JP7119659B2

JP7119659B2 - 印刷装置、対象検知装置

Info

Publication number: JP7119659B2
Application number: JP2018128008A
Authority: JP
Inventors: 洋平宮▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: JP2020006541A

Description

本発明は印刷装置、対象検知装置に関する。

印刷装置として、ステージ上に印刷対象を載置して、例えば液体吐出ヘッドなどの印刷手段を主走査方向及び副走査方向に移動走査して印刷を行うものがある。

従来、記録ユニットを有し、第１の方向においてステージを横断するように架け渡された記録処理部と、ステージに対し、第１の方向に対し交差すると共に、支持面に沿う第２の方向に移動させる第１移動部とを備え、支持ステージを挟んで対向配置された受発光部および反射部を有し、記録ヘッドのノズル面と記録媒体との間の距離が第２の所定値Ｌ２以下か否かを検出する第２検出部を有し、第２検出部は昇降可能に配置されている記録装置が知られている（特許文献１）。

特開２０１４－１８８８２５号公報

ところで、ステージ上に載置された印刷対象に印刷を行う場合、印刷対象の浮き上がりなどの載置不良が生じると、印刷手段との接触などによる印刷不良が生じるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ステージの全ての領域に亘って検知対象の有無を検知できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る印刷装置は、
印刷対象が載置されるステージと、
前記ステージを第１方向に横切って前記印刷対象の有無を検知する対象検知手段と、を備え、
前記対象検知手段は、前記ステージに対して、前記第１方向と直交する第２方向に相対移動可能に配置され、
前記ステージは、前記印刷対象を吸引する複数の吸引領域を有し、
前記対象検知手段の検知結果に基づいて前記複数の吸引領域の内の前記印刷対象が載置された領域に対応する前記吸引領域で前記印刷対象を吸引する
構成とした。

本発明によれば、ステージの全ての領域に亘って検知対象の有無を検知できる。

本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略斜視説明図である。同じく平面説明図である。同実施形態における対象有無検知動作の説明に供する説明図である。同じく対象有無検知動作の説明に供する説明図である。本発明の第２実施形態に係る印刷装置の斜視説明図である。本発明の第３実施形態に係る印刷装置の斜視説明図である。本発明の第４実施形態における印刷対象載置領域の検出動作の説明に供する説明図である。同印刷装置の吸引領域の説明に供する模式的説明図である。本発明の第５実施形態に係る印刷装置の説明に供する模式的説明図である、本発明の第６実施形態に係る印刷装置の説明に供する模式的説明図である、本発明の第７実施形態に係る印刷装置の説明に供する模式的説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略斜視説明図、図２は同じく平面説明図である。

印刷装置１は、検知対象でもある印刷対象１０が載置されるステージ面２０ａを有するステージとしての支持ステージ２０を備えている。支持ステージ２０の印刷対象１０が載置されるステージ面２０ａは吸引テーブル２１で構成し、構造体２２内に配置されている吸引機構によって吸引テーブル２１の表面に吸引力を発生させることで、載置された印刷対象１０をステージ面２０ａに吸着する。なお、ステージは例えば静電吸着で印刷対象を吸着する構成などとすることもできる。

支持ステージ２０のステージ面２０ａに対してキャリッジ４０を第１方向（主走査方向）Ｘに往復移動可能に支持する第１移動部材であるガントリ５０を有している。ガントリ５０は、支持ステージ２０のステージ面２０ａに対して、第１方向と直交する第２方向（副走査方向）Ｙに相対的に往復移動可能（相対移動可能）に配置されている。ガントリ５０の移動は、支持ステージ２０の両側部に配置された副走査エンコーダシート２３をガントリ５０に備えた副走査エンコーダセンサで読み取って制御する。

ガントリ５０には、両側板５１，５１に、支持ステージ２０のステージ面２０ａを挟んで対向配置された発光部６１及び受光部６２で構成される４組の対象検知手段である高さ検知センサ（厚さ測定センサ）６０（６０Ａ～６０Ｄ）が設けられている。高さ検知センサ６０は対象検知装置を構成している。高さ検知センサ６０Ａ、６０Ｃと高さ検知センサ６０Ｂ，６０Ｄとは異なる高さに配置されている。

したがって、高さ検知センサ６０は、支持ステージ２０を第１方向に横切って検知対象である印刷対象１０の有無を検知することができ、支持ステージ２０のステージ面２０ａの第１方向の全域で印刷対象１０の有無を検知することができる。

そして、高さ検知センサ６０をガントリ５０とともに第２方向に移動することで、支持ステージ２０のステージ面２０ａの第２方向の全域で印刷対象１０の有無を検知することができる。

これにより、支持ステージ２０のステージ面２０ａの全ての領域について印刷対象１０の有無を検知できるようになる。

ガントリ５０は高さ方向（Ｚ方向）に移動可能（昇降可能）に配置されており、高さ検知センサ６０はガントリ５０を昇降させることで、支持ステージ２０の吸引テーブル２１に対してＺ方向に高さ調整可能とされている。なお、ガントリ５０に対して昇降可能なセンサ保持部材を備えて、高さ検知センサ６０の高さを調整できるようにすることもできる。また、高さ検知センサ６０は、人感センサを兼ねている。

なお、高さ検知センサ６０は人感センサを兼ねている。

次に、本実施形態の印刷対象検知動作に係る制御について図３及び図４を参照して説明する。図３は同印刷対象検知動作の制御に説明に供するフロー図、図４は同じく動作説明に供する説明図である。

まず、装置を立ち上げて初期動作を完了する（ステップＳ１：以下、単に「Ｓ１」というように表記する。）。

次いで、高さ検知センサ６０を昇降させ、ヘッド面（液体吐出ヘッドのノズル面）を検出し、高さの基準（０）とする（Ｓ２）。そして、ユーザーは、印刷対象１０を吸引テーブル２１上にセットし（Ｓ３）、既知の印刷対象１０の厚さＨ１（図４（ｂ））を入力する（Ｓ４）。

そこで、入力された厚さの入力値（厚さＨ１）より所定値（ここでは、０、１ｍｍとするが、任意に変更可能とする。）だけ高い位置ｈ１（図４（ｂ）参照）に高さ検知センサ６０を移動させる（Ｓ５）。

そして、高さ検知センサ６０を起動させたまま（測定可能な状態にしたまま）、ガントリ５０を副走査方向Ｙ１に移動させて、高さ検知センサ６０によって副走査方向Ｙ１にステージ面２０ａ（吸引テーブル２１の表面）をスキャンする（Ｓ６）

このとき、高さ検知センサ６０によって印刷対象１０が検知されたか否かを判別する（Ｓ７）。つまり、本実施形態では、入力された厚さの入力値（厚さＨ１）より０．１ｍｍ高い位置にある印刷対象１０を検知したか否かを判別する。

ここで、高さ検知センサ６０によって印刷対象１０が検知されたとき、印刷対象１０の高さが所定の高さ以上であることが検知されたときには、ガントリ５０の移動を停止して、高さ検知センサ６０のスキャンを停止する（Ｓ８）。

そして、ユーザーが印刷対象１０の浮き上がりを修正した（Ｓ９）後、ステップＳ６に戻って、ガントリ５０を副走査方向Ｙ１に移動させて、高さ検知センサ６０によってステージ面２０ａ（吸引テーブル２１の表面）をスキャンする。

これに対し、高さ検知センサ６０によって印刷対象１０を検知しないまま、ステージ面２０ａの最後端までのスキャンを完了した（Ｓ１０）ときには、キャリッジ４０が所定の高さまで昇降して、印刷を開始する（Ｓ１１）。

この印刷動作を開始したとき、高さ検知センサ６０がキャリッジ４０に先行して印刷対象１０を検知可能な方向に走査しながら印刷動作を行うことで、印字中にＵＶ照射の熱などにより印刷対象１０が変形して浮き始め、印刷対象１０の高さが所定高さよりも高い箇所を検知したときには、印刷動作を停止し、キャリッジ４０との衝突を防止する。このとき、アラームを表示（報知）するようにすることもできる。

このように、印刷対象１０が載置されるステージ面２０ａを第１方向（Ｘ方向）に横切って印刷対象１０の有無を検知する高さ検知センサ６０を備え、高さ検知センサ６０は、支持ステージ２０に対して、第１方向と直交する第２方向（Ｙ方向）に相対移動可能に配置されている。

これにより、Ｙ方向への一度のスキャンでステージ面の全ての領域に亘って検知対象の有無（本実施形態では、印刷対象の厚さ（高さ））を検知することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５は同実施形態に係る印刷装置の斜視説明図である。

本実施形態では、第１移動部材であるガントリ５０とは別の第２移動部材５５を有している。第２移動部材５５は、第２方向（副走査方向Ｙ）に往復移動可能に配置されるとともに、高さ方向（Ｚ方向）にも移動可能に配置されている。

そして、第２移動部材５５には、支持ステージ２０のステージ面２０ａを挟んで対向配置された発光部６１及び受光部６２で構成される１組の対象検知手段である高さ検知センサ６０が設けられている。高さ検知センサ６０は対象検知装置を構成している。

なお、本実施形態では、前記第１実施形態の高さ検知センサ６０に相当するセンサは、単に、発光部９１及び受光部９２で構成される単なる人感センサ９０としている。

このように構成した場合、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態に係る印刷装置の斜視説明図である。

本実施形態では、第１移動部材であるガントリ５０にアーム５６、５６を備え、アーム５６、５６には、支持ステージ２０を挟んで対向配置された発光部６１及び受光部６２で構成される１組の対象検知手段である高さ検知センサ６０が設けられている

なお、本実施形態でも、前記第１実施形態の高さ検知センサ６０に相当するセンサは、単に、発光部９１及び受光部９２で構成される単なる人感センサ９０としている。

次に、本発明の第４実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は同実施形態に係る印刷装置における印刷対象載置領域の検出動作の説明に供する説明図であり、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は側面説明図である。図８は同印刷装置の吸引領域の説明に供する模式的説明図である。なお、図７では高さ検知センサ６０は、下側の高さ検知センサ６０Ａ、６０Ｃのみを図示している。

本実施形態では、図８に示すように、吸引テーブル２１は、副走査方向に沿って、例えば、４分割された吸引領域２５（２５ａ～２５ｄ）を有している。そして、吸引領域２５は、それぞれの個別吸引経路２６ａと共通吸引経路２６ｂを介して吸引手段である吸引ポンプ２７に接続されている。各個別吸引経路２６ａには電磁弁２８（２８ａ～２８ｄ）が設けられ、電磁弁２８を開閉することで、吸引する吸引領域２５を選択可能である。

そこで、図７に示すように、前記第１実施形態と同様にして、入力された印刷対象１０の厚さの入力値（厚さＨ１）より所定値だけ低い位置ｈ２（図７（ｂ）参照）に高さ検知センサ６０を移動させる。

そして、ガントリ５０を副走査方向Ｙ１に移動して印刷対象１０の有無を検知し、吸引テーブル２１上（テーブル面２０ａ上）での印刷対象１０の副走査方向Ｙにおける載置領域を検出する。

そして、高さ検知センサ６０による印刷対象１０が載置されている副走査方向Ｙの領域の検知結果に基づき、当該印刷対象１０が載置されている領域を含む吸引領域２５（図７の例では吸引領域２５ｄとする。）に対応する電磁弁２８ｄを開き、電磁弁２８ａ～２８ｃは閉じて、印刷対象１０が載置されている領域のみ吸引を行う。

これにより、効率的な吸引を行うことができる。

次に、本発明の第５実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態に係る印刷装置の作用説明に供する模式的説明図である、

本実施形態は、前記第１実施形態と前記第４実施形態とを組み合わせて実施するものである。

つまり、図９（ａ）に示すように、第４実施形態と同様に、高さ検知センサ６０を高さｈ２（ｈ２＜Ｈ１）にしてガントリ５０の副走査方向Ｙ１への移動を行って、印刷対象１０の載置領域を検出する。これにより、吸引領域を決定する。

その後、図９（ｂ）に示すように、高さ検知センサ６０を高さｈ１（ｈ１＞Ｈ１）にしてガントリ５０の副走査方向Ｙ２への移動を行って、前記第１実施形態と同様に、印刷対象１０を有無を検知して、印刷対象１０が検知されたときにはユーザーによる印刷対象１０の浮きの修正などを行い、印刷動作に移行する。

これにより、載置領域の検出と印刷対象の高さ検知（印刷対象有無検知）を１往復動作で行うことができ、印刷動作に移行するときには、ガントリ５０は、高さ検知センサ６０がキャリッジ４０に先行するホーム位置に戻ることになる。

次に、本発明の第６実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態に係る印刷装置の説明に供する模式的説明図である、

本実施形態では、吸引ポンプ２７の排気経路２９に分岐弁８１を設けて、チャンバ８２に分岐している。また、支持ステージ２０には、吸引テーブル２１上における印刷対象１０の位置決めを行う位置決めピン部材が昇降可能（進退可能）に配置されている。

チャンバ８２は位置決めピン部材を昇降（進退）させる。チャンバ８２にはセンサ８３が接続されている。

そして、吸引ポンプ２７からの排圧でチャンバ８２に正圧を形成することで、数回位置決めピン部材を昇降させる分を蓄える。

なお、吸引ポンプ２７に代えて、別途、真空ポンプを使用して排圧側を利用したり、その他のポンプの正圧側を利用したりすることもできる。

次に、本発明の第７実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態に係る印刷装置の説明に供する模式的説明図であり、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。

本実施形態では、高さ検知センサ６０を副走査方向に移動させて吸引テーブル２１上の印刷対象１０の載置領域を検出した後、高さ検知センサ６０で高さ方向にスキャニングして、印刷対象１０の高さを検知する。

これにより、印刷対象１０が凸部１０ａなどを有する立体形状の印刷対象である場合、印刷対象１０の高さ方向の立体形状を検出することできる。

そこで、印刷動作では、キャリッジ４０を上下動させるとともに、液体吐出ヘッドの駆動電圧を電圧補正することにより吐出特性を変えて、液体吐出ヘッドのノズル面から印刷対象１０までの距離の差をカバーする。例えば、距離の差が大きいときは電圧を大きくして、印刷対象１０の所要の位置に液体が着弾するようにして画質の低下を抑制する。

なお、印刷装置における印刷手段は液体吐出ヘッドに限られるものではない。

１印刷装置
１０印刷対象（検知対象）
２０支持ステージ
２１吸引テーブル
４０キャリッジ
５０ガントリ
６０、６０Ａ～６０Ｄ高さ検知センサ（対象検知手段）

Claims

印刷対象が載置されるステージと、
前記ステージを第１方向に横切って前記印刷対象の有無を検知する対象検知手段と、を備え、
前記対象検知手段は、前記ステージに対して、前記第１方向と直交する第２方向に相対移動可能に配置され、
前記ステージは、前記印刷対象を吸引する複数の吸引領域を有し、
前記対象検知手段の検知結果に基づいて前記複数の吸引領域の内の前記印刷対象が載置された領域に対応する前記吸引領域で前記印刷対象を吸引する
ことを特徴とする印刷装置。
前記対象検知手段は、前記印刷対象に対して印刷を行う印刷手段が搭載された第１移動部材に備えられ、
前記第１移動部材は、前記ステージに対して前記第２方向に相対移動する
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記対象検知手段は、前記印刷対象に対して印刷を行う印刷手段が搭載され、前記ステージに対して前記第２方向に相対移動する第１移動部材とは別の第２移動部材に備えられ、
前記第２移動部材は前記ステージに対して前記第２方向に相対移動する
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記対象検知手段は、異なる高さに複数配置され、又は、高さ方向に移動可能である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれに記載の印刷装置。
前記対象検知手段で検知した前記印刷対象の高さが所定高さ以上であるときには印刷動作を停止する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷装置。
前記対象検知手段で検知した前記印刷対象の高さが所定高さ以上であるときにはアラームを報知する
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷装置。
前記ステージは、前記印刷対象を吸引する吸引領域を有し、
前記ステージには、前記印刷対象の位置を決める位置決めピン部材を進退可能に備え、
前記吸引領域に吸引力を作用させる吸引手段で前記位置決めピン部材を進退させる
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の印刷装置。
前記対象検知手段は、人感センサを兼ねている
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の印刷装置。
検知対象が載置されるステージと、
前記ステージを第１方向に横切って前記検知対象の有無を検知する対象検知手段と、を備え、
前記対象検知手段は、前記第１方向と直交する第２方向に移動可能に配置され、
前記ステージは、前記印刷対象を吸引する複数の吸引領域を有し、
前記対象検知手段の検知結果に基づいて前記複数の吸引領域の内の前記印刷対象が載置された領域に対応する前記吸引領域で前記印刷対象を吸引する
ことを特徴とする対象検知装置。