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JP6131580B2 - Printing device - Google Patents
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JP6131580B2 - Printing device - Google Patents

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JP6131580B2 JP2012262117A JP2012262117A JP6131580B2 JP 6131580 B2 JP6131580 B2 JP 6131580B2 JP 2012262117 A JP2012262117 A JP 2012262117A JP 2012262117 A JP2012262117 A JP 2012262117A JP 6131580 B2 JP6131580 B2 JP 6131580B2
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Description

この発明は、印刷手段を搭載したキャリッジを主走査方向に移動させて印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置に関するものである。   The present invention relates to a printing apparatus that forms an image on a printing surface of a printing medium by moving a carriage on which printing means is mounted in a main scanning direction.

この種の印刷装置の代表例として、インクジェット方式の印刷装置が周知である。この印刷装置では、印刷媒体の搬送方向、いわゆる副走査方向に対して直交する主走査方向に印刷ヘッドが印刷媒体表面(被印刷面)から上方に離間した位置で移動しながらインク滴を印刷媒体表面に向けて吐出するとともに、印刷媒体が副走査方向に順次搬送される。こうして、印刷媒体に対して画像や文字等が印刷される。   As a representative example of this type of printing apparatus, an ink jet type printing apparatus is well known. In this printing apparatus, a print head moves in a main scanning direction orthogonal to the so-called sub-scanning direction of the printing medium at a position spaced upward from the surface of the printing medium (printed surface), and ink droplets are printed on the printing medium. While discharging toward the surface, the print medium is sequentially conveyed in the sub-scanning direction. Thus, images, characters, etc. are printed on the print medium.

この印刷装置では、印刷媒体の搬送中における搬送ずれにより当該印刷媒体にしわが発生することがある。また、印刷媒体のインク吸収や印刷媒体の加温による伸び等によって印刷媒体が波打つ、いわゆるコックリングが発生することがある。これら現象が発生すると、印刷媒体が部分的に浮上り、印刷動作中に印刷ヘッドが印刷媒体表面と擦れる、あるいは衝突することがある。   In this printing apparatus, wrinkles may occur in the print medium due to conveyance deviation during conveyance of the print medium. In addition, so-called cockling, in which the print medium undulates due to ink absorption of the print medium or elongation due to heating of the print medium, may occur. When these phenomena occur, the print medium partially floats and the print head may rub or collide with the print medium surface during the printing operation.

そこで、このような問題を抑制するために、例えば特許文献1に記載の装置が提案されている。この装置は、印刷媒体と印刷ヘッドとのギャップ(間隔)を検出するセンサを設け、当該センサによる検出結果が規定量から外れた場合に、印刷媒体の浮上りが発生したと判定し、キャリッジの移動を停止する。これによって、当該装置は印刷媒体表面に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を抑制している。   In order to suppress such problems, for example, an apparatus described in Patent Document 1 has been proposed. This apparatus is provided with a sensor for detecting a gap (interval) between the print medium and the print head, and when the detection result by the sensor deviates from a specified amount, it is determined that the print medium is lifted, and the carriage Stop moving. As a result, the apparatus suppresses rubbing and collision of the print head against the surface of the print medium.

特開平5−262019号公報(段落[0035])JP-A-5-262019 (paragraph [0035]) 特開2006−168138号公報(図12)JP 2006-168138 A (FIG. 12)

ところで、印刷ヘッドの擦れや衝突を抑制するためには、印刷媒体の浮上りを検出することが重要である。そこで、従来では、印刷媒体と印刷ヘッドとのギャップを検出するために、例えば特許文献2に記載された技術が提案されている。この特許文献2に記載の装置は、印刷媒体に光を照射するとともに印刷媒体表面からの正反射光をラインセンサで受光し、当該ラインセンサからの出力に基づいて印刷ヘッドから印刷媒体までの距離、いわゆる印刷媒体距離を算出する。   By the way, in order to suppress the rubbing and collision of the print head, it is important to detect the lift of the print medium. Therefore, conventionally, for example, a technique described in Patent Document 2 has been proposed in order to detect a gap between the print medium and the print head. The apparatus described in Patent Document 2 irradiates a print medium with light, receives regular reflection light from the surface of the print medium with a line sensor, and based on the output from the line sensor, the distance from the print head to the print medium The so-called print medium distance is calculated.

しかしながら、正反射光を用いて印刷媒体距離を求めているため、被印刷面の表面状態、特に印刷媒体に浮上りが生じているか否かによって正反射の角度が変化してしまい、正確な印刷媒体距離を算出することが困難となる場合がある。したがって、特許文献2に記載の発明を印刷媒体の浮上りを検出する手段として特許文献1に記載の装置に適用した場合、印刷媒体表面(被印刷面)に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を回避できない、あるいは擦れや衝突が発生しない場合であってもキャリッジの移動を停止させてしまう可能性があり、擦れ等の抑制効果が十分に発揮されないおそれがある。   However, since the print medium distance is obtained using specular reflection light, the specular reflection angle changes depending on the surface condition of the surface to be printed, particularly whether the print medium is raised, and accurate printing is performed. It may be difficult to calculate the medium distance. Therefore, when the invention described in Patent Document 2 is applied to the apparatus described in Patent Document 1 as means for detecting the floating of the print medium, it is impossible to avoid rubbing or collision of the print head against the surface of the print medium (printed surface). Alternatively, even if rubbing or collision does not occur, there is a possibility that the movement of the carriage may be stopped, and the effect of suppressing rubbing or the like may not be sufficiently exhibited.

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷媒体の浮上りを正確に検出し、印刷媒体の被印刷面に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を効果的に抑制することができる印刷装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a printing apparatus that can accurately detect the floating of a print medium and can effectively suppress rubbing and collision of a print head against a print surface of the print medium. The purpose is to provide.

この発明にかかる印刷装置は、印刷手段を搭載したキャリッジを主走査方向に移動させて印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置であって、絞りまたはレンズで構成される光学素子、光源および受光素子を有し、光源から光を照射するとともに被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光を光学素子を通じて受光素子に入射させて光源からの光が反射した被印刷面の位置に関する位置情報を受光素子から出力する位置検出部と、受光素子から出力される位置情報に基づき印刷媒体の浮上りを検出すると、キャリッジの移動を停止させるコントローラーとを備え、光源、光学素子および受光素子を含む仮想平面が、被印刷面の法線に対して主走査方向に傾斜した状態であることを特徴としている。   A printing apparatus according to the present invention is a printing apparatus that forms an image on a printing surface of a printing medium by moving a carriage on which printing means is mounted in the main scanning direction, and includes an optical element and a light source configured by a diaphragm or a lens. And a light receiving element that irradiates light from the light source and reflects diffused reflected light from the light receiving surface through the optical element and reflects the light from the light source. A light source, an optical element, and a light receiving element, comprising: a position detection unit that outputs position information from the light receiving element; and a controller that stops the movement of the carriage when the lift of the print medium is detected based on the position information output from the light receiving element. Is characterized in that the virtual plane including is inclined in the main scanning direction with respect to the normal line of the printing surface.

このように構成された印刷装置では、被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光が光学素子を通じて受光素子に入射する。ここで、光源、光学素子および受光素子を含む仮想平面が被印刷面の法線と平行となるように配置すると、被印刷面の表面状態によっては正反射光が光学素子を通じて受光素子に入射することがある。これに対し、本発明では、当該仮想平面が被印刷面の法線に対して主走査方向に傾斜しているため、被印刷面に浮上りが発生した程度では当該浮上り部分に光源からの光が入射しても正反射した正反射光は常に光学素子および受光素子から遠ざかる方向に進む。したがって、被印刷面での浮上りの有無にかかわらず受光素子への正反射光の入射が防止され、受光素子には拡散反射光のみが入射し、被印刷面までの距離が正確に検出出来る。しかも、仮想平面が被印刷面の法線に対して傾斜した分だけ印刷媒体距離の検出分解能は高くなる。例えば傾斜角をθとした場合、受光素子の分解能はcosθを乗じた値となり、仮想平面を被印刷面の法線と平行に配置した場合に比べて上記検出分解能は向上する。このため被印刷面の表面状態の影響を受けることなく、高い分解能で印刷媒体距離が求められ、印刷媒体の浮上りを正確に検出することができる。その結果、印刷媒体の被印刷面に対する印刷ヘッドの擦れや衝突を効果的に抑制することができる。   In the printing apparatus configured as described above, diffuse reflected light out of the reflected light reflected by the printing surface enters the light receiving element through the optical element. Here, when the virtual plane including the light source, the optical element, and the light receiving element is arranged so as to be parallel to the normal line of the printing surface, specularly reflected light enters the light receiving element through the optical element depending on the surface state of the printing surface. Sometimes. On the other hand, in the present invention, the virtual plane is inclined in the main scanning direction with respect to the normal line of the printing surface. Even if the light is incident, the specularly reflected light that has been specularly reflected always travels away from the optical element and the light receiving element. Therefore, it is possible to prevent the regular reflection light from entering the light receiving element regardless of whether the printing surface is lifted or not, and only the diffuse reflection light is incident on the light receiving element, and the distance to the printing surface can be accurately detected. . In addition, the detection resolution of the print medium distance increases as the virtual plane is inclined with respect to the normal of the printing surface. For example, when the inclination angle is θ, the resolution of the light receiving element is a value obtained by multiplying cos θ, and the detection resolution is improved as compared with the case where the virtual plane is arranged in parallel with the normal of the printing surface. Therefore, the print medium distance can be obtained with high resolution without being affected by the surface condition of the printing surface, and the lift of the print medium can be accurately detected. As a result, it is possible to effectively suppress rubbing and collision of the print head against the printing surface of the print medium.

ここで、印刷媒体の浮上りを正確に検出してキャリッジの移動を適切に停止させるために、例えばコントローラーが、受光素子から出力される位置情報に基づき印刷手段から被印刷面までの印刷媒体距離を求める距離導出部と、距離導出部により求められた印刷媒体距離に基づき印刷媒体の浮上りを検出する浮上り検出部と、浮上り検出部が印刷媒体の浮上りを検出したときキャリッジの移動を停止させる移動停止部とを備えるように構成してもよい。   Here, in order to accurately detect the lift of the print medium and appropriately stop the movement of the carriage, for example, the controller determines the print medium distance from the printing unit to the printing surface based on the position information output from the light receiving element. A distance deriving unit that detects the lift of the print medium based on the print medium distance obtained by the distance deriving unit, and a carriage movement when the lift detecting unit detects the lift of the print medium. A movement stop unit for stopping the movement may be provided.

また、光源からの光が印刷手段から主走査方向に離れた位置で反射するように位置検出部をキャリッジに取り付けてもよく、これによって被印刷面のうち主走査方向においてキャリッジよりも前方に位置する表面部位、つまり印刷前段階にある表面部位に浮上りが発生しているか否かを検出することができる。このように浮上り部分への印刷手段の到着前にキャリッジの移動停止を開始することが可能となっている。換言すると、キャリッジ移動の停止に要する許容時間、つまり停止マージンが広がっている。その結果、印刷ヘッドの擦れや衝突をさらに効果的に抑制することができる。   In addition, a position detection unit may be attached to the carriage so that the light from the light source is reflected at a position away from the printing unit in the main scanning direction, thereby positioning the front side of the printing surface in front of the carriage in the main scanning direction. It is possible to detect whether or not the surface portion to be printed, that is, the surface portion in the pre-printing stage, is raised. In this way, it is possible to start stopping the carriage movement before the printing means arrives at the floating portion. In other words, the allowable time required for stopping the carriage movement, that is, the stop margin is increased. As a result, rubbing and collision of the print head can be more effectively suppressed.

本発明にかかる印刷装置の一実施形態を示す図。1 is a diagram illustrating an embodiment of a printing apparatus according to the present invention. キャリッジへの位置検出部の取り付け状態を模式的に示す図。The figure which shows typically the attachment state of the position detection part to a carriage. 位置検出部の内部構造を示す図。The figure which shows the internal structure of a position detection part. 図1に示す印刷装置の動作を示すフローチャート。2 is a flowchart showing the operation of the printing apparatus shown in FIG. キャリッジ位置に対する印刷媒体距離の変化の一例および印刷装置の動作を示すグラフ。6 is a graph illustrating an example of a change in a print medium distance with respect to a carriage position and an operation of the printing apparatus.

図1は、本発明にかかる印刷装置の一実施形態であるインクジェットプリンターの構成の概略を示す図である。インクジェットプリンター1は、周知の汎用コンピューターとして構成されたユーザー・パーソナルコンピュータ(以下「ユーザーPC」と称する)100から送られてきた印刷データに基づき普通紙、塗工紙、フィルムなどの印刷媒体Pの表面に画像や文字などを印刷する装置である。このインクジェットプリンター1は、図1に示すように、印刷媒体送りモーター21により紙送りローラー22を駆動することにより印刷媒体Pを搬送方向、つまり副走査方向Yに搬送する紙送り機構2と、紙送り機構2によりプラテン31上に搬送された印刷媒体Pの表面に印刷ヘッド32からインク滴を吐出して印刷を行なうプリンター機構3と、インクジェットプリンター1全体をコントロールするコントローラー4とを備えている。   FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration of an ink jet printer which is an embodiment of a printing apparatus according to the present invention. The ink-jet printer 1 is a print medium P such as plain paper, coated paper, or film based on print data sent from a user / personal computer (hereinafter referred to as “user PC”) 100 configured as a known general-purpose computer. It is a device that prints images and characters on the surface. As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a paper feed mechanism 2 that transports a print medium P in a transport direction, that is, a sub-scanning direction Y by driving a paper feed roller 22 by a print medium feed motor 21, and a paper A printer mechanism 3 that performs printing by ejecting ink droplets from a print head 32 onto the surface of the print medium P that is conveyed onto the platen 31 by the feed mechanism 2 and a controller 4 that controls the entire inkjet printer 1 are provided.

プリンター機構3は、メカフレーム33の一方端(同図の右手端)に配置されたキャリッジモーター34aと、メカフレーム33の他方端(同図の左手端)に配置された従動ローラー34bとを有している。そして、キャリッジモーター34aと従動ローラー34bとにキャリッジベルト35が架設されている。このキャリッジベルト35の一部にキャリッジ36が連結されている。このため、コントローラー4からの動作指令に基づいてキャリッジモーター34aが作動すると、キャリッジ36がキャリッジ軸37に沿って主走査方向(同図の左右方向)Xに往復動する。さらに、キャリッジ36の背面には、キャリッジ36の移動に伴ってパルス状の信号をコントローラー4に出力するリニア式エンコーダー(図示省略)が配置されており、リニア式エンコーダーからの信号に基づいてコントローラー4は主走査方向Xにおけるキャリッジ36のポジションを管理する。   The printer mechanism 3 has a carriage motor 34a disposed at one end (the right hand end in the figure) of the mechanical frame 33 and a driven roller 34b disposed at the other end (the left hand end in the figure). doing. A carriage belt 35 is provided between the carriage motor 34a and the driven roller 34b. A carriage 36 is connected to a part of the carriage belt 35. For this reason, when the carriage motor 34 a is operated based on the operation command from the controller 4, the carriage 36 reciprocates in the main scanning direction (left-right direction in the figure) X along the carriage shaft 37. Further, a linear encoder (not shown) that outputs a pulse signal to the controller 4 as the carriage 36 moves is disposed on the rear surface of the carriage 36, and the controller 4 is based on the signal from the linear encoder. Manages the position of the carriage 36 in the main scanning direction X.

キャリッジ36には、印刷ヘッド32、インクカートリッジ38および位置検出部5が搭載されており、キャリッジ36と一体的に主走査方向Xに移動する。インクカートリッジ38は、溶媒としての水に着色剤としての染料または顔料を含有したシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)のCMYKの各色のインクを個別に収容している。そして、印刷ヘッド32はインクカートリッジ38からインクの供給を受けてインク滴を吐出する。なお、位置検出部5はキャリッジ36の(+X)方向側の側面に取り付けられ、印刷ヘッド32からプラテン31上の印刷媒体Pまでの距離(以下「印刷媒体距離」という)に関連する信号をコントローラー4に出力する。この位置検出部5の構成については後で詳述する。   A print head 32, an ink cartridge 38, and a position detection unit 5 are mounted on the carriage 36 and move in the main scanning direction X integrally with the carriage 36. The ink cartridge 38 individually accommodates CMYK inks of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K), each containing a dye or pigment as a colorant in water as a solvent. ing. Then, the print head 32 receives ink supplied from the ink cartridge 38 and ejects ink droplets. The position detection unit 5 is attached to the side surface of the carriage 36 on the (+ X) direction side, and controls a signal related to the distance from the print head 32 to the print medium P on the platen 31 (hereinafter referred to as “print medium distance”). 4 is output. The configuration of the position detection unit 5 will be described in detail later.

コントローラー4は、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)41を中心とするマイクロプロセッサーとして構成されており、上記CPU41以外に、各種処理プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)42、一時的にデータを記憶するRAM(Random Access Memory)43、データの書込/消去可能なフラッシュメモリー44、外部機器との情報のやり取りを行なうインターフェース(I/F)45および図示しない入出力ポートなどを備えている。RAM43には、印刷バッファー領域が設けられており、ユーザーPC100からインターフェース(I/F)45を介して送られてきた印刷データが印刷バッファー領域に記憶される。そして、CPU41は、印刷媒体送りモーター21に駆動信号を出力して印刷媒体Pを副走査方向Yに順次搬送する毎に、キャリッジモーター34aに駆動信号を出力してキャリッジ36を主走査方向Xに往復動させる。また、CPU41は、印刷媒体Pの搬送およびキャリッジ36の往復動に対応して印刷ヘッド32に駆動信号を与えて印刷ヘッド32からインク滴を吐出する。これによって、印刷データに対応する画像や文字などを印刷媒体Pの表面、つまり被印刷面PS(図3参照)に印刷する。   As shown in FIG. 1, the controller 4 is configured as a microprocessor centered on a CPU (Central Processing Unit) 41. In addition to the CPU 41, a ROM (Read Only Memory) 42 that stores various processing programs, a temporary memory, and the like. A random access memory (RAM) 43 for storing data, a flash memory 44 capable of writing / erasing data, an interface (I / F) 45 for exchanging information with an external device, an input / output port (not shown), etc. I have. The RAM 43 is provided with a print buffer area, and print data sent from the user PC 100 via the interface (I / F) 45 is stored in the print buffer area. Each time the CPU 41 outputs a drive signal to the print medium feed motor 21 and sequentially conveys the print medium P in the sub-scanning direction Y, the CPU 41 outputs a drive signal to the carriage motor 34a to move the carriage 36 in the main scanning direction X. Reciprocate. Further, the CPU 41 discharges ink droplets from the print head 32 by giving a drive signal to the print head 32 corresponding to the conveyance of the print medium P and the reciprocation of the carriage 36. As a result, an image or a character corresponding to the print data is printed on the surface of the print medium P, that is, the print surface PS (see FIG. 3).

このように印刷媒体Pへの印刷を行っている間、CPU41は次に説明するように構成された位置検出部5との間で種々の信号のやり取りを行い、印刷媒体距離を導出する。そして、CPU41は当該印刷媒体距離に基づいて被印刷面PSの浮上りを検出すると、キャリッジ36を急速停止させる。以下、位置検出部5の構成を説明した後で、上記動作について図4および図5を参照しつつ詳述する。   During printing on the print medium P in this way, the CPU 41 exchanges various signals with the position detection unit 5 configured as described below, and derives the print medium distance. When the CPU 41 detects the lift of the printing surface PS based on the print medium distance, the CPU 41 rapidly stops the carriage 36. Hereinafter, after describing the configuration of the position detection unit 5, the above operation will be described in detail with reference to FIGS.

図2は位置検出部の構成およびキャリッジへの取り付け状態を示す図であり、同図(a)は取り付け構造を示す斜視図であり、同図(b)は位置検出部を構成する各部品の配置関係を示す図である。また、図3は位置検出部の内部構造を示す図である。この位置検出部5はハウジング51の内部に光源52、絞り53および受光素子54を配置したものであり、主走査方向Xおよび副走査方向Yに対して直交する高さ方向Zにおける印刷媒体Pの表面、つまり被印刷面PSの位置を検出し、それに関連する位置情報を出力する。より具体的には、ハウジング51は、図3に示すように、内部に光源52、絞り53および受光素子54を配置するための空間が形成されたボックス構造を有する。また、ハウジング51の底部は樹脂やガラス板などの光源52の光ビームL1に対して透明部材で構成されている。そして、ハウジング51の下端部が上端部よりも(+X)方向側に位置するように被印刷面PSの法線Nに対して所定の傾斜角θだけ(+X)方向に傾斜し、上記透明部材が被印刷面PSのうちキャリッジ36よりも(+X)方向側に位置する被測定領域RXを向いた状態で図示を省略するハウジング固定具によりハウジング51はキャリッジ36の(+X)側面に取り付けられている。なお、法線Nは、印刷の際に皺や浮きなど無いように印刷媒体Pを載置し、被印刷面PSが平坦な状態の法線を示している。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the position detection unit and the state of attachment to the carriage. FIG. 2 (a) is a perspective view showing the attachment structure, and FIG. 2 (b) is a diagram of each component constituting the position detection unit. It is a figure which shows arrangement | positioning relationship. FIG. 3 shows the internal structure of the position detection unit. The position detection unit 5 includes a light source 52, a diaphragm 53, and a light receiving element 54 arranged inside a housing 51, and the position of the print medium P in the height direction Z perpendicular to the main scanning direction X and the sub-scanning direction Y is determined. The surface, that is, the position of the printing surface PS is detected, and position information related to the position is output. More specifically, as shown in FIG. 3, the housing 51 has a box structure in which a space for arranging the light source 52, the diaphragm 53, and the light receiving element 54 is formed. Moreover, the bottom part of the housing 51 is comprised with the transparent member with respect to the light beam L1 of the light sources 52, such as resin and a glass plate. Then, the transparent member is inclined in the (+ X) direction by a predetermined inclination angle θ with respect to the normal line N of the printing surface PS so that the lower end portion of the housing 51 is located on the (+ X) direction side of the upper end portion. The housing 51 is attached to the (+ X) side surface of the carriage 36 by a housing fixture (not shown) while facing the measurement area RX positioned on the (+ X) direction side of the carriage 36 in the printing surface PS. Yes. The normal line N is a normal line in which the print medium P is placed so that there is no wrinkle or float during printing and the printing surface PS is flat.

このハウジング51の内部空間では、図2(a)に示すように、光源52および受光素子54が互いに副走査方向Yに離間して配置されている。これらのうち光源52は受光素子54に対して(+Y)方向側で発光面52aを上記被測定領域RXに向けた状態で固定されている。このため、光源52で発生した光ビームL1はハウジング51と同様に角度θだけ被印刷面PSの法線Nに対して(+X)方向に傾斜して放出され、透明部材を介して被測定領域RXに照射される。そして、当該光ビームL1は被測定領域RXで反射し、図2の2点鎖線で示すように反射光のうち正反射光L2はキャリッジ36およびハウジング51から離れる方向、つまり(+X)方向に進む。一方、拡散反射光の一部は次のように配置された絞り53の開口部53aを通過して受光素子54に入射する。なお、本実施形態では、赤外あるいは赤色の光ビームL1を用いており、そのビーム径を2〜10[mm]に設定している。   In the internal space of the housing 51, as shown in FIG. 2A, the light source 52 and the light receiving element 54 are arranged apart from each other in the sub-scanning direction Y. Among these, the light source 52 is fixed on the (+ Y) direction side with respect to the light receiving element 54 with the light emitting surface 52a facing the measurement region RX. For this reason, the light beam L1 generated by the light source 52 is emitted by being inclined in the (+ X) direction with respect to the normal line N of the printing surface PS by an angle θ, as in the housing 51, and is measured through the transparent member. RX is irradiated. Then, the light beam L1 is reflected by the measurement region RX, and the specularly reflected light L2 of the reflected light travels away from the carriage 36 and the housing 51, that is, in the (+ X) direction, as indicated by a two-dot chain line in FIG. . On the other hand, part of the diffusely reflected light passes through the opening 53 a of the diaphragm 53 arranged as follows and enters the light receiving element 54. In this embodiment, an infrared or red light beam L1 is used, and the beam diameter is set to 2 to 10 [mm].

受光素子54は上下方向に延びたPSD(Position Sensitive Detector)、ラインセンサ、ホトダイオードアレイ等で構成されており、受光面54aを光源52に向けて配置している。ただし、本実施形態では、光ビームL1の光軸が法線Nに対して(+X)方向に角度θだけ傾斜していることに対応し、受光面54aの長辺がハウジング51と同様に角度θだけ被印刷面PSの法線Nに対して(+X)方向に傾斜し、受光面54aが光ビームL1の光軸とほぼ直角となるように傾けられている。   The light receiving element 54 includes a PSD (Position Sensitive Detector) extending in the vertical direction, a line sensor, a photodiode array, and the like, and the light receiving surface 54 a faces the light source 52. However, in the present embodiment, this corresponds to the fact that the optical axis of the light beam L1 is inclined by the angle θ in the (+ X) direction with respect to the normal line N, and the long side of the light receiving surface 54a is angled similarly to the housing 51. It is inclined in the (+ X) direction with respect to the normal line N of the printing surface PS by θ, and the light receiving surface 54a is inclined so as to be substantially perpendicular to the optical axis of the light beam L1.

絞り53は、図2(b)に示すように光源52の発光面52aおよび受光素子54の受光面54aを含む仮想平面VP上に開口部53aが位置するように透明部材の上面に配置されている。これら光源52、絞り53および受光素子54はハウジング51に対して固定されているため、例えば同図(b)中で点線で示すように、被測定領域RXが浮上ると、絞り53の開口部53aを通過して受光素子54に入射する拡散反射光L3の角度が浮上り前と異なり、その結果、受光面54aで拡散反射光L3を受光する位置も変化する。具体的には、浮上りが発生していない場合、つまり被測定領域RXが印刷ヘッド32から十分に離れた高さ位置に位置している場合には、受光素子54は受光面54aの光源に近い側(+Y方向側)で拡散反射光L3を受光する。これに対し、浮上りが発生すると、被測定領域RXが印刷ヘッド32に近づき、それに伴って受光素子54は受光面54aの光源より遠い側(−Y方向側)で拡散反射光L3を受光する。本実施形態では、これを利用して拡散反射光L3を受光した位置、つまり受光量が最大となる位置を被測定領域RXの高さ位置とし、これに関連する信号を受光素子54は被測定領域RXの高さ位置を示す位置情報としてコントローラー4に出力する。   The diaphragm 53 is arranged on the upper surface of the transparent member so that the opening 53a is positioned on a virtual plane VP including the light emitting surface 52a of the light source 52 and the light receiving surface 54a of the light receiving element 54 as shown in FIG. Yes. Since the light source 52, the diaphragm 53, and the light receiving element 54 are fixed to the housing 51, for example, as shown by a dotted line in FIG. The angle of the diffusely reflected light L3 that passes through 53a and enters the light receiving element 54 is different from that before rising, and as a result, the position at which the diffusely reflected light L3 is received by the light receiving surface 54a also changes. Specifically, when the lift does not occur, that is, when the measurement region RX is located at a height position sufficiently away from the print head 32, the light receiving element 54 serves as a light source of the light receiving surface 54a. The diffuse reflected light L3 is received on the near side (+ Y direction side). On the other hand, when the lift occurs, the measurement area RX approaches the print head 32, and accordingly, the light receiving element 54 receives the diffuse reflected light L3 on the side farther from the light source (−Y direction side) of the light receiving surface 54a. . In the present embodiment, the position where the diffusely reflected light L3 is received using this, that is, the position where the amount of received light is maximized is set as the height position of the region to be measured RX, and the light receiving element 54 receives a signal related thereto as a measurement target. The position information indicating the height position of the region RX is output to the controller 4.

コントローラー4では、CPU41がROM42に記憶されている処理プログラムに従って上記位置情報に基づいて印刷媒体距離を算出し、それを測定値としている(印刷媒体距離の測定)。また、CPU41は測定値に基づいて印刷媒体Pの浮上りの有無を検出するとともに、浮上り検出時にはキャリッジ36の主走査方向Xの移動を停止させる。このように、本実施形態では、CPU41は本発明の「距離導出部」、「浮上り検出部」および「移動停止部」として機能しており、装置各部を制御して図4に示す動作を実行する。   In the controller 4, the CPU 41 calculates the print medium distance based on the position information in accordance with the processing program stored in the ROM 42 and uses it as a measurement value (measurement of the print medium distance). Further, the CPU 41 detects whether or not the print medium P is lifted based on the measured value, and stops the movement of the carriage 36 in the main scanning direction X when the lift is detected. Thus, in this embodiment, the CPU 41 functions as the “distance deriving unit”, “lifting detection unit”, and “movement stop unit” of the present invention, and controls the respective units to perform the operations shown in FIG. Run.

図4は図1に示す印刷装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、印刷動作中、上記した印刷媒体距離の測定処理が繰り返して実行される(ステップS1)。当該測定処理の繰り返しにより、例えば図5に示すようなキャリッジ位置に対する印刷媒体距離の変化が得られる。例えば同図では、キャリッジ位置200[mm]付近で印刷媒体Pの浮上りが発生して印刷媒体距離が大幅に減少して印刷媒体Pの被印刷面PS(図3参照)が印刷ヘッド32と衝突する。そこで、本実施形態では、プラテン31と印刷ヘッド32との間隔の10%ないし30%程度の値を「しきい値」として設定し、測定値がしきい値以上である間(ステップS2で「NO」)はキャリッジ36を主走査方向Xに移動させながら印刷媒体距離の測定を継続して行う。一方、測定値がしきい値未満になる(ステップS2で「YES」)と、CPU41からの移動停止指令に応じてキャリッジ36の移動が強制停止される(ステップS3)。これによって、印刷媒体Pに対する印刷ヘッド32の擦れや衝突を効果的に抑制することが可能となっている。   FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the printing apparatus shown in FIG. In the present embodiment, during the printing operation, the print medium distance measurement process described above is repeatedly executed (step S1). By repeating the measurement process, for example, a change in the print medium distance with respect to the carriage position as shown in FIG. 5 is obtained. For example, in the figure, the print medium P is lifted near the carriage position 200 [mm], the print medium distance is greatly reduced, and the print surface PS of the print medium P (see FIG. 3) becomes the print head 32. collide. Therefore, in the present embodiment, a value of about 10% to 30% of the distance between the platen 31 and the print head 32 is set as the “threshold value”, and while the measured value is equal to or greater than the threshold value (“ NO ") continuously measures the print medium distance while moving the carriage 36 in the main scanning direction X. On the other hand, when the measured value is less than the threshold value (“YES” in step S2), the movement of the carriage 36 is forcibly stopped in response to a movement stop command from the CPU 41 (step S3). As a result, it is possible to effectively suppress rubbing and collision of the print head 32 against the print medium P.

以上のように、本実施形態によれば、光源52、絞り53および受光素子54を含む仮想平面VPが被印刷面PSの法線Nに対して(+X)方向に傾斜するように光源52、絞り53および受光素子54が配置されているため、次のような作用効果が得られる。すなわち、被印刷面PSで正反射した正反射光L2は図2中の2点鎖線で示すように絞り53および受光素子54から遠ざかる方向に進む。したがって、被印刷面PSの表面状態にかかわらず受光素子54への正反射光L2の入射を確実に防止することができ、受光素子54には拡散反射光L3のみが入射する。しかも、被印刷面PSの法線Nに対して傾斜した分だけ印刷媒体距離の検出分解能は高くなる。つまり、受光素子54の分解能は、仮想平面VPを法線Nと平行と配置した場合の分解能にcosθを乗じた値となり、仮想平面VPを被印刷面PSの法線と平行に配置した場合に比べて上記検出分解能を向上させることができる。このように、被印刷面PSの表面状態の影響を受けることなく、高い分解能で印刷媒体距離を求めることができ、印刷媒体Pの浮上りを正確に検出することができる。その結果、印刷媒体Pの被印刷面PSへの印刷ヘッド32の擦れや衝突を効果的に抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the light source 52, the virtual plane VP including the light source 52, the diaphragm 53, and the light receiving element 54 is inclined in the (+ X) direction with respect to the normal line N of the printing surface PS. Since the diaphragm 53 and the light receiving element 54 are disposed, the following effects can be obtained. That is, the specularly reflected light L2 specularly reflected by the printing surface PS travels away from the diaphragm 53 and the light receiving element 54 as indicated by a two-dot chain line in FIG. Accordingly, it is possible to reliably prevent the regular reflection light L2 from entering the light receiving element 54 regardless of the surface state of the printing surface PS, and only the diffuse reflection light L3 enters the light receiving element 54. Moreover, the detection resolution of the print medium distance is increased by an amount inclined with respect to the normal line N of the printing surface PS. That is, the resolution of the light receiving element 54 is a value obtained by multiplying the resolution when the virtual plane VP is arranged parallel to the normal line N by cos θ, and when the virtual plane VP is arranged parallel to the normal line of the printing surface PS. In comparison, the detection resolution can be improved. Thus, the print medium distance can be obtained with high resolution without being affected by the surface state of the printing surface PS, and the rising of the print medium P can be accurately detected. As a result, it is possible to effectively suppress rubbing and collision of the print head 32 against the printing surface PS of the print medium P.

また、本実施形態では、光源52からの光ビームL1が印刷ヘッド32から主走査方向(+X)に離れた被測定領域RXで入射するように位置検出部5をキャリッジ36に取り付けている。このような構成を採用することで、印刷前段階にある被測定領域RXに浮上りが発生しているか否かを検出することができる。その結果、キャリッジ移動の停止に要する許容時間(停止マージン)が広がり、被印刷面PSに対する印刷ヘッド32の擦れや衝突をより効果的に抑制することができる。   In the present embodiment, the position detector 5 is attached to the carriage 36 so that the light beam L1 from the light source 52 is incident on the measurement region RX away from the print head 32 in the main scanning direction (+ X). By adopting such a configuration, it is possible to detect whether or not a lift has occurred in the measurement target area RX in the pre-printing stage. As a result, an allowable time (stop margin) required for stopping the carriage movement is widened, and it is possible to more effectively suppress rubbing and collision of the print head 32 against the printing surface PS.

このように本実施形態では、印刷ヘッド32が本発明の「印刷手段」の一例に相当している。また、方向Zにおける被測定領域RXの位置、つまり高さ位置が「光源からの光が反射した被印刷面の位置」に相当する。さらに、絞り53が本発明の「光学素子」の一例に相当している。   Thus, in the present embodiment, the print head 32 corresponds to an example of the “printing unit” of the present invention. Further, the position of the measurement region RX in the direction Z, that is, the height position corresponds to “the position of the printing surface where the light from the light source is reflected”. Further, the diaphragm 53 corresponds to an example of the “optical element” of the present invention.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、拡散反射光L3が絞り53を通じて受光素子54の受光面54aに入射するように構成しているが、絞り53の代わりにレンズを用いてもよく、この場合、レンズが本発明の「光学素子」として機能する。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the diffuse reflected light L3 is configured to enter the light receiving surface 54a of the light receiving element 54 through the diaphragm 53. However, a lens may be used instead of the diaphragm 53. It functions as the “optical element” of the present invention.

また、上記実施形態では、キャリッジ36の(+X)方向側に位置検出部5を取り付けているが、当該位置検出部5に代えて、仮想平面VPが法線Nに対して(−X)方向に傾斜するように構成された位置検出部をキャリッジ36の(−X)方向側に取り付けてもよい。また、(+X)方向側および(−X)方向側に位置検出部5を取り付けてもよく、この場合、キャリッジ36が(+X)方向に移動する間に(+X)方向側の位置検出部5により印刷媒体Pの浮上りを検出する一方、キャリッジ36が(−X)方向に移動する間に(−X)方向側の位置検出部5により印刷媒体Pの浮上りを検出するように構成してもよい。   In the above embodiment, the position detection unit 5 is attached to the (+ X) direction side of the carriage 36, but the virtual plane VP is in the (−X) direction with respect to the normal N instead of the position detection unit 5. A position detection unit configured to incline may be attached to the (−X) direction side of the carriage 36. Further, the position detection unit 5 may be attached to the (+ X) direction side and the (−X) direction side. In this case, the position detection unit 5 on the (+ X) direction side while the carriage 36 moves in the (+ X) direction. , While the carriage 36 moves in the (−X) direction, the position detection unit 5 on the (−X) direction side detects the floating of the print medium P. May be.

1…インクジェットプリンター(印刷装置)、 4…コントローラー、 5…位置検出部、 32…印刷ヘッド(印刷手段)、 36…キャリッジ、 41…CPU(距離導出部、浮上り検出部、移動停止部)、 52…光源、 53…絞り(光学素子)、 54…受光素子、 L1…光ビーム、 L2…正反射光、 L3…拡散反射光、 N…法線、 P…印刷媒体、 PS…被印刷面、 RX…被測定領域、 VP…仮想平面、 X…主走査方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet printer (printing apparatus), 4 ... Controller, 5 ... Position detection part, 32 ... Print head (printing means), 36 ... Carriage, 41 ... CPU (Distance deriving part, Lifting detection part, Movement stop part), 52: Light source, 53: Diaphragm (optical element), 54: Light receiving element, L1: Light beam, L2: Regular reflection light, L3: Diffuse reflection light, N: Normal, P: Print medium, PS: Printed surface, RX: measurement area, VP: virtual plane, X: main scanning direction

Claims (3)

印刷手段を搭載したキャリッジを主走査方向に移動させて印刷媒体の被印刷面に画像を形成する印刷装置であって、
絞りまたはレンズで構成される光学素子、光源および受光素子を有し、前記光源から光を照射するとともに前記被印刷面で反射した反射光のうち拡散反射光を前記光学素子を通じて前記受光素子に入射させて前記光源からの光が反射した前記被印刷面の位置に関する位置情報を前記受光素子から出力する位置検出部と、
前記受光素子から出力される位置情報に基づき前記印刷媒体の浮上りを検出すると、前記キャリッジの移動を停止させるコントローラーと
を備え
前記光源、前記光学素子および前記受光素子を含む仮想平面が、前記被印刷面の法線に対して前記主走査方向に傾斜した状態であることを特徴とする印刷装置。
A printing apparatus that forms an image on a printing surface of a printing medium by moving a carriage loaded with printing means in a main scanning direction,
It has an optical element composed of a diaphragm or a lens, a light source and a light receiving element, and irradiates light from the light source and makes diffuse reflected light incident on the light receiving element through the optical element. A position detector that outputs position information about the position of the printed surface from which light from the light source is reflected, from the light receiving element;
A controller that stops the movement of the carriage when the floating of the print medium is detected based on position information output from the light receiving element, a virtual plane including the light source, the optical element, and the light receiving element, A printing apparatus, wherein the printing apparatus is inclined with respect to the normal line of the printing surface in the main scanning direction.
請求項1に記載の印刷装置であって、
前記コントローラーは、
前記受光素子から出力される位置情報に基づき前記印刷手段から前記被印刷面までの印刷媒体距離を求める距離導出部と、
前記距離導出部により求められた印刷媒体距離に基づき前記印刷媒体の浮上りを検出する浮上り検出部と、
前記浮上り検出部が前記印刷媒体の浮上りを検出したとき前記キャリッジの移動を停止させる移動停止部とを備える
印刷装置。
The printing apparatus according to claim 1,
The controller is
A distance deriving unit for obtaining a print medium distance from the printing unit to the printing surface based on position information output from the light receiving element;
A lift detection unit that detects the lift of the print medium based on the print medium distance obtained by the distance deriving unit;
A printing apparatus comprising: a movement stop unit that stops the movement of the carriage when the lift detection unit detects a lift of the print medium.
請求項1または2に記載の印刷装置であって、
前記位置検出部は、前記光源からの光が前記印刷手段から前記主走査方向に離れた位置で反射するように前記キャリッジに取り付けられる
印刷装置。
The printing apparatus according to claim 1, wherein:
The position detection unit is a printing apparatus attached to the carriage so that light from the light source is reflected at a position away from the printing unit in the main scanning direction.
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