(57)【要約】【課題】  入力される元の印字情報を正確に印刷することができる印刷装置を提供すること。【解決手段】  本発明にかかる印刷装置は、重力により移動しながら、入力される印刷情報を紙３に印刷する印刷部１１、印刷部１１および紙３を相対向させて、印刷部１１を重力方向に移動可能に支持する支持部１２ａ、１２ｂ、１２ｃを備え、印刷部１１の移動量および移動速度に応じて、入力される印刷情報を補正し、補正後の印刷情報を印刷部１１に印刷させる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力により移動しながら、入力される印刷情報を印刷媒体に印刷する印刷部と、
前記印刷部および前記印刷媒体を相対向させて、前記印刷部または前記印刷媒体を重力方向に移動可能に支持する支持部とを備え、
前記印刷部または前記印刷媒体の移動量および移動速度に応じて、前記入力される印刷情報を補正し、補正後の印刷情報を前記印刷部に印刷させることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
入力される印刷情報を記憶する記憶部と、
重力により移動しながら、前記印刷情報を印刷媒体に印刷する印刷部と、
前記印刷媒体を保持する保持部と、
前記印刷部および前記印刷媒体を相対向させて、前記印刷部を重力方向に移動可能に支持する支持部と、
前記印刷部の移動量および移動速度を算出する算出部と、
前記印刷部の移動量および移動速度に応じて、前記記憶部に記憶された印刷情報を補正する補正情報を格納する補正テーブルとを備え、
前記補正テーブルに格納された補正情報を用いて、前記記憶部に記憶された印刷情報を補正し、補正後の印刷情報を前記印刷部に印刷させることを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
前記印刷部とともに移動する光照射部と、
前記印刷部とともに移動し、前記光照射部に対向して設けられた受光部と、
一定間隔を空けて重力方向に配列された複数の遮光部を有し、前記光照射部と前記受光部との間に設けられた光透過性の表示器と、
前記受光部が前記光照射部から出力された光を受光した回数をカウントするカウンタと、
印刷時間を測定するタイマーとを備え、
前記カウンタのカウント値に基づいて、前記移動量を算出し、
前記カウンタのカウント値および前記タイマーが測定する印刷時間に基づいて、前記移動速度を算出することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記印刷部は印刷用インクを射出する印字ヘッドを有し、
前記印字ヘッドは、前記印刷部の移動量および移動速度に応じて、前記印刷用インクを射出することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項５】
入力される印刷情報を印刷媒体に印刷する印刷部および前記印刷媒体を相対向させて、前記印刷部または前記印刷媒体を重力方向に移動させながら、
前記印刷部または前記印刷媒体の移動量および移動速度に応じて、前記入力される印刷情報を補正し、
補正後の印刷情報を前記印刷部に印刷させることを特徴とする印刷方法。
【請求項６】
前記印刷部は印刷用インクを射出する印字ヘッドを有し、
前記印字ヘッドは、前記印刷部の移動量および移動速度に応じて、印刷用インクを射出することを特徴とする請求項５に記載の印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印刷装置および印刷方法に関し、印刷部または印刷媒体を重力方向に移動させて印刷媒体に印刷情報を印刷する印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷装置は、テーブル上に配置されて使用され、印刷媒体である紙などをテーブル面に対して水平方向に送り出しながら印刷するものが、多く流通している。
従来の印刷装置の一例として、インクジェット方式の印刷装置では、印刷装置内部に紙送り機構を備えており、紙送り機構は、紙トレイにセットされた紙を印刷装置内部に送り込んだ後、印刷装置内部で紙送りおよび一時停止を繰り返して印刷装置外部へ紙を排出する。従来の印刷装置は、紙送り機構が印刷装置内部で紙を一時停止している間に、印字ヘッドを走査方向に移動させながら、印字ヘッドのインク射出口からインクを射出させて、紙に印刷を行う。このように、従来の印刷装置では、印字ヘッドの移動と紙送り機構の紙送りの連帯動作を繰り返すことにより、紙に印刷を行っていた。
【０００３】
ここで、一般に、紙送り機構として電動モータが用いられていた。このため、従来の印刷装置では、電動モータの駆動に用いる電力消費が多く、また電動モータの駆動音が大きく、問題となっていた。
このような問題を解決するために、次に示すような紙送り機構を備えない印刷装置が提案されている。
【０００４】
紙送り機構を備えない印刷装置として、例えば、重力を有効利用して重力方向に印刷媒体としての紙を送る媒体経路を有したプリンタ装置が提案されている。特に、紙に印刷を行う印刷部（媒体処理エンジン）が支持ブラケットを介して縦壁に引っ掛けられて支持されており、紙が自重により印刷部の中を移動し、その間に印刷部が紙に印刷を行う印刷装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また紙に印刷を行う印刷部（媒体処理エンジン）を、重力方向に移動させて、紙に印刷を行う印刷装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２６６８６７号公報（図１、図２）
【特許文献２】特開昭６２−８００７６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術では、紙送り機構をなくした結果、印刷媒体または印刷部を一時停止させることなく、印刷部が印刷媒体に印刷を行っており、印刷時における印刷媒体または印刷部の移動量の分、印刷にずれを招いていた。
特に、インクジェット方式の印刷装置では、印字ヘッドが走査方向に移動している間にも印刷媒体または印刷部が重力方向に移動しているため、印刷媒体への印刷結果は斜めに歪んだものとなってしまっていた。
このように、特許文献１および特許文献２に記載の技術では、印刷媒体または印刷部の重力方向への移動を有効利用した結果、紙送り機構をなくすことができたものの、入力される元の印字情報と異なる印字情報が印刷されてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る印刷装置は、重力により移動しながら、入力される印刷情報を印刷媒体に印刷する印刷部と、前記印刷部および前記印刷媒体を相対向させて、前記印刷部または前記印刷媒体を重力方向に移動可能に支持する支持部とを備え、前記印刷部または前記印刷媒体の移動量および移動速度に応じて、前記入力される印刷情報を補正し、補正後の印刷情報を前記印刷部に印刷させることを特徴とするものである。
このような構成により、印刷媒体または印刷部の重力方向の移動を有効利用しつつ、入力される元の印字情報を正確に印刷することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、入力される元の印字情報を正確に印刷することができる印刷装置および印刷方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
発明の実施の形態
まず、本発明に係る印刷装置の構成について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る印刷装置の構成を示す概略図であって、図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
図１（ａ）および図１（ｂ）において、ブラケット１３にはフック１３ａが形成されており、フック１３ａは点線で示された縦壁２（印刷装置１の構成部品ではない）に引っ掛けられる。また、支持部１２ｂ、１２ｃは、ブラケット１３の上端側および下端側に、突出されて固定されている。
図１（ａ）および図１（ｃ）に示されるように、円筒状に形成された２本の支持部１２ａの両端は、支持部１２ｂ、１２ｃに接続され固定されている。
図１（ｃ）に示されるように、印刷部１１には、支持部１２ａの円筒形状に対応した貫通穴１１ａが形成されている。印刷部１１は、支持部１２ａ、１２ｂ、１２ｃに支持されながら、重力方向に移動可能に設けられている。
板状の印刷媒体置き台１４が支持部１２ｂ、１２ｃに支持部１２ａと平行するように固定されている。
なお、支持部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、印刷媒体置き台１４は、鉄などの金属材料やプラスチィックなどの樹脂材料により形成されている。
【０００９】
保持部１５は印刷媒体（印刷装置１の構成部品ではない）としての紙３を印刷媒体置き台１４に保持する。
印刷部１１は、印刷用インクを所定時間毎に射出する印字ヘッド１１ｂを有する。印字ヘッド１１ｂは印刷部１１内を矢印Ｂの方向（走査方向：図１（ｃ）の紙面左右方向）に移動可能に設けられている。
位置検出部１６は、位置表示部１７を用いて、印刷部１１の位置を検出する。位置検出部１６は印刷部１１に保持されて、印刷部１１の移動に伴って移動する。具体的には、位置検出部１６、位置表示部１７は図２に示されるように構成されている。
印刷部受け部１８は、印刷しながら重力方向に移動してくる印刷部１１を、印刷装置１から落ちないように支えるものであり、例えばクッション材で構成されている。
【００１０】
図２は、本発明に係る印刷装置の位置検出部および位置表示部の構成を示す拡大図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
図２において、位置検出部１６は光照射部としてのＬＥＤ１６ａおよび受光部としてのフォトダイオード１６ｂとから構成されている。光透過性の位置表示部１７は、ＬＥＤ１６ａおよびフォトダイオード１６ｂの間に配置されている。位置検出部１６の各信号線Ｓ１、Ｓ２、ＧＮＤは、例えば配線ケーブルにより、印刷部１１本体に設けられた制御部（不図示）へ接続されている。位置検出部１６は印刷部１１から電源供給を受けて動作する。
位置表示部１７は、図２（ａ）に示されるように、透明部材（例えば透明テープ）１７ａの表面に遮光塗料を一定間隔置きに塗布して構成されている。遮光塗料が塗布された部分を遮光部１７ｂとする。
なお、位置検出部１６および位置表示部１７は一般的な印刷装置に設けられたものを流用してもよい。
【００１１】
印刷部１１の制御部（不図示）からＬＥＤ１６ａに信号線Ｓ１を介して電圧が加えられると、ＬＥＤ１６ａはフォトダイオード１６ｂの方向（Ｄ方向）へ向けて光を射出する。フォトダイオード１６ｂは、ＬＥＤ１６ａからの光を検出する。位置検出部１６が遮光部１７ｂを移動しているときは、フォトダイオード１６ｂは光を検出できない。フォトダイオード１６ｂは光の検出を検出信号として信号線Ｓ２を介して印刷部１１へ出力する。
印刷部１１にはカウンタ（不図示）が設けられており、カウンタは、フォトダイオード１６ｂから入力される検出信号の回数をカウントする。
印刷部１１はフォトダイオード１６ｂの検出信号のカウント数から、印刷部１１の移動量を算出する。また、印刷部１１はフォトダイオード１６ｂの検出信号のカウント数やタイマーによる測定時間等から、移動速度を算出する。
【００１２】
次に、本発明に係る印刷装置の印刷部の電気接続関係を図に基づいて説明する。
図３は、本発明に係る印刷装置の印刷部の電気接続関係を示すブロック図である。
図３において、記憶部１１ｃは印刷装置１に接続されたパソコン（不図示）から入力される印刷情報を記憶する。
カウンタ１１ｄは位置検出部１６からの検出信号をカウントする。
タイマー１１ｅは印刷開始からの時間を測定する。
位置・速度算出部１１ｆは印刷部１１が重力方向に移動する移動量および移動速度を算出する。例えば、印刷部１１の移動量はカウンタ１１ｄのカウンタ数に位置表示部１７の遮光部１７ｂ間の距離を乗算して求める。印刷部１１の移動速度は、位置検出部１６の検出信号がカウンタ１１ｄに入力される毎に算出される。ここで、例えば、印刷装置１の位置表示部１７の上端を基準とし、位置表示部１７の遮光部１７ｂの個数をｎとする。また、印刷部１１が位置表示部１７の上端からｎ番目の遮光部１７ｂを移動するときの位置表示部１７の上端からの距離をｙ（ｎ）（下向きを正とする）、位置表示部１７の上端からｎ番目の遮光部１７ｂを移動するまでの時間をｔ（ｎ）とする。この場合、ｙ（ｎ）での印刷部１１の移動速度ｖ（ｎ）は、例えば、以下のように近似算出できる。
【数１】
2006159776.tif 000003
【００１３】
補正テーブル１１ｇは、パソコンから入力される印刷情報のデータを正確に印刷できるように、印刷部１１の移動量および移動速度に応じて、印刷情報を補正する補正情報としての補正係数α、βを格納する。なお、補正テーブル１１ｇは一般的な印刷装置に設けられているＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を代用してもよい。
位置表示部１７の上端（基準）からの印字ドット数を例えばｉとすると、パソコンから入力される印刷情報を正確に印刷できるように補正するのに、例えば、次の式が用いられる。すなわち、位置表示部１７の上端（基準）からｉ番目の印字ドットまでの距離をｙ（ｉ）、ｙ（ｉ）での印刷部１１の移動速度をｖ（ｉ）、補正係数α、βとすると、ｉ＋１番目の印字ドットまでの距離ｙ（ｉ＋１）は、次のようになる。
【数２】
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【００１４】
なお、ｖ（ｉ）は、例えば、ｙ（ｉ）≒ｙ（ｎ）となるｖ（ｎ）で代用する。また、補正係数α、βはテスト印刷を行い、パソコンから入力される元の印刷情報と、補正前の印字情報の印刷結果とを対比し、印刷ずれ量や印字ドット間隔ずれ量を分析して決定される。テスト印刷を多く繰り返すことにより、補正係数α、βのデータが補正テーブル１１ｇに蓄積され、例えば、印刷装置の製造ばらつきを低減することができる。なお、上式による補正係数の設定は一例にすぎず、これに限られない。
例えば、印刷部１１の移動速度が一定になるように、支持部１２ａの表面の摩擦係数を上部から下部に向けて大きくなるように変動させてもよい。この場合は、移動量の各測定点における印刷部１１の重力方向の荷重値や、印刷部１１が支持部１２ａの表面から受ける反力等を測定して、各測定点ごとに摩擦係数を設定する。
印字データ生成部１１ｈは、制御部１１ｊを介して、補正テーブル１１ｇに格納された補正係数α、βを用いて、入力される印刷情報を補正し、また、併せて、印刷ヘッド１１ｂによる印刷用インクの射出時間を補正し（数式不提示）、補正後の印刷情報を生成して、一時的に保持する。
【００１５】
ここで、印刷ヘッドによる印刷用インクの射出時間の補正方法について、図に基づいて説明する。
図４は、印刷ヘッドによる印刷用インクの射出時間の補正方法を説明する図である。
図４において、ｉ、ｊは位置表示部１７の上端（基準）からの印字ドット数であり、ｊ＞ｉであるとする。このとき、ｙ（ｊ）＞ｙ（ｉ）となり、重力加速度が長く加わる分、印刷部１１がｙ（ｊ）を移動する移動速度は、印刷部１１がｙ（ｉ）を移動する移動速度よりも速くなる。このため、印刷ヘッド１１ｂがｙ（ｉ）およびｙ（ｊ）で同時間毎に印刷用インクを射出すれば、印字ドット間距離に違いが生じてしまい、印刷結果にゆがみが生じてしまう。
このとき、例えば、印刷部１１がｙ（ｊ）を移動する移動速度が、印刷部１１がｙ（ｉ）を移動する移動速度の２倍であったとする。すると、｜ｙ（ｊ＋１）−ｙ（ｊ）｜≒２×｜ｙ（ｉ＋１）−ｙ（ｉ）｜≒｜ｙ（ｉ＋２）−ｙ（ｉ）｜と近似計算できる。
【００１６】
また、印刷部１１が、印字ドットＰ１を印刷して印字ドットＰ２を印刷するまでの間および印字ドットＰ２を印刷して印字ドットＰ３を印刷するまでの間に、印字ヘッド１１ｂが図４に示される紙３を紙面幅方向に一往復するとする。印字ヘッド１１ｂの走査方向（図１（ｃ）のＤ方向、図４のＥ方向）の移動速度が一定であるとすると、印字ドットＰ４を印刷して印字ドットＰ５を印刷するまでの間に、印字ヘッド１１ｂが図４に示される紙３を紙面幅方向に一往復する。
この場合、ｙ（ｉ）およびｙ（ｊ）での印字ドット間距離を同一にするには、例えば印刷部１１がｙ（ｉ）からｙ（ｉ＋１）へ移動する間は、印字ヘッド１１ｂから印刷用インクを射出しなければよい。なお、｜ｙ（ｊ＋１）−ｙ（ｊ）｜≒｜ｙ（ｉ＋２）−ｙ（ｉ）｜であるものとする。このようにすれば、図４の印字ドットＰ２は印刷されず、ｙ（ｉ）およびｙ（ｊ）において、印字ドット間距離を一定にすることができる。
このようにして、例えば、印刷部１１の移動速度に応じて、印字ヘッド１１ｂからの印刷用インクの射出時間を補正する。
【００１７】
図３において、印字ヘッドドライバ１１ｋは印字ヘッド１１ｂが射出する画像データの制御情報を生成し、生成後の画像データの制御情報を印字ヘッド１１ｂに伝達する。
印字ヘッドモータドライバ１１ｎは、印字ヘッドの図１（ｃ）のＢ方向の動作制御を行い、印字ヘッドモータ１１ｍに動作制御情報を伝達する。
なお、制御部１１ｊは図３で示される全ての構成部品に対し、制御を行う。制御部１１ｊは印字データ生成部１１ｈで生成された補正後の印刷情報から、印字ヘッド１１ｂの印刷用インクの射出時間、射出位置、印字ヘッドの駆動波形を決定し、この決定内容に従って、印字ヘッドモータドライバ１１ｎを介して印字ヘッドモータ１１ｍへ印刷命令信号を出力し、また、印字ヘッドドライバ１１ｋを介して印字ヘッド１１ｂへ印刷命令信号を出力する。
【００１８】
次に、本発明に係る印刷装置の印刷処理について、図に基づいて説明する。
図５は、本発明に係る印刷装置の印刷処理を示す図である。
図１、図２、図３および図５において、パソコンから印刷情報が入力された後、印刷開始と同時に、印刷部１１は重力方向に移動する。印刷部１１の移動に伴って、位置検出部１６も重力方向へ移動する。位置検出部１６は、重力方向へ移動しながら、フォトダイオード１６ｂがＬＥＤ１６ａからの光を受けるごとに、検出信号を出力する（ＳＴ５０１）。
次に、カウンタ１１ｄが、位置検出部１６からの入力される検出信号の入力回数をカウントする（ＳＴ５０２）。
また、タイマー１１ｅは印刷開始からの時間を測定する（ＳＴ５０３）。
【００１９】
そして、位置・速度算出部１１ｆは、カウンタ１１ｄから入力されるカウンタ数から移動量を算出し、移動量タイマー１１ｅから制御部１１ｊを介して入力される時間と移動量とから、印刷部１１の移動速度を算出する。次に、制御部１１ｊは補正テーブル１１ｇから、算出された移動量および移動速度をフィードバックさせて、移動量および移動速度に対応する補正係数αおよびβを抽出する（ＳＴ５０４）。
次に制御部１１ｊは、印字するドットの印刷位置や印刷用インクの射出時間等をも含めて予想演算し、印刷情報を補正し、補正後の印字情報を生成する（ＳＴ５０５）。
次に、制御部１１ｊは印字データ生成部１１ｈで生成された補正後の印刷情報から、印字ヘッド１１ｂの印刷用インクの射出時間、射出位置、印字ヘッドの駆動波形等を具体的に決定し、この決定内容に従って、印字ヘッドモータ１１ｍおよび印字ヘッド１１ｂへ印刷命令信号を出力し、印字ヘッド１１ｂが補正後の印刷情報を紙３に印字する（ＳＴ５０６）。
【００２０】
このように印刷装置１で印刷した結果を図に示す。
図６は、補正後の印刷情報を印刷した際の印刷紙と印刷紙上の印字ヘッドの動きを説明する図である。
図６において、矢印Ｆ〜矢印Ｋは印字時における印字ヘッド１１ｂの移動方向を示す。なお、矢印Ｆ〜矢印Ｋは全て平行とはならないが、図６では矢印Ｆ〜矢印Ｋを互いに平行させて簡略化して示している。
ここで、印刷情報は太陽の絵２１と複数本の花２２であり、本発明に係る印刷装置１は、矢印Ｆ〜矢印Ｋの印字ヘッドの移動方向等を、印刷部１１の移動量および移動速度、補正テーブルに格納された補正情報としての補正係数等から予測演算し、入力される印刷情報を補正し、補正後の印刷情報を印刷することで、図６に示されるように、印刷ずれを生じさせることなく、元の印刷情報を正確に印刷することができる。
【００２１】
以上のように、本発明により、入力される元の印字情報を正確に印刷することができる印刷装置および印刷方法を提供することができる。
なお、印字媒体として、紙で例示したが、紙のような平面体に限らず、立体物であっても構わない。
また、発明の実施の形態１では、紙３が印刷装置１に移動不能に保持されて、印刷部１１が重力方向に移動する例で説明したが、印刷部１１が印刷装置１に移動不能に保持されて、紙３が重力方向に移動する例（例えば特許文献１に記載された印刷装置）にも適用できる。
また、発明の実施の形態１では、インクジェット方式の印刷装置を例に説明したが、例えば熱転写方式やレーザー方式の印刷装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る印刷装置の構成を示す概略図であって、図１（ａ）は正面図であり、図１（ｂ）は側面図であり、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図である。
【図２】本発明に係る印刷装置の位置検出部および位置表示部の構成を示す拡大図であって、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】本発明に係る印刷装置の印刷部の電気接続関係を示すブロック図である。
【図４】印刷ヘッドによる印刷用インクの射出時間の補正方法を説明する図である。
【図５】本発明に係る印刷装置の印刷処理を示す図である。
【図６】補正後の印刷情報を印刷した際の印刷紙と印刷紙上の印字ヘッドの動きを説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  印刷装置、  １１  印刷部、  １１ｂ  印字ヘッド、  １１ｃ  記憶部、  １１ｄカウンタ、  １１ｅ  タイマ、  １１ｆ  位置・速度算出部、  １１ｇ  補正テーブル、  １１ｈ  印字データ生成部、  １１ｊ  制御部、  １１ｍ  印字ヘッドモータ、  １１ｎ  印字ヘッドモータドライバ、  １２ａ、１２ｂ、１２ｃ  支持部、  １３  ブラケット、  １４  印刷媒体置き台、  １５  保持部、  ３  紙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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