JP7694130B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェットプリンタ等の画像記録装置に関する。

従来、三次元形状の立体物の表面に紫外線硬化インクを吐出して画像を印刷する印刷装置として、特許文献１に開示された印刷装置が知られている。この特許文献１の印刷装置は、テーブルに置かれた被印刷物の高さを検知する構成を備えている。具体的には、当該印刷装置は、テーブルを上下動させる昇降機構と、テーブルと共に上昇した被印刷物に接触する可動の板部材と、板部材の変位を検知するフォトマイクロセンサ等の光学センサとを備えている。

これにより、被印刷物が置かれたテーブルを上昇させ、被印刷物が板部材に接触した後もこれを上昇させると、板部材の変位が光学センサにより検知されることで、被印刷物が所定の高さに到達したと判別できるようになっている。また、この印刷装置は、上述したテーブル等を収容するケースと、該ケースの開口に対して開閉可能に設けられたフロントカバーとを備え、フロントカバーには、ケース内の印刷状態を視認できる窓が設けられている。

特開２０１８－６９６６４号公報

しかしながら、特許文献１の印刷装置の場合、窓を通じてケース内に外部の光が入射する。すると、印刷装置は、光学センサが検知した受光量に基づいて板部材の変位を検知するため、可視光が外乱として入光することで検知精度に影響が生じる可能性がある。また、インクを硬化させるべく照射される紫外線が窓を通じて外部へ漏れ出る可能性がある。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、光学センサによる検知精度の向上、並びに、インクを硬化させる紫外線の機外への漏洩を防止することができる画像記録装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像記録装置は、被吐出媒体に光硬化型の液体を吐出するヘッドと、前記液体を硬化させる硬化光を照射する硬化装置と、前記被吐出媒体までの距離を測定する測距光を発光する第１発光部、および、前記測距光を受光する第１受光部を有する測距装置と、前記ヘッド、前記硬化装置、および前記測距装置を収容すると共に内部を視認可能な窓を有する筐体と、を備え、前記窓には、可視光に比べて前記硬化光の透過を制限する第１フィルタが設けられ、前記第１受光部には、前記測距光に比べて可視光の透過を制限する第２フィルタが設けられている。

このような構成により、第１フィルタが硬化光の透過を制限するため、硬化光の窓外への漏洩を防止できる。また、窓を通じて可視光が筐体内へ進入しても、第２フィルタがこの可視光の透過を制限するため、第１受光部において可視光が外乱として入射するのを防止でき、測距精度の向上を図ることができる。

本発明によれば、光学センサによる検知精度の向上、並びに、インクを硬化させる紫外線の機外への漏洩を防止することができる画像記録装置を提供することができる。

図１は、実施形態に係る画像記録装置を示す斜視図である。 図２は、画像記録装置のブロック図である。 図３（Ａ）はキャリッジの平面視構成を示す模式図であり、図３（Ｂ）は第１フィルタを説明する模式図であり、図３（Ｃ）は第２フィルタおよびシャッターを説明する模式図である。 図４は、三角測量法を説明するための模式図である。 図５は、校正処理を説明するための模式図である。

本発明の実施の形態に係る画像記録装置について図面を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する画像記録装置は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の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追加、削除及び変更が可能である。

＜外観的構成について＞
図１は、実施形態に係る画像記録装置１を示す斜視図である。この明細書中における方向の概念は、図１に示すように互いに直交する方向を、上下方向、左右方向、および前後方向とする。また、左右方向が主走査方向Ｄｓであり、前後方向が当該主走査方向Ｄｓに直交する方向である副走査方向（被吐出媒体Ｗの搬送方向に相当）Ｄｆである。

図１に示すように、本実施形態の画像記録装置１は、筐体２、操作キー３、表示部４、トレイ５、ステージ６、キャリッジ７、およびインクタンク８を備えている。

このうち筐体２は、例えば箱状に形成されており、その前面には被吐出媒体Ｗを供給する前部開口２ａを有し、上部には開閉可能な上部カバー１０を有している。この上部カバー１０は、後部を基点にして前部を上方へ回動することで開くことができ、上部カバー１０を開くと、筐体２の上部開口２ｂを通じて筐体２内が露出される。また、上部カバー１０には筐体２内を視認可能な窓１１が設けられている。すなわち、上部カバー１０が閉じた状態でも、ユーザは窓１１を通じて筐体２内を視認することができる。このような筐体２には、後述する吐出ヘッド１２１、硬化装置１２３、および測距装置１４０等が収容される。

筐体２の右前部には操作キー３が設けられ、ユーザによる操作入力を受け付ける。操作キー３の後方には表示部４が設けられ、所定の情報を表示する。また、表示部４をタッチパネルで構成した場合には、表示部４は情報を表示すると共にユーザによる操作入力も受付可能となる。

筐体２の前部開口２ａの前方にはトレイ５が設けられ、トレイ５の上方には被吐出媒体Ｗを支持する支持体を成すステージ６が設けられている。トレイ５はステージ６を下方から支持し、搬送装置１３６（図２参照）により、前部開口２ａの前方位置と前部開口２ａから筐体２内に入った位置との間で、前後方向にステージ６と共に可動である。ステージ６は平板状を成し、被吐出媒体Ｗを支持した状態で、接離装置１３３（図２参照）によりステージ６に対して上下方向に可動である。

キャリッジ７は、筐体２内において上部開口２ｂの下方に設けられている。キャリッジ７は、走査装置１３０（図２参照）により、主走査方向Ｄｓに沿って往復移動可能に構成されている。このキャリッジ７には、吐出装置１２０、硬化装置１２３、および測距装置１４０が左からこの順序で搭載されている。吐出装置１２０は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、ホワイト（Ｗ）、および透明等の各色の紫外線硬化型インクを吐出し、硬化装置１２３は、被吐出媒体Ｗに着弾した当該インクへ向けて紫外線を照射する。また、測距装置１４０は、対向する対象物までの距離を測定する。これら各装置の詳細は別途後述する。

インクタンク８は、上述した各色の紫外線硬化型インクを個別に貯留する。各インクタンク８はインクチューブを通じて吐出装置１２０に接続されており、吐出装置１２０に各インクを供給する。

＜機能的構成について＞
図２は、画像記録装置１のブロック図である。この図２に示すように、画像記録装置１は、ＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有するコンピュータに相当する制御装置１００と、フラッシュメモリあるいはハードディスクドライブなどから成る記憶装置１１０とを備える。そして制御装置１００は、記憶装置１１０に記憶された制御プログラムに基づき、画像記録装置１が備える各デバイスの動作を制御する。画像記録装置１は、このデバイスとして、吐出装置１２０、硬化装置１２３、走査装置１３０、接離装置１３３、搬送装置１３６、測距装置１４０、および媒体検知装置１４３等を備えている。

吐出装置１２０は、被吐出媒体Ｗへ向けて（つまり、ステージ６の方向へ）光硬化型の液体の一例である紫外線硬化型インク（以下、単に「インク」という）を吐出する吐出ヘッド１２１と、ヘッドドライバ１２２とを備える。吐出ヘッド１２１の下面（ノズル面）には、各色のインクごとに専用の複数のノズルが設けられ、吐出ヘッド１２１内には電気で駆動するアクチュエータがノズルごとに備えられている。ヘッドドライバ１２２はＩＣチップなどから成り、制御装置１００からの制御信号により動作し、ノズルごとにアクチュエータを駆動する。アクチュエータはヘッドドライバ１２２からの給電により駆動し、インクタンク８から吐出ヘッド１２１に供給されたインクに吐出圧力を付与し、圧力が付与されたインクはノズルから吐出して被吐出媒体Ｗへ吐出する。

なお、図１に示すように、本実施形態に係る画像記録装置１は２つの吐出ヘッド１２１を備えている（図３（Ａ）も参照）。このうち一方の吐出ヘッド１２１は、ＣＭＹＫの４色のインクを吐出するものであり、他方の吐出ヘッド１２１は、Ｗおよび透明の各インクを吐出するものである。ただし、吐出ヘッド１２１の個数は２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。

硬化装置１２３は、上記インクを硬化させる硬化光の一例である紫外線を発する紫外線ランプ１２４と、この紫外線ランプ１２４を駆動する照射ドライバ１２５とを備える。紫外線ランプ１２４は、紫外線を発光する複数の発光ダイオードチップを有し、被吐出媒体Ｗ上に着弾したインクへ向けて紫外線を照射する。照射ドライバ１２５はＩＣチップなどから成り、制御装置１００からの制御信号により動作し、紫外線ランプ１２４を駆動する。例えば、紫外線ランプ１２４の各発光ダイオードチップについて、点灯および消灯の切り替えだけでなく、点灯時の光量についても個別に調整可能である。

図１に示すように、本実施形態に係る画像記録装置１では、この硬化装置１２３は２つの紫外線ランプ１２４を備えている（図３（Ａ）も参照）。一方の紫外線ランプ１２４は一方の吐出ヘッド１２１に対応してその側方に位置し、他方の紫外線ランプ１２４は他方の吐出ヘッド１２１に対応してその側方に位置している。ただし、紫外線ランプ１２４の個数は２つに限られず、全吐出ヘッド１２１に対して１つであってもよく、あるいは、３つ以上であってもよい。

走査装置１３０は、電動モータであるキャリッジモータ１３１と、このキャリッジモータ１３１を駆動するモータドライバ１３２とを備えている。また、走査装置１３０は、この他にも、キャリッジモータ１３１の回転軸に接続されたプーリ、当該プーリに巻回されると共にキャリッジ７に接続された無端ベルト、および、キャリッジ７を支持する案内レール等を備えている。そして、制御装置１００からの制御信号に基づき、モータドライバ１３２によりキャリッジモータ１３１が駆動すると、プーリが回転して無端ベルトが回動し、これに伴ってキャリッジ７が案内レールに沿って左右方向に往復動する。

接離装置１３３は、電動モータである接離モータ１３４と、この接離モータ１３４を駆動するモータドライバ１３５とを備えている。また、接離装置１３３は、この他にも、接離モータ１３４の回転軸に接続されたカム、および、ステージ６の上下動を支持するガイド等を備えている。そして、制御装置１００からの制御信号に基づき、モータドライバ１３５により接離モータ１３４が駆動すると、カムが回転してステージ６はガイドに沿って上下動する。その結果、被吐出媒体Ｗの支持体を成すステージ６は、上方に位置する吐出ヘッド１２１に対して接近する方向および離れる方向へ移動し、かつ、その移動可能な範囲において任意の位置（高さ）を維持することができる。

搬送装置１３６は、電動モータである搬送モータ１３７と、この搬送モータ１３７を駆動するモータドライバ１３８とを備えている。また、搬送装置１３６は、この他にも、トレイ５に接続されたラック、このラックに噛合すると共に搬送モータ１３７の回転軸に接続されたピニオン、および、トレイ５を案内するレール等を備えている。そして、制御装置１００からの制御信号に基づき、モータドライバ１３８により搬送モータ１３７が駆動すると、ラックおよびピニオンが動作してトレイ５（およびステージ６）がレールに沿って前後方向に移動する。

測距装置１４０は、キャリッジ７に設けられ、キャリッジ７が移動してステージ６の上方に位置するとき、その下方に位置するステージ６上の被吐出媒体Ｗまでの距離を測定するセンサである。この測距装置１４０は、距離を測定するための光である測距光を発光する第１発光部１４１と、被吐出媒体Ｗで反射した測距光を受光する第１受光部１４２とを備えている。例えば、第１発光部１４１は発光素子としてレーザーダイオードチップを有し、第１受光部１４２は受光素子としてイメージセンサ１４２ａおよびレンズ１４２ｂを有するカメラで構成されている（図３（Ｃ）も参照）。そして、制御装置１００からの制御信号に基づき、第１発光部１４１が測距光を発すると、この測距光が被吐出媒体Ｗにて反射し、その反射光が第１受光部１４２にて受光される。制御装置１００は、第１受光部１４２で受光した結果に基づき、被吐出媒体Ｗまでの距離を取得する。このような制御装置１００による測距処理は、制御装置１００が記憶装置１１０に記憶された制御プログラムに従って動作することで実現される測距部１０１により実行される。

ここで、本実施形態に係る画像記録装置１の場合、第１発光部１４１が照射する測距光は、硬化装置１２３において紫外線ランプ１２４が照射する硬化光と、同一波長となっている。また、その波長は、紫外線の中でも波長の長いもの、具体的には３１５ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長としている。ただし、測距光および硬化光の波長はこれに限られず、互いに異なる波長域の光を用いてもよく、使用する波長域は３１５ｎｍ以上４００ｎｍ未満の範囲外であってもよい。

また、第１受光部１４２を構成するカメラは、接離装置１３３によりステージ６が吐出ヘッド１２１に対して最も近くにあるときの当該ステージ６の位置（最近接位置）から、ステージ６が吐出ヘッド１２１に対して最も遠くにあるときの当該ステージ６の位置（最離遠位置）までの範囲であるステージ可動範囲を、その焦点距離に含む被写界深度を有している。このように、第１受光部１４２を成すカメラは、ステージ可動範囲を含み、なるべく広い被写界深度を有することが望ましいが、最低限、ステージ可動範囲のうち少なくとも一部の範囲を含む被写界深度を有していればよい。

媒体検知装置１４３は、例えば筐体２内において前部開口２ａの近傍に設けられ、ステージ６に支持されトレイ５と共に前部開口２ａに向かって移動する被吐出媒体Ｗを検知するセンサである。この媒体検知装置１４３は、検知光を発光する第２発光部１４４と、この検知光を受光する第２受光部１４５とを備えている。図１に示すように、本実施形態では、前部開口２ａの左側に第２発光部１４４が設けられ、右側に第２受光部１４５が設けられ、両者は互いに向かい合って配置されている。また、第２発光部１４４は発光素子として例えばレーザーダイオードチップを有し、第２受光部１４５は受光素子として例えばフォトダイオードチップを有している。

また、第２発光部１４４が発する検知光は、その光軸が、トレイ５と共に前後移動するステージ６の上面の上方近傍（例えば、上面から１ｍｍ程度）を通るように設定されている。また、この検知光は指向性が高く、第２発光部１４４から第２受光部１４５に至る間で実質的に広がりのない一定径を成すものを選択するのが好ましい。

このような媒体検知装置１４３は、制御装置１００からの制御信号により、第２発光部１４４が検知光を間欠的に発する。そして、被吐出媒体Ｗが検知光の光軸を遮る位置に存在しなければ、当該検知光は第２受光部１４５にて受光される。一方、被吐出媒体Ｗが光軸を遮る位置に存在すると、検知光の第２受光部１４５での受光が妨げられる。このように、第２受光部１４５にて検知光が受光されるか否かにより、検知光の光軸を横断する所定位置に被吐出媒体Ｗが存在するか否かを検知する。

なお、媒体検知装置１４３は、測距装置１４０の第１発光部１４１が被吐出媒体Ｗへ照射する測距光の光量を校正するときに動作する。このような校正処理は、制御装置１００が記憶装置１１０に記憶された制御プログラムに従って動作することで実現される校正部１０２により実行される。校正処理の詳細は別途後述する。

シャッター開閉装置１５０は、測距装置１４０の第１発光部１４１の発光領域および第１受光部１４２の受光領域を開閉可能に覆う機構であり、例えば、シャッター部材１５１（図３（Ｃ）も参照）およびアクチュエータ等から構成されている。そして、制御装置１００からの制御信号に基づき、アクチュエータによりシャッター部材１５１が動作することで、上述した発光領域および受光領域が露出する開状態と塞がれる閉状態との間で切り替えられる。アクチュエータは、例えば電動モータ、プーリ、およびベルトなどで構成できるが、これに限られず、他の構成も採用できる。なお、本実施形態ではシャッター開閉装置１５０として、発光領域および受光領域を一緒に（同時に）開閉するものを例示したが、これに限られず、発光領域および受光領域を互いに独立して別々に開閉可能な構成を採用してもよい。

更に、画像記録装置１は、インタフェース１１１を備えている。画像記録装置１はこのインタフェース１１１を介して外部と通信可能であり、例えばパーソナルコンピュータ等の外部のコンピュータ２００と通信し、当該コンピュータ２００から受信した画像データに基づき、被吐出媒体Ｗに画像を印刷する。

上記のような画像記録装置１は、印刷処理において、キャリッジ７を左右方向に往復動させつつ、所定のタイミングで吐出ヘッド１２１からインクを吐出し、さらに、被吐出媒体Ｗに着弾したインクに紫外線ランプ１２４から紫外線を照射する。これにより、被吐出媒体Ｗ上のインクを硬化させ、被吐出媒体Ｗ上に画像を形成（印刷）する。

ところで、この画像記録装置１は、吐出ヘッド１２１からステージ６までの距離が比較的大きく、ゆえに、紙などの二次元形状に限らず、高さ方向に凹凸を有する三次元形状の被吐出媒体Ｗ（例えば、スマートフォンの保護ケースや、ゴルフボール等）の表面にもインクを吐出して画像を印刷することができる。一方で、このような三次元形状の被吐出媒体Ｗに印刷する場合には、被吐出媒体Ｗの印刷面の高さ情報を正確に把握し、この高さ情報に基づく調整を行うことで、画像の高画質化を図ることができる。例えば、高さ情報に基づき、被吐出媒体Ｗの凹凸に応じてインクの吐出タイミングを調整したりステージ６の高さ位置を調整したりすることが考えられる。本実施形態に係る画像記録装置１は、この高さ情報を取得するために、第１発光部１４１および第１受光部１４２を有する上記の測距装置１４０を備えている。

ここで、測距装置１４０により正確な測定を実現するためには、第１発光部１４１が発して被吐出媒体Ｗにて反射された測距光を、第１受光部１４２がより正確に検知できる必要がある。しかしながら、筐体２内であっても外部からの光の進入があり、特に筐体２の上部カバー１０に設けられた窓１１から進入した可視光が第１受光部１４２に入ると、これが外乱となって測距装置１４０の検知精度に影響を及ぼすことが考えられる。また、インクを硬化させるために紫外線ランプ１２４から照射する紫外線が、窓１１を通じて外部へ漏洩するのも防止したい。

そこで本実施形態に係る画像記録装置１は、筐体２内の光を、フィルタ等を用いて制御する構成を備えている。以下、この構成について説明する。

＜フィルタ等について＞
図３（Ａ）に示すように、本実施形態に係るキャリッジ７には、２つの吐出ヘッド１２１、２つの紫外線ランプ１２４、および１セットの測距装置１４０が備えられている。このうち２つの吐出ヘッド１２１は前後に並んで配置され、２つの紫外線ランプ１２４も前後に並んで配置され、かつ、前側の紫外線ランプ１２４は前側の吐出ヘッド１２１の右側方に対応して位置し、後側の紫外線ランプ１２４は後側の吐出ヘッド１２１の右側方に対応して位置している。測距装置１４０は前後方向に長い寸法を有し、２つの紫外線ランプ１２４の右側方に配置されている。

また、図１に示すように、筐体２の上部カバー１０に設けられた窓１１は、左右方向に長寸を成し、図３（Ａ）に示すように、平面視したときにキャリッジ７の上方に位置している。従って、この窓１１から可視光が筐体２内に進入する。なお、図３（Ａ）では窓１１をキャリッジ７の全部と重なるように配置した例を示しているが、これに限られない。窓１１は、キャリッジ７の前方あるいは後方にオフセットして配置してもよく、より一般化すれば、測距装置１４０の第１受光部１４２に到達し得る可視光の進入経路を形成するものとして位置づけられる。

図３（Ｂ）に示すように、窓１１の下面には第１フィルタ２０が設けられている。より具体的には、窓１１は、透明性のある樹脂等の材料から成る平板部材で構成されており、その下面に、シート状の第１フィルタ２０が貼付されている。この第１フィルタ２０は、光を選択的に透過する機能を有し、具体的には、可視光に比べて硬化光の透過を制限する機能を有している。従って、窓１１を通じて外部からは筐体２内を視認することができるが、紫外線ランプ１２４から発せられた硬化光が窓１１を通じて外部へ漏洩することが抑制される。なお、図３（Ｂ）では、可視光を破線の矢印で示し、硬化光を実線の矢印で示している。また、このような第１フィルタ２０は、同機能を有する公知の光学フィルタを用いて構成することができる。また、第１フィルタ２０は図３（Ｂ）に示した構成に限られない。例えば、第１フィルタ２０は窓１１の上面に設けられていてもよいし、窓１１の一部または全部を覆うように設けられていてもよいし、窓１１に対して着脱可能に構成されていてもよい。

図３（Ｃ）に示すように、測距装置１４０は、距離を空けて前後に設けられた２つの第１発光部１４１の間に、前後方向に並ぶ２つの第１受光部１４２が設けられた構成となっている。２つの第１発光部１４１は、光軸１４１ａを有する発光素子１４１ｂを備えており、互いの光軸１４１ａは互いに向き合う方向の成分を有している。すなわち、２つの第１発光部１４１は、発光方向に向かうに従って互いに近づく光軸１４１ａを有している。これにより、被吐出媒体Ｗに対する測距光の照射が前方あるいは後方の何れかに偏らず、被吐出媒体Ｗ上の影を前後均等に形成できるため、後述する三角測量法による測距精度の向上を図ることができる。

中央の２つの第１受光部１４２は、イメージセンサ１４２ａおよびレンズ１４２ｂを有し、第１発光部１４１から発せられた測距光は、被吐出媒体Ｗ上で反射した後、レンズ１４２ｂを通ってイメージセンサ１４２ａに入射する。また、第１受光部１４２には第２フィルタ２１が設けられている。この第２フィルタ２１は、光を選択的に透過する機能を有し、具体的には、測距光に比べて可視光の透過を制限する機能を有している。従って、図３（Ｃ）の右図に示すように、第１発光部１４１から発せられた測距光は第２フィルタ２１を通過して第１受光部１４２に入射するのに対し、例えば窓１１を通じて進入した可視光は第２フィルタ２１の通過が制限される。よって、可視光の進入による測距精度の低下を防止することができる。なお、図３（Ｃ）では、可視光を破線の矢印で示し、測距光を実線の矢印で示している。また、このような第２フィルタ２１は、同機能を有する公知の光学フィルタを用いて構成することができる。

また、図３（Ｃ）の左図に示すように、画像記録装置１は、シャッター部材１５１を備えている。このシャッター部材１５１は、上述したシャッター開閉装置１５０の構成要素であり、制御装置１００からの制御信号に基づいて駆動するアクチュエータによって開閉動作する。具体的には、シャッター部材１５１が閉状態のときは、図３（Ｃ）の左図に示すように第１発光部１４１の発光領域および第１受光部１４２の受光領域がシャッター部材１５１により塞がれ、開状態のときは、図３（Ｃ）の右図に示すように、これら発光領域および受光領域が露出する。従って、測距処理を行わない間は、シャッター部材１５１を閉状態としておくことにより、吐出ヘッド１２１から吐出した後に残って筐体２内に浮遊する微小のインク滴（インクミスト）が存在しても、このインクミストによって第１発光部１４１および第１受光部１４２が汚染されるのを防止できる。

＜その他の構成＞
図４は、本実施形態に係る測距装置１４０による測距処理を説明するための模式図である。この測距装置１４０は、２つの第１受光部（カメラ）１４２が受光して得た画像に基づき、いわゆる三角測量法を用いて被吐出媒体Ｗまでの距離を測定する。公知の手法ゆえ詳細は割愛して概要だけ説明すると、図４に示すように、各イメージセンサ１４２ａの間の距離をＢ、焦点距離をＦ、距離を測定する対象物ＯＢまでの距離をＺ、そして、対象物ＯＢに関して各イメージセンサ１４２ａに入射した光の視差をＤとする。このとき、Ｂを底辺としＺを高さとする三角形Ｔ１と、Ｄを底辺としＦを高さとする三角形Ｔ２とが相似の関係にある。従って、図中の式｛Ｚ＝（Ｂ×Ｆ）／Ｄ｝により、対象物ＯＢまでの距離Ｚを求めることができる。

なお、測距装置１４０の構成および測量法は上述したものに限られない。例えば、センサで受信した光に基づいて距離を測定する方法であれば他の方法を採用してもよく、その場合には、これに適した任意の構成を採用することができる。

次に、図５を参照して、測距装置１４０の第１発光部１４１が被吐出媒体Ｗへ照射する測距光の光量を校正する校正処理について説明する。はじめに概説すると、この校正処理は、被吐出媒体Ｗが検知光を遮断した状態で、被吐出媒体Ｗを吐出ヘッド１２１から離れる下方へ移動させ、被吐出媒体Ｗが検知光を遮断しなくなった状態において、第１受光部１４２での測距光の受光量に基づき、第１発光部１４１により発光する測距光の光量を校正するものである。この校正処理は、制御装置１００の校正部１０２により実行される。また、測距処理を行う前に実行することで、適切な光量での測距処理を行えるようになり、測距精度の向上を図ることができる。以下、より具体的に説明する。

図５に示すように画像記録装置１は、ステージ６上にて被吐出媒体Ｗを支持した状態で、搬送装置１３６により、このステージ６を前部開口２ａへ向けて後方へ搬送する（第１工程）。このときステージ６は、例えば昇降可能な範囲のうち最も上の位置にセットされている。そして、媒体検知装置１４３が有する第２発光部１４４からの検知光の光軸１４４ａは、ステージ６の直上近傍に位置している。この光軸１４４ａに沿った検知光は、第１工程の間、第２発光部１４４に対向する第２受光部１４５により受光される。

第１工程においてステージ６を後方へ移動させていくと、被吐出媒体Ｗが光軸１４４ａに接近していく。そして、いずれかのタイミングで、被吐出媒体Ｗは光軸１４４ａを横断する位置に到達する。このとき、第２発光部１４４からの検知光は、被吐出媒体Ｗに遮られてしまうため、第２受光部１４５にて受光されない。制御装置１００は、このような第２受光部１４５での検知状態から非検知状態への切り替わりの発生を判断し、切り替わりが生じたと判断すると、搬送装置１３６によるステージ６の後方移動を停止させる（第２工程）。

次に、画像記録装置１は、接離装置１３３によりステージ６を被吐出媒体Ｗと共に降下させる（第３工程）。この第３工程では、第２受光部１４５は非検知状態であり、非検知状態から再び検知状態へ切り替わるまで第３工程は継続される。すなわち、第３工程では、ステージ６は降下するのに対し、検知光の光軸１４４ａは位置が固定されていて変動しない。従って、ステージ６を降下させていくと、いずれかのタイミングで、被吐出媒体Ｗは光軸１４４ａを横断する位置から外れ、第２受光部１４５にて検知光が検知される状態となる。

制御装置１００は、このような第２受光部１４５での非検知状態から検知状態への切り替わりの発生を判断し、切り替わりが生じたと判断すると、接離装置１３３によるステージ６の下降動作を停止させる（第４工程）。この結果、制御装置１００は、ステージ６の搬送位置と下降位置とから、被吐出媒体Ｗの所定箇所に関する高さ情報を取得する。そして、この被吐出媒体Ｗの所定箇所を測距装置１４０の対向位置へ、高さを維持したまま移動させ、その位置で測距光の光量の校正を行う。

つまり、第１発光部１４１から所定の光量で測距光を発し、そのときの第１受光部１４２での受光量に基づき、第１発光部１４１による発光量を補正する。より具体的には、第１乃至第４工程を経て取得した高さ情報と、被吐出媒体Ｗの上記所定箇所を対象として第１発光部１４１から測距光を発することで測距装置１４０が測定した距離情報とを比較する。このような比較を、第１発光部１４１からの測距光の発光量を漸次的に変化させつつ行う。そして、高さ情報と距離情報との差分値が所定の閾値以内となるときの発光量を選択し、当該被吐出媒体Ｗを測距するときの第１発光部１４１の発光量をこれに補正する。

これにより、実際に画像を印刷する対象である被吐出媒体Ｗの高さ情報に基づき、第１発光部１４１の校正を行うことができるため、より正確な測距処理を実現することができる。また、画像記録装置１が設置される環境は第１受光部１４２での受光に影響する可能性がある。従って、設置環境の変化に応じて校正を行うことで、より正確な測距処理を行うことができる。なお、上述した校正方法は一例であってこれに限られず、他の校正方法を採用してもよい。

また、上記では被吐出媒体Ｗの高さ情報を取得して、この高さ情報に基づき校正処理を行う例を示したが、被吐出媒体Ｗ以外の高さ情報を用いてもよい。例えば、図１に示すように、本実施形態に係る画像記録装置１はステージ６の所定位置に校正部材３０が設けられている。この校正部材３０は、例えば直方体形状を成すブロック状であり、上面がステージ６と平行な平面を成している。そして、校正部材３０の上面の高さ情報は、予め制御装置１００が有するＲＯＭなどに記憶されている。このような校正部材３０に対して測距光を照射したときの受光量に基づいて光量を校正してもよい。

以上に説明したように、本実施形態に係る画像記録装置１は、可視光に比べて硬化光の透過を制限する第１フィルタ２０を窓１１に備え、かつ、測距光に比べて可視光の透過を制限する第２フィルタ２１を第１受光部１４２に備えている。これにより、硬化装置１２３からの硬化光（典型的には、紫外線）が窓１１から外部へ漏洩するのを防止しつつ、窓１１を通じて筐体２内を視認可能とし、かつ、窓１１から入ってきた可視光が第１受光部１４２に進入するのを防止して、測距精度の低下を防止することができる。

なお、上述したように画像記録装置１では、測距光と硬化光とを同一波長の光としている。これにより、硬化光だけでなく測距光についても窓１１からの外部への漏洩を防止できる。また、測距光として、その波長が紫外線の中でも波長の長いもの、具体的には３１５ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長の光を採用している。これにより、被吐出媒体Ｗの表面の小さな凹凸形状も検知しやすく、より正確な高さ情報を取得できるため、画像の更なる高画質化を図ることができる。

本発明は、画像記録装置に適用することができる。

１ 画像記録装置
２ 筐体
６ ステージ（支持体）
１１ 窓
２０ 第１フィルタ
２１ 第２フィルタ
３０ 校正部材
１００ 制御装置
１２１ 吐出ヘッド
１２３ 硬化装置
１３３ 接離装置
１４０ 測距装置
１４１ 第１発光部
１４２ 第１受光部
１４３ 媒体検知装置
１４４ 第２発光部
１４５ 第２受光部
１５１ シャッター部材
Ｗ 被吐出媒体

Claims (8)

1. 被吐出媒体に光硬化型の液体を吐出するヘッドと、
   前記液体を硬化させる硬化光を照射する硬化装置と、
   前記被吐出媒体までの距離を測定する測距光を発光する第１発光部、および、前記測距光を受光する第１受光部を有する測距装置と、
   前記ヘッド、前記硬化装置、および前記測距装置を収容すると共に内部を視認可能な窓を有する筐体と、
   前記被吐出媒体を支持する支持体と、
   前記支持体を前記ヘッドに対して接近する方向および離れる方向へ移動させる接離装置と、を備え、
   前記窓には、可視光に比べて前記硬化光の透過を制限する第１フィルタが設けられ、
   前記第１受光部には、前記測距光に比べて可視光の透過を制限する第２フィルタが設けられており、
   前記第１受光部は、前記接離装置により前記支持体が前記ヘッドに対して最も近くにあるときの前記支持体の位置から、最も遠くにあるときの前記支持体の位置までの範囲を、
   焦点距離に含む被写界深度を有するカメラであり、
   前記支持体の上方を通る光軸の検知光を発光する第２発光部、および、前記第２発光部が発した検知光を受光する第２受光部を有する媒体検知装置と、制御装置と、を更に備え、
   前記制御装置は、前記被吐出媒体が前記光軸上の前記検知光を遮断した状態で、前記接離装置により前記被吐出媒体を前記ヘッドから遠ざけていき、前記被吐出媒体が前記検知光を遮断しなくなった状態において、前記第１受光部での測距光の受光量に基づき、前記第１発光部により発光する測距光の光量を校正する、
   画像記録装置。
2. 前記第１発光部が照射する測距光は、前記硬化装置が照射する硬化光と、同一波長の光である、請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記第１発光部が照射する測距光の波長は３１５ｎｍ以上４００ｎｍ未満である、請求項１又は２に記載の画像記録装置。
4. 前記第１発光部における発光領域を開閉可能に覆うシャッターを備える、請求項１～３の何れかに記載の画像記録装置。
5. 前記第１受光部における受光領域を開閉可能に覆うシャッターを備える、請求項１～４の何れかに記載の画像記録装置。
6. 前記第１受光部は、前記カメラを複数有し、
   前記制御装置は、複数の前記カメラが受光した画像に基づき、三角測量法を用いて前記被吐出媒体までの距離を測定する、
   請求項１に記載の画像記録装置。
7. 前記第１発光部は、互いに向き合う方向の成分を光軸に含む複数の発光素子を有する、
   請求項１～５の何れかに記載の画像記録装置。
8. 前記支持体には、測距光の光量を校正するための校正部が設けられ、
   前記制御装置は、前記校正部に対して測距光を照射したときの前記第１受光部での受光量に基づき、前記第１発光部により発光する測距光の光量を校正する、
   請求項１～５の何れかに記載の画像記録装置。

Images