JP7468059B2

JP7468059B2 - 画像記録装置

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Publication number: JP7468059B2
Application number: JP2020057811A
Authority: JP
Inventors: 宏史近藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: JP2021154625A; US11458727B2; US20210300033A1

Description

本発明は、画像記録装置に関し、特に立体構造を有する印刷対象物を印刷する画像記録装置に関する。

画像記録装置として、例えば特許文献１に開示されるように、立体構造を有する印刷対象物の表面に印刷を行うものが知られている。立体構造を有する印刷対象物に印刷を行う場合には、良好な印刷画質を得るため、例えば、インクを吐出するヘッドと印刷対象物との間の距離を適切に設定することが求められる。このため特許文献１には、発光素子と、印刷対象物の表面で反射された発光素子からの光を受光する受光素子とを有する光学式の測距センサを用いて前記距離を計測する構成が開示されている。

特開２０１９－１４２０４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合、印刷対象物の表面で反射された発光素子からの光を受光素子で受光して前記距離を計測するのが困難となる。この問題に対して、前記センサの代わりに、例えば、レーザを用いる測距センサや、渦電流式の測距センサを用いる対策が考えられるが、コストが増大するおそれがある。

そこで本発明は、画像記録装置を用いて立体構造を有する印刷対象物の表面に印刷を行う場合において、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合でも、良好な画像品質を低コストで得られるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像記録装置は、所定の走査方向に移動可能に配置されたキャリッジと、前記キャリッジと共に前記走査方向に走査されるヘッドと、印刷対象物に向けて光を出射する発光部と、前記発光部からの光を前記印刷対象物で反射した反射光を受光する受光部とを有し、前記反射光により前記ヘッドと前記印刷対象物との間の距離を計測するための少なくとも１つの測距センサと、前記測距センサに接続されて前記ヘッドを制御する制御部と、を備え、前記ヘッドは、印刷用のインクを吐出する少なくとも１つの第１ノズルと、前記印刷対象物の表面に付着することで前記発光部からの光を散乱させる散乱膜を形成する液体を吐出する少なくとも１つの第２ノズルと、を有し、前記制御部は、前記第２ノズルから前記液体を吐出して前記印刷対象物上に前記散乱膜を形成する散乱膜形成処理と、前記散乱膜に照射された前記発光部からの前記光により前記距離を計測する計測処理と、計測された前記距離に基づいて前記第１ノズルから前記インクを吐出する吐出条件を調整し、前記印刷対象物に印刷を行う印刷処理と、を実行する。

上記構成によれば、印刷処理に先立つ散乱膜形成処理において、発光部からの光を散乱させる散乱膜が印刷対象物上に形成される。このため測距センサの受光部は、散乱膜により反射された反射光を適切に受光できる。よって制御部は、測距センサによりヘッドと印刷対象物との間の距離を適切に計測できる。従って、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合でも、受光部により安定して光を受光でき、前記距離に応じた印刷処理を行える。また、発光部と受光部とを有する測距センサを用いることで、比較的低コストで前記距離を計測できる。

結果として、画像記録装置を用いて、立体構造を有する印刷対象物の表面に印刷を行う場合において、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合でも、良好な画像品質を低コストで得ることができる。

本発明によれば、画像記録装置を用いて立体構造を有する印刷対象物の表面に印刷を行う場合において、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合でも、良好な画像品質を低コストで得られる。

第１実施形態に係る画像記録装置の外観図である。図１のヘッドの正面図である。図１の画像記録装置の機能ブロック図である。図１の画像記録装置の動作時のヘッドの動作を示す図である。従来の印刷中のヘッドと印刷対象物との模式図である。第１実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。第１実施形態の変形例に係るヘッドの正面図である。第２実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。第３実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。
（第１実施形態）
［画像記録装置の構成］
図１は、第１実施形態に係る画像記録装置１の外観図である。図２は、図１のヘッド５の正面図である。画像記録装置１は、例えば、スマートフォンのケース等の立体構造を有する印刷対象物Ｗの表面に印刷することができる。画像記録装置１は、後述するように、動作時には印刷対象物Ｗの表面に所定の散乱膜５０（図６参照）を形成し、散乱膜５０と測距センサ２６とを用いてヘッド５と印刷対象物Ｗとの距離Ｄ（図６参照）を計測し、この計測結果に基づくことで印刷対象物Ｗに適切な印刷処理を実行する第１モードと、前記計測結果とは無関係に初期設定条件に基づいて印刷対象物Ｗを印刷する第２モードとのいずれかで動作する。

図１及び２に示すように、具体的に画像記録装置１は、筐体２と、所定の走査方向（主走査方向）Ｄｓ（一例として画像記録装置１の左右方向）に移動可能に配置されたキャリッジ３と、キャリッジ３を走査方向Ｄｓに往復移動させるキャリッジ移動機構４と、キャリッジ３と共に走査方向Ｄｓに往復移動されるヘッド５と、キャリッジ移動機構４及びヘッド５を制御する制御部６とを備える。

また画像記録装置１は、印刷対象物Ｗが載置されるプラテン７と、プラテン７を支持する支持台８と、プラテン７と支持台８とを走査方向Ｄｓと直交する所定の搬送方向Ｄｆ（ここではプラテン７の平面視において走査方向Ｄｓと直交する副走査方向）に移動させる支持台移動機構９と、プラテン７とヘッド５との間の距離Ｄを調整する調整機構１０と、ユーザに操作されて各種要求（例えば第１モードと第２モードとの切替や印刷ジョブ）を受け付ける操作部１１と、ユーザに各種情報を表示する表示部１２とを備える。

筐体２には、液体収容部１５，１６が搭載されている。液体収容部１５，１６は、ヘッド５に接続されている。印刷用インクと散乱膜形成用液体とは、一例として紫外線硬化型樹脂を含む。筐体２は、内部に外部からアクセス可能な開閉式のカバー１７を有する。

ヘッド５は、それぞれ少なくとも１つ（一例として、それぞれ複数）の第１ノズル２０と第２ノズル２１とを有する。第１ノズル２０は、印刷用のインク（一例として、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、及びＫ（ブラック）のうち少なくともいずれかの色のカラーインク）を吐出する。第２ノズル２１は、発光部２７からの光を散乱させる液体を吐出する。印刷用のインクは、液体収容部１５から第１ノズル２０に供給される。発光部２７からの光を散乱させる液体は、液体収容部１６から第２ノズル２１に供給される。

本実施形態のヘッド５には、複数の第１ノズル２０が搬送方向Ｄｆに延び且つ走査方向Ｄｓに並設された複数のノズル列Ｑ１と、複数の第２ノズル２１が搬送方向Ｄｆに延び且つ走査方向Ｄｓに並設された複数のノズル列Ｑ２とが形成されている。またヘッド５には、複数の第１ノズル２０が走査方向Ｄｓ及び搬送方向Ｄｆに配列した第１ノズルグループＧＲ１と、複数の第２ノズル２１が走査方向Ｄｓ及び搬送方向Ｄｆに配列した第２ノズルグループＧＲ２とが形成されている。一例として、ヘッド５の正面視において、グループＧＲ１，ＧＲ２は、走査方向Ｄｓに互いに離隔して配置されている。また第２ノズルグループＧＲ２は、第１ノズルグループＧＲ１よりも搬送方向Ｄｆの下流側（ここでは前方）に配置されている。

またヘッド５は、各ノズル２０，２１から個別に液体を吐出するように配置された複数の圧電素子２３を有する。各圧電素子２３は、制御部６により個別に制御される。一例として、圧電素子２３は、電圧が印加されることで変形し、ノズル２０，２１内の液体を吐出する。圧電素子２３に印加される電圧値を高めると圧電素子２３の変形が大きくなり、ノズル２０，２１からの吐出量が増大する。圧電素子２３に印加される電圧値を低くすると圧電素子２３の変形が小さくなり、ノズル２０，２１からの吐出量が減少する。また、圧電素子２３からの液体の吐出タイミングは、圧電素子２３に電圧を印加するタイミングにより調節される。

ヘッド５は、ノズル２０，２１から吐出されるインク又は液体に含まれる前記紫外線硬化型樹脂を硬化させるための少なくとも１つ（一例として一対）のＵＶランプ２５（ここでは右側ＵＶランプ２５Ｒ，左側ＵＶランプ２５Ｌ）を有する。ＵＶランプ２５は、第１ノズル２０と第２ノズル２１とのヘッド５の走査方向Ｄｓの進行側とは反対側に配置されている。ヘッド５が走査方向Ｄｓの右側を進行側として走査される際、左側ＵＶランプ２５Ｌが、第１ノズル２０と第２ノズル２１とのヘッド５の走査方向Ｄｓの下流側に位置する。ヘッド５が走査方向Ｄｓの左側を進行側として走査される際、右側ＵＶランプ２５Ｒが、第１ノズル２０と第２ノズル２１とのヘッド５の走査方向Ｄｓの下流側に位置する。

ＵＶランプ２５は、走査方向Ｄｓ及び搬送方向Ｄｆに配列された複数のＵＶ光源を含む。このＵＶ光源は、一例としてＬＥＤ素子である。ＵＶランプ２５は、制御部６により制御される。ＵＶ光源は、ＬＥＤ素子に限定されない。

またヘッド５は、少なくとも１つ（一例として一対）の測距センサ（PSD;Position Sensitive Detector）２６（ここでは右側測距センサ２６Ｒ，左側測距センサ２６Ｌ）を有する。測距センサ２６は、プラテン７に載置される印刷対象物Ｗと対向するように配置され、ヘッド５と印刷対象物Ｗとの間の距離（一例として最短距離）Ｄを計測する。測距センサ２６は、光学センサであり、印刷対象物Ｗに向けて光を出射する発光部２７と、発光部２７からの光を印刷対象物Ｗで反射した反射光を受光する受光部２８とを有する。測距センサ２６は、前記反射光によりヘッド５と印刷対象物Ｗとの間の距離Ｄを計測する。一例として測距センサ２６は、三角測量方式であり、受光部２８に対する前記反射光の入射角により距離Ｄを計測する。このような測距センサ２６としては、例えばコ－デンシ（株）製赤外線測距センサ「ＯＲＡ１Ｍ０４」を例示できる。

測距センサ２６は、ヘッド５の走査方向Ｄｓの往路Ｌ１及び復路Ｌ２のうち、第２ノズル２１から液体が吐出される吐出路Ｌ０（図４参照）において、第２ノズル２１よりも吐出路Ｌ０におけるヘッド５の走査方向の進行側とは反対側となる位置に配置されている。本実施形態の画像記録装置１の印刷方式は、一例として双方向印刷方式であり、往路Ｌ１と復路Ｌ２とが、共に吐出路Ｌ０である。一対の測距センサ２６が、第２ノズル２１の走査方向Ｄｓの両側に配置されている。ヘッド５が走査方向Ｄｓの右側を進行側として走査される際、左側測距センサ２６Ｌが前記反対側に位置する。ヘッド５が走査方向Ｄｓの左側を進行側として走査される際、右側測距センサ２６Ｒが前記反対側に位置する。

図３は、画像記録装置１の機能ブロック図である。制御部６は、演算部と記憶部とを有する。図３に示すように、制御部６は、演算部としてＣＰＵ６０を有し、記憶部としてＲＯＭ６１、ＲＡＭ６２、及びＥＥＰＲＯＭ６３を有する。制御部６が有するＣＰＵ６０の個数は、単一又は複数のいずれでもよい。ＲＯＭ６１には、ＣＰＵ６０が所定のジョブを実行するための制御プログラムが格納されている。ＥＥＰＲＯＭ６３には、ユーザが入力した各種の初期設定の情報が格納されている。

制御部６は、ＡＳＩＣ６９と、支持台移動機構９の駆動源である支持台用モータ６４を制御する第１モータドライバＩＣ６５と、キャリッジ３の駆動源であるキャリッジモータ６６を駆動させる第２モータドライバＩＣ６７と、ヘッド５の圧電素子２３を動作させるヘッドドライバＩＣ６８とを更に有する。これらのドライバＩＣ６５，６７，６８は、ＡＳＩＣ６９に接続されている。また制御部６は、実装基板７０を有する。ＣＰＵ６０，ＲＯＭ６１，ＲＡＭ６２，ＥＥＰＲＯＭ６３，及びＡＳＩＣ６９は、実装基板７０に実装されている。

ＣＰＵ６０は、操作部１１や外部入力部を介して、印刷ジョブの実行要求を受け付ける。印刷ジョブの実行要求を受け付けたＣＰＵ６０は、印刷ジョブの実行指令をＡＳＩＣ６９へ出力する。ＡＳＩＣ６９は、この実行指令に基づいて各ドライバＩＣ６５，６７，６８のそれぞれを所定のタイミングで駆動する。

具体例として、第１モータドライバＩＣ６５は、プラテン７と支持台８とを搬送方向Ｄｆに移動させる。第２モータドライバＩＣ６７は、キャリッジモータ６６を駆動してキャリッジ３を走査方向Ｄｓに往復移動させる。ヘッドドライバＩＣ６８は、複数の圧電素子２３を個別に制御し、複数のノズル２０，２１のうち目的のノズルから液体を吐出させる。また制御部６は、ＵＶランプ２５Ｒを駆動する第１ランプドライバＩＣ７１と、ＵＶランプ２５Ｌを駆動する第２ランプドライバＩＣ７２とを更に有する。

ここで図４は、図１の画像記録装置１の動作時のヘッド５の動作を示す図である。図４に示すように、画像記録装置１により印刷対象物Ｗに印刷を行う際、制御部６は、プラテン７に載置された印刷対象物Ｗとヘッド５との最短距離Ｄが所定値に設定された状態で、各ドライバＩＣ６５，６７，６８を制御する。これにより、印刷対象物Ｗが搬送方向Ｄｆに搬送され、且つ、往路Ｌ１及び復路Ｌ２を有する吐出路Ｌ０において、ヘッド５が走査方向Ｄｓに往復走査される状態で、所定のタイミングで圧電素子２３が駆動されて第１ノズル２０からインクが吐出される。印刷対象物Ｗの各領域に対し、搬送方向Ｄｆの上流側から下流側（一例として画像記録装置１の前方から後方）に向けて順次印刷がなされる。

［画像記録装置の各処理］
次に、第１モード時に画像記録装置１が行う各処理について説明する。画像記録装置１は、第１モードに設定されている場合、ユーザから印刷ジョブの要求を受けると、制御部６が、第２ノズル２１から液体を吐出して印刷対象物Ｗ上に散乱膜５０（図６参照）を形成する散乱膜形成処理と、散乱膜５０に照射された発光部２７からの光により距離Ｄを計測する計測処理と、計測された距離Ｄに基づいて第２ノズル２１からインクを吐出する吐出条件（以下、単に吐出条件とも称する。）を調整し、印刷対象物Ｗに印刷を行う印刷処理とを順次実行する。

散乱膜形成処理で形成される散乱膜５０は、測距センサ２６の発光部２７からの光を散乱（乱反射）させる。ここで、印刷対象物Ｗとヘッド５との距離Ｄを測距センサ２６により単に計測しようとすると、印刷対象物Ｗの表面が例えば鏡面である場合には、発光部２７からの光が印刷対象物Ｗにより全反射され、受光部２８で受光される散乱光量が減少する。また、印刷対象物Ｗが透明である場合、発光部２７からの光の一部が印刷対象物Ｗを通過するため、受光部２８で受光される散乱光量が減少する。いずれの場合にも、距離Ｄは計測困難となる。

これに対し、印刷対象物Ｗの表面に散乱膜５０が形成されることで、計測処理では、印刷対象物Ｗの表面が例えば鏡面である場合や、印刷対象物Ｗが透明である場合等に関わらず、制御部６は、測距センサ２６の発光部２７からの光を散乱膜５０により安定して散乱させ、十分な散乱光量を得ることができる。よって、測距センサ２６を用いて印刷対象物Ｗとヘッド５との間の距離Ｄを適切に計測できる。

ここで、第２ノズル２１から吐出される液体は、一例として白インクである。第２ノズル２１から吐出される液体は、発光部２７からの光を散乱できるものであればよい。このため当該液体は、例えば、白色以外の色のインクでもよいし、光散乱性を有する微粒子と、この微粒子を分散させた状態で保持する樹脂とを含有するものであってもよい。また散乱膜５０は、印刷対象物Ｗの表面に一様に形成されていてもよいし、印刷対象物Ｗの表面に分散して配置される複数の膜であってもよい。本明細書でいう「散乱膜」には、例えば、印刷対象物Ｗの表面に分散して配置された複数の膜の各々が、発光部２７からの光を全反射することで、全体として当該光を乱反射する構成も含む。

計測処理により計測された印刷対象物Ｗの各位置でのヘッド５と印刷対象物Ｗとの間の距離情報は、制御部６の演算部によって記憶部に格納される。印刷処理では、制御部６は、記憶部に格納された距離情報に基づき、第２ノズル２１からインクを吐出して印刷対象物Ｗの散乱膜５０上に印刷を行う。このとき制御部６は、印刷対象物Ｗの表面形状に応じて以下のように吐出条件を調整する。

図５は、従来の印刷中のヘッドと印刷対象物Ｗとの模式図である。図６は、第１実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。図５に示すように、走査中のヘッドの各ノズルから吐出されるインクの液滴の進行方向は、搬送方向Ｄｆ（紙面に垂直な方向）から見て、キャリッジの走査方向Ｄｓとヘッドのノズル軸方向とに対して傾斜する方向となる。このため、表面が凹凸形状である印刷対象物Ｗを印刷する際、表面が平坦な印刷対象物Ｗを印刷する場合と同様の吐出条件（例えば各ヘッドからのインクの吐出タイミングが同一である条件）では、前記傾斜した方向に進行するインクの液滴が、印刷対象物Ｗの表面に不均一な間隔で着弾するおそれがある。その結果、インクの液滴が目標位置とずれた位置に着弾し、印刷画質が低下する。

そこで本実施形態の印刷処理では、制御部６は、計測処理の結果に基づき、計測された距離Ｄに基づいて第１ノズル２０からインクを吐出する吐出条件を調整する。この吐出条件は、一例として、第１ノズル２０からインクを吐出する吐出タイミングを含む。図６に示すように、制御部６は、走査方向Ｄｓでの印刷対象物Ｗの表面の形状に対応して、走査中のヘッド５の第１ノズル２０の吐出タイミングを調整することで、第１ノズル２０からのインクを目標間隔をおいて印刷対象物Ｗに着弾させる。

一例として、一定速度で走査中のヘッド５において、第１ノズル２０の吐出タイミングを速くしていくと、第１ノズル２０からのインクの液滴の着弾位置が、ヘッド５の進行方向後方に移動し易くなる。また走査中のヘッド５において、第１ノズル２０の吐出タイミングを遅くしていくと、前記着弾位置が、ヘッド５の進行方向前方に移動し易くなる。このように吐出タイミングを調整することで、各走査位置で第１ノズル２０から吐出されるインクの液滴の進行方向が調整され、インクの液滴が印刷対象物Ｗの散乱膜５０上に所定間隔（一例として一定間隔）で着弾する。

また図４に示すように、本実施形態の画像記録装置１では、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査における往路Ｌ１と復路Ｌ２とが、共に吐出路Ｌ０である。制御部６は、搬送方向Ｄｆに搬送される印刷対象物Ｗに対して、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査毎に、ヘッド５の走査線上に位置する印刷対象物Ｗの領域に散乱膜形成処理、計測処理、及び印刷処理を繰り返し実行する。また本実施形態の制御部６は、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査において、往路Ｌ１のヘッド５の走査中に散乱膜形成処理と計測処理とを実行し、復路Ｌ２のヘッド５の走査中に印刷処理を実行する。これにより、ヘッド５の一往復走査中に散乱膜形成処理、計測処理、及び印刷処理が効率よく行われる。

なお、印刷対象物Ｗの印刷予定領域の距離Ｄを緻密に計測するためには、例えば、ヘッド５の各往復走査中に、散乱膜形成処理で印刷対象物Ｗの搬送方向Ｄｆの広範囲な領域に散乱膜５０を形成すると共に、各往復走査中の計測処理で距離Ｄを計測する計測領域が搬送方向Ｄｆに並ぶ間隔（言い換えると走査線のピッチＰ）を狭くすることが望ましい。

以上に説明したように、画像記録装置１によれば、印刷処理に先立つ散乱膜形成処理において、発光部２７からの光を散乱させる散乱膜５０が印刷対象物Ｗ上に形成される。このため測距センサ２６の受光部２８は、散乱膜５０により反射された反射光を適切に受光できる。よって制御部６は、測距センサ２６によりヘッド５と印刷対象物Ｗとの間の距離Ｄを適切に計測できる。従って、印刷対象物Ｗの表面が鏡面である場合や、印刷対象物Ｗが透明である場合でも、受光部２８により安定して光を受光でき、距離Ｄに応じた印刷処理を行える。また、発光部２７と受光部２８とを有する測距センサ２６は比較的安価で入手できるため、低コストで距離Ｄを計測できる。

結果として、画像記録装置１を用いて、立体構造を有する印刷対象物Ｗの表面に印刷を行う場合において、印刷対象物Ｗの表面が鏡面である場合や、印刷対象物Ｗが透明である場合でも、良好な画像品質を低コストで得ることができる。

また測距センサ２６は、一例として三角測量方式であり、受光部２８に対する反射光の入射角により距離Ｄを計測する。これにより測距センサ２６は、当該反射光の入射角に応じて距離Ｄを精度よく計測できるので、制御部６は、印刷処理を適切に行える。

また測距センサ２６は、ヘッド５の走査方向Ｄｓの往路Ｌ１及び復路Ｌ２のうち、第２ノズル２１から液体が吐出される吐出路Ｌ０において、第２ノズル２１よりも吐出路Ｌ０におけるヘッド５の走査方向の進行側とは反対側となる位置に配置されている。このため制御部６は、一つの吐出路Ｌ０中で散乱膜形成処理と計測処理とを実行でき、印刷対象物Ｗを効率よく且つ適切に印刷できる。

また本実施形態では、往路Ｌ１と復路Ｌ２とが、共に吐出路Ｌ０であり、一対の測距センサ２６が、第２ノズル２１の走査方向Ｄｓの両側に配置されている。このため、画像記録装置１が双方向印刷を行う場合でも、往路Ｌ１と復路Ｌ２とで散乱膜形成処理と計測処理とを実行でき、印刷対象物Ｗを更に効率よく且つ適切に印刷できる。

また一例として、制御部６は、搬送方向Ｄｆに搬送される印刷対象物Ｗに対して、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査毎に、ヘッド５の走査線上に位置する印刷対象物Ｗの領域に散乱膜形成処理、計測処理、及び印刷処理を繰り返し実行する。このため、印刷対象物Ｗを搬送方向Ｄｆの上流側から下流側に向けて順次効率よく印刷できる。

また本実施形態の制御部６は、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査において、往路Ｌ１の走査中に散乱膜形成処理と計測処理とを実行し、復路Ｌ２の走査中に印刷処理を実行する。このため、ヘッド５の一往復走査中に、各走査線上に位置する印刷対象物Ｗの領域を効率よく且つ適切に印刷できる。

また一例として、第２ノズル２１と測距センサ２６とが、第１ノズル２０よりも搬送方向Ｄｆの上流側（ここでは前方）に配置されている。このため、例えば、ヘッド５の走査方向Ｄｓへの往復走査において、往路Ｌ１の走査中に散乱膜形成処理と計測処理とを実行し、復路Ｌ２の走査中に印刷処理を実行することが容易となる。

また、本実施形態の吐出条件は、第１ノズル２０からインクを吐出する吐出タイミングを含む。このため、例えば、第１ノズル２０からインクを吐出させるアクチュエータの動作タイミングを制御部６が制御することで、別途の構成を用いることなく、吐出タイミングに基づいて印刷対象物Ｗに印刷処理を行える。また、第２ノズル２１から吐出する液体として、比較的入手し易い白色インクを用いることで、散乱膜５０を形成するための液体に係るコストを低減できる。

図７は、第１実施形態の変形例に係るヘッド１０５の正面図である。図７に示すように、ヘッド１０５は、一対の測距センサ２６（２６Ｒ，２６Ｌ）が、第２ノズル２１よりも搬送方向Ｄｆの下流側（ここでは後方）で、第１ノズル２０の走査方向Ｄｓの外側に配置されている。本変形例の画像記録装置の動作時には、ヘッド１０５の一往復走査中において、散乱膜形成処理後、印刷処理直前に計測処理が行われ、ヘッド１０５と印刷対象物Ｗとの間の距離Ｄに応じた適切な印刷処理が行われる。これにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお測距センサ２６は、フォトインタラプタ方式であってもよい。この場合、測距センサ２６は、受光部２８に対する反射光の強度により距離Ｄを計測する。このような測距センサを用いても、三角測量方式の測距センサを用いた場合と同様の効果が得られる。また、ノズル２０，２１から吐出されるインク及び液体には、紫外線硬化樹脂が含まれていなくてもよい。この場合、ＵＶランプ２５は省略されてもよい。また、画像記録装置１の印刷方式は、双方向印刷方式に限定されず、単方向印刷方式でもよい。以下、その他の実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。第２実施形態では、吐出条件は、一例として、第１ノズル２０からインクを吐出する吐出速度を含む。

図８に示すように、制御部６は、走査方向Ｄｓでの印刷対象物Ｗの表面の形状に対応して、走査中のヘッド５の第１ノズル２０の吐出速度を調整することで、第１ノズル２０からのインクを目標間隔をおいて印刷対象物Ｗに着弾させる。一例として、走査中のヘッド５の第１ノズル２０からのインクの吐出速度を速くしていくと、第１ノズル２０からのインクの液滴の着弾位置が、ヘッド５の進行方向前方に移動し易くなる。また走査中のヘッド５において、第１ノズル２０からのインクの吐出速度を遅くしていくと、インクの液滴の着弾位置が、ヘッド５の進行方向後方に移動し易くなる。このように第１ノズル２０の吐出速度を調整することで、各走査位置で第１ノズル２０から吐出されるインクの液滴の進行方向が調整され、インクの液滴が印刷対象物Ｗの散乱膜５０上に所定間隔（一例として一定間隔）で着弾する。その結果、第１実施形態と同様の効果が得られる。

また本実施形態では、制御部６は、印刷処理において、複数の第１ノズル２０を１又は複数の第１ノズル２０を含む複数のグループＧＲ１，ＧＲ２に分けたときのグループ毎に前記吐出速度を調整する。これにより、グループＧＲ１，ＧＲ２の各々に属する第１ノズル２０と印刷対象物Ｗとの距離（一例として最短距離）に応じて、第１ノズル２０からのインクの吐出速度を、グループＧＲ１，ＧＲ２毎に個別且つ細やかに調整できる。よって、一層良好な印刷処理を行うことができる。

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係る印刷処理を示す模式図である。第３実施形態では、吐出条件は、一例として、印刷処理におけるヘッド５の走査方向Ｄｓへの移動速度を含む。

図９に示すように、制御部６は、走査方向Ｄｓでの印刷対象物Ｗの表面の形状に対応して、走査中のヘッド５の移動速度を調整することで、第１ノズル２０からのインクを目標間隔をおいて印刷対象物Ｗに着弾させる。一例として、ヘッド５の移動速度を速くしていくと、第１ノズル２０からのインクの液滴の着弾位置が、ヘッド５の進行方向前方に移動し易くなる。また、ヘッド５の移動速度を遅くしていくと、インクの液滴の着弾位置が、ヘッド５の進行方向後方に移動し易くなる。このようにヘッド５の移動速度を調整することで、各走査位置で第１ノズル２０から吐出されるインクの液滴の進行方向が調整され、インクの液滴が印刷対象物Ｗの散乱膜５０上に所定間隔（一例として一定間隔）で着弾する。その結果、第１実施形態と同様の効果が得られる。

本発明は、各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、本発明の構成及び方法を変更、追加、又は削除できる。第１モードと第２モードとの切替は、例えば制御部６が自動で行ってもよい。この場合、制御部６は、例えば、計測処理と印刷処理との間において、計測処理で計測した計測値が、予め設定された基準値を超えているか否かを判定し、超えていると判定した場合に第１モードで印刷処理を行い、超えていないと判定した場合に第２モードで印刷対象物Ｗを印刷してもよい。

以上のように本発明は、画像記録装置を用いて立体構造を有する印刷対象物の表面に印刷を行う場合において、印刷対象物の表面が鏡面である場合や、印刷対象物が透明である場合でも、良好な画像品質を低コストで得られる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる画像記録装置に本発明を広く適用すると有益である。

Ｄヘッドと印刷対象物との間の距離
Ｌ０吐出路
Ｌ１往路
Ｌ２復路
Ｗ印刷対象物
１画像記録装置
３キャリッジ
５，１０５ヘッド
６制御部
２０第１ノズル
２１第２ノズル
２６測距センサ
２７発光部
２８受光部
５０散乱膜

Claims

所定の走査方向に移動可能に配置されたキャリッジと、
前記キャリッジと共に前記走査方向に走査されるヘッドと、
印刷対象物に向けて光を出射する発光部と、前記発光部からの光を前記印刷対象物で反射した反射光を受光する受光部とを有し、前記反射光により前記ヘッドと前記印刷対象物との間の距離を計測する少なくとも１つの測距センサと、
前記測距センサに接続されて前記ヘッドを制御する制御部と、を備え、
前記ヘッドは、
印刷用のインクを吐出する少なくとも１つの第１ノズルと、
前記発光部からの光を散乱させる液体を吐出する少なくとも１つの第２ノズルと、を有し、
前記測距センサは、前記ヘッドの前記走査方向への往復走査の往路又は復路の少なくともいずれかのうち、前記第２ノズルから前記インクが吐出される吐出路において、前記第２ノズルよりも前記吐出路における前記ヘッドの前記走査方向の進行側とは反対側となる位置に配置され、
前記制御部は、
前記第２ノズルから前記液体を吐出することにより前記印刷対象物上に前記液体からなる散乱膜を形成する散乱膜形成処理と、
前記散乱膜に照射された前記発光部からの前記光により前記距離を計測する計測処理と、
前記計測された前記距離に基づいて前記第１ノズルから前記インクを吐出する吐出条件を調整し、前記印刷対象物に印刷を行う印刷処理と、を実行する、画像記録装置。
前記測距センサは、三角測量方式であり、前記受光部に対する前記反射光の入射角により前記距離を計測する、請求項１に記載の画像記録装置。
前記往路と前記復路とが、共に前記吐出路であり、
一対の前記測距センサが、前記第２ノズルの前記走査方向の両側に配置されている、請求項１に記載の画像記録装置。
前記制御部は、前記走査方向と直交する所定の搬送方向に搬送される前記印刷対象物に対して、前記ヘッドの前記走査方向への往復走査毎に、前記ヘッドの走査線上に位置する前記印刷対象物の領域に前記散乱膜形成処理、前記計測処理、及び前記印刷処理を繰り返し実行する、請求項１～３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
前記制御部は、前記ヘッドの前記走査方向への往復走査において、往路への走査中に前記散乱膜形成処理と前記計測処理とを実行し、復路への走査中に前記印刷処理を実行する、請求項４に記載の画像記録装置。
前記第２ノズルと前記測距センサとが、前記第１ノズルよりも前記搬送方向の上流側に配置されている、請求項４又は５に記載の画像記録装置。
前記吐出条件は、前記第１ノズルからインクを吐出する吐出タイミングを含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の画像記録装置。
前記吐出条件は、前記第１ノズルからインクを吐出する吐出速度を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載の画像記録装置。
前記制御部は、前記印刷処理において、複数の前記第１ノズルを複数のグループに分け、前記グループ毎に個別に前記吐出速度を調整する、請求項８に記載の画像記録装置。
前記液体は、白色インクである、請求項１～９のいずれか１項に記載の画像記録装置。