを持ち、エンコーダタイミングに合わせヒートパルスタイミングを生成する。その際、印字の時間間隔は一定となる(ヒートパルス生成部１４)。

第五に、前記ヒートパルス生成部１４で生成したヒートパルスを受けて吐出する(吐出部１５)。

（２）凹凸部と平面部を接続するための構成
図６を用いて説明する。

凹凸部６２ではタイミングテーブル６１を用い、平面部６３では従来通り一定の時間間隔で吐出を行う。この際、凹凸部６２と平面部６３で切り替える必要がある。

電気構成としては、図２のようにエンコーダ２１を用いるかタイミングテーブルメモリ２２を用いるかをスイッチング回路によって切り替える。ただし、メモリ構成に関しては限定しない。

システム構成としては、エンコードを読んでいる際はエンコーダを読んで一定間隔で吐出するかタイミングテーブル６１に合わせてヒートパルスを生成するかを切り替える。

図６に示すように上記の切り替えにより凹凸部６２と平面部６３でヒートタイミングが異なる。

切り替えの際に印字が乱れないように、タイミングテーブル６１を作る際には境界点６４を基準に、タイミングテーブル６１を作成し、境界点６４においては凹凸部６２（タイミングテーブル部）、平面部６３(エンコーダ部)のどちらの方式でも同じ位置(タイミング)になるようにあらかじめタイミングテーブル６１を作成しておく。

(３)従来方式による印字乱れと本発明の効果
従来の補正無しの場合、図３に示すように、一切補正をしなければ着弾間隔が一定でなくなり（３２）、印字が密になる部分と疎になる部分が出来るため、印字にムラ、乱れが生じてしまう。

そこで本発明である図４に示すように、吐出のタイミングを制御し、着弾タイミングを調整することによって、均一な印字が可能となる。

例として、スマホカバー印刷を考える。

図３の３２に示すように端が凹凸のものを考えると、スマホカバー端部では傾きを持ち、そこでは印字ムラ、乱れが生じてしまう。

図４で示すように、高さ方向をフィードバックしてヒートパルスタイミングを補正することで、着弾間隔を一定にし、印字精度を向上することができる（４１）。

(４)補正タイミングの算出方法
本発明のタイミング補正方法は図５に示す。

レーザー等により凹凸対象物の凹凸部６２のｘ軸方向 （Ｈｅａｄ走査方向)の高さ情報５１を取得し、平面部の位置情報６３を取得する。

図５に示すように凹凸部６２のｘ軸方向（Ｈｅａｄ走査方向）の高さ情報５１と、通常のようにタイミングで吐出する場合の着弾位置５２を計算し、その位置情報と吐出する角度５３からx軸方向において等間隔に着弾するように、吐出補正距離５４を算出する。

その吐出補正距離５４から吐出タイミングの時間補正量変位５５を求める算出を行う。

凹凸部６２と平面部６３の境界点６４を基準点とし、境界点６４での時間を基準とし、そこから前記で計算した時間補正量変位をテーブル６１の形式で落とし込む。

(５)凹凸部と平面部の接続方法
図６に示すように、凹凸部６１では（４）で求めたタイミングテーブル６２に沿って吐出を行い、平面部６３においては従来通り等速で吐出を行う。

ただし、凹凸部６２と平面部６３の数は任意であり、この操作を繰り返す。

凹凸部６２と平面部６３の切り替え順、すなわち凹凸部６２から平面部６３への切り替えか、平面部６３から凹凸部６２への切り替えかどうかは限定しない。

以下、本発明にかかる手法に関する実施例について説明する。

＜実施例１＞
ネイルプリント装置を用いて本発明を応用する。

凹凸物として、人の爪を想定し、プリンタはインクジェットプリンタを想定する。

凹凸物の高さ測定部１１としてはレーザーをＺ軸方向に動かし、受光部に光が届くかどうかで高さを判定する。

補正距離演算部１２の計算方法は図５に示す通りとする。

ヒートパルスタイミング演算部１３は爪の凹凸部６２（傾斜部）と平面部６３（基準内の高さ変化）との境界点６４からタイミングテーブル６１を作成する。

ここで、爪の形状はＨｅａｄ走査方向をｘ軸方向とし、指先方向をｙ軸方向としたときにｘｚ平面での断面図の凹凸の程度により判定する。

ただし、人の爪の形状は個人差があるため、凹凸部６２と平面部６３の数や大きさは人それぞれであり、全範囲が凹凸部６２となる場合や、凹凸部６２と平面部６３が複数回繰り返される場合もある。

１１ 凹凸物の高さ測定部
１２ 補正距離演算部
１３ ヒートパルスタイミング演算部
１４ ヒートパルス生成部
１５ 吐出部
２１ エンコーダ部
２２ タイミングテーブル部
２３ スイッチ部
３１ 従来の吐出方式
４１ 本発明の効果
５１ 凹凸物の高さ
５２ 従来方式の着弾位置
５３ 吐出する角度
５４ 吐出補正距離
５５ 吐出タイミングの時間補正量変位
６１ タイミングテーブル
６２ 凹凸部
６３ 平面部
６４ 境界点

Claims (5)

1. ヒートパルス信号を生成するヒートパルス生成部と、
   複数の吐出口を有する記録ヘッドと、
   印字面の高さ情報を測定する高さ測定部と、
   前記高さ情報から着弾位置補正距離を計算する補正距離演算部を有し、
   前記ヒートパルス生成部は、
   エンコーダ入力信号からヒートタイミングを生成する第一のヒートタイミング生成回路と、タイミングテーブルからヒートタイミングを生成する第二のヒートタイミング生成回路と、第一のヒートタイミング生成回路と、第二のヒートタイミング生成回路のタイミング切り替え手段を有することを特徴とするプリンタ装置。
2. 印字面の高さを２つ以上複数の領域に分け、領域により前記タイミング切り替え手段によりヒートタイミングを切り替えるプリンタ装置。
3. ２つ以上の領域を境界点から逆算してテーブルを作成することにより印字のずれを抑えるプリンタ装置。
4. 請求項１に記載の条件を持つネイルプリンタ装置。
5. 請求項１に記載の条件を持つインクジェットプリンタ装置。