(57)【要約】【課題】立体状の記録媒体に形成される画像の歪みを抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、画像形成部４を備える。画像形成部４は、立体状の記録媒体Ｓに画像を形成する。画像形成部４は、少なくとも１つの記録ヘッド４２と、ヘッドホルダー４１とを有する。記録ヘッド４２は、記録媒体Ｓにインクで画像を形成する。ヘッドホルダー４１は、記録ヘッド４２を保持する。記録ヘッド４２は、複数のノズル４３を有する。複数のノズル４３のうち少なくとも１つのノズル４３は、他のノズル４３がインクを吐出する方向に対して非平行な方向にインクを吐出する。【選択図】図３
2018154015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体状の記録媒体に画像を形成する画像形成部を備え、
前記画像形成部は、前記記録媒体にインクで画像を形成する少なくとも１つの記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持するヘッドホルダーとを有し、
前記記録ヘッドは、複数のノズルを有し、
前記複数のノズルのうち少なくとも１つのノズルは、他のノズルがインクを吐出する方向に対して非平行な方向にインクを吐出する、画像形成装置。
【請求項２】
前記複数のノズルは、円弧状又は円環状に並べて配置されて、円弧の中心に向かって前記インクを吐出する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記記録媒体が載置される載置台と、前記画像形成部を支持する第１支持部とを更に備え、
前記載置台は、水平方向に沿って延びる上面部と、前記上面部の中心を通過して上下方向に沿って延びる第１軸心とを有し、
前記第１支持部は、前記第１軸心と直交する第２軸心と、前記第２軸心に沿って延びる第１回転軸とを有し、
前記第１回転軸は、前記第２軸心を中心に回転し、
前記ヘッドホルダーは、前記第１回転軸に支持される、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記ヘッドホルダーは、円弧状又は円環状に形成され、前記記録媒体の外側で前記第２軸心を中心に旋回する、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第１支持部は、前記記録媒体の外側で前記第１軸心を中心に回転する第１回転部を更に有し、
前記第１回転部は、前記第１回転軸を支持する、請求項３又は請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１支持部は、前記第１軸心に沿って前記第１回転部を昇降させる第１昇降部を更に有する、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記載置台は、前記ヘッドホルダーの内側に配置される、請求項１から請求項６いずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１軸心が前記載置台の中心を通過するように前記載置台を支持する基台部を更に備える、請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記記録媒体の表面の位置を示す位置情報を生成する位置情報生成部と、
前記画像形成部を制御する制御部と
を更に備え、
前記制御部は、
前記位置情報と前記記録媒体に形成する画像を示す画像データとに基づいて前記記録媒体に画像を形成するように、前記画像形成部を制御する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記位置情報生成部は、前記記録媒体からの反射光を検知する複数の検知部と、前記複数の検知部を保持する検知部ホルダーとを有し、
前記複数の検知部のうち少なくとも１つの検知部は、他の検知部が前記反射光を検知する方向に対して非平行な方向からの前記反射光を検知する、請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記複数の検知部は、円弧状又は円環状に並べて配置される、請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記記録媒体が載置される載置台と、前記位置情報生成部を支持する第２支持部とを更に備え、
前記載置台は、水平方向に沿って延びる上面部と、前記上面部の中心を通過して上下方向に沿って延びる第１軸心とを有し、
前記第２支持部は、前記第１軸心と直交する第３軸心と、前記第３軸心に沿って延びる第２回転軸とを有し、
前記第２回転軸は、前記第３軸心を中心に回転し、
前記検知部ホルダーは、前記第２回転軸に支持される、請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記検知部ホルダーは、円弧状又は環状に形成され、前記記録媒体の外側を前記第３軸心を中心に旋回する、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記第２支持部は、前記記録媒体の外側を前記第１軸心を中心に回転する第２回転部を更に有し、
前記第２回転部は、前記第２回転軸を支持する、請求項１２又は請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記第２支持部は、前記第１軸心に沿って前記第２回転部を昇降させる第２昇降部を更に有する、請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記検知部は、前記記録媒体を撮像する撮像素子を含み、
前記撮像素子は、撮像した前記記録媒体を示す撮像情報を前記位置情報として生成する、請求項１０から請求項１５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記検知部は、測距センサーを含み、
前記測距センサーは、前記測距センサーと前記記録媒体との間の距離を示す距離情報を前記位置情報として生成する、請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の画像形成装置は、画像形成部を備える。画像形成部は、インクを用いて用紙に画像を形成する。詳しくは、画像形成部は、搬送ドラムと、複数のインクジェット記録ヘッドと、ヘッドホルダーとを有する。搬送ドラムは、用紙を円筒状に保持する。搬送ドラムは、一定の回転速度で回転する。複数のインクジェット記録ヘッドの各々は、互いに異なる色のインクを用いて用紙に画像を形成する。ヘッドホルダーは、各インクジェット記録ヘッドを搬送ドラムの周面方向に並べて保持する。
【０００３】
各インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する複数のノズルを有する。複数のノズルは、搬送ドラムの軸方向に沿って平行に配置される。また、複数のノズルの各々は、搬送ドラムの表面までの距離が予め設定された距離となるように配置される。特許文献１に記載の画像形成装置では、各ノズルから一定のタイミングでインクが吐出されて、搬送ドラムの表面に保持された用紙に画像が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７４２８５号公報
【発明の概要】
【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に記載の画像形成装置では、立体状の記録媒体（円筒状に保持された用紙）の表面が膨出部を有する場合に、記録媒体に形成される画像が歪むおそれがある。膨出部は、搬送ドラムの周面から膨らむ。詳しくは、記録媒体の表面が膨出部を有する場合に、膨出部において記録媒体の表面積が増加するため、膨出部の表面に付着するインクの密度が低下して、記録媒体に形成される画像が歪むおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、立体状の記録媒体に形成される画像の歪みを抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、画像形成部を備える。前記画像形成部は、立体状の記録媒体に画像を形成する。前記画像形成部は、少なくとも１つの記録ヘッドと、ヘッドホルダーとを有する。前記記録ヘッドは、前記記録媒体にインクで画像を形成する。前記ヘッドホルダーは、前記記録ヘッドを保持する。前記記録ヘッドは、複数のノズルを有する。前記複数のノズルのうち少なくとも１つのノズルは、他のノズルがインクを吐出する方向に対して非平行な方向にインクを吐出する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、立体状の記録媒体に形成される画像の歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る画像形成装置を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る位置情報生成部及び画像形成部を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る制御部による画像形成処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態２に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る画像形成装置を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る画像形成装置を示す側面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る画像形成部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明に係る画像形成装置１の実施形態について説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００１１】
［実施形態１］
図１及び図２を参照して、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１の構成を示す側面図である。図２は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１の構成を示す平面図である。なお、図１では、上下方向Ｘと、上下方向Ｘに直交する一方の水平方向Ｙとを規定する。
【００１２】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、記録媒体Ｓの表面に画像を形成する。画像形成装置１は、基台部１１と、載置台１２と、ホルダー支持部２と、位置情報生成部３と、画像形成部４と、制御部５と、操作部６とを備える。
【００１３】
本実施形態において、記録媒体Ｓは、立体状に形成される。詳しくは、記録媒体Ｓは、少なくとも１つの曲面を含む表面形状を有する。曲面は、例えば、突状又は凹状に形成される。具体的には、記録媒体Ｓは、例えば、各種の部品、各種の模型、各種の容器、又は立体状に保持された用紙である。
【００１４】
載置台１２は、例えば、円盤状に形成される。載置台１２は、上面部と、第１軸心１３とを有する。上面部は、水平方向Ｙに沿って延びる。上面部には、記録媒体Ｓが載置される。第１軸心１３は、上下方向Ｘに沿って延びる。第１軸心１３は、上面部の中心を通過する。
【００１５】
基台部１１は、例えば、床面のような平面部に載置される。基台部１１は、箱状に形成される。基台部１１は、制御部５を内部に収容する。基台部１１の表面部には、操作部６が配置される。基台部１１の上面部には、載置台１２が配置される。
【００１６】
操作部６は、例えば、表示部と、入力部とを有する。入力部は、ハードキーを含む。入力部は、使用者の操作に応じた入力信号を制御部５に出力する。使用者の操作は、例えば、画像形成装置１の各種設定を行う操作を含む。表示部は、ディスプレーを含む。ディスプレーは、各種の画面を表示する。なお、表示部は、タッチパネル機能を有する場合に、入力部としても機能する。
【００１７】
ホルダー支持部２は、位置情報生成部３と画像形成部４とを支持する。ホルダー支持部２は、本発明の第１支持部及び第２支持部の一例である。本実施形態において、第１支持部と第２支持部とは一体に形成される。ホルダー支持部２は、回転部２１と、第１回転軸２２と、第２回転軸２３と、昇降部２４と、第２軸心１４とを有する。
【００１８】
回転部２１は、本発明の第１回転部及び第２回転部の一例である。本実施形態において、第１回転部と第２回転部とは一体に形成される。回転部２１は、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの外側を第１軸心１３回りに回転する。回転部２１は、例えば、基台部１１の内部に収容された所定の駆動部によって回転される。所定の駆動部は、例えば、第１軸心１３を中心に回転部２１を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。回転部２１は、例えば、円環状に形成される。回転部２１は、載置台１２の外側に位置するように基台部１１に支持される。
【００１９】
昇降部２４は、本発明の第１昇降部及び第２昇降部の一例である。本実施形態において、第１昇降部と第２昇降部とは一体に形成される。昇降部２４は、基台部１１の内部に配置される。昇降部２４は、第１軸心１３に沿って回転部２１を昇降させる。昇降部２４は、例えば、回転部２１を支持する支持部材と、支持部材を上下方向に移動させる移動機構と、移動機構に動力を供給する駆動源とを含む。
【００２０】
第１回転軸２２は、回転部２１によって支持される。第１回転軸２２は、第２軸心１４回りに回転する。第２軸心１４は、水平方向Ｙに沿って延びる。第２軸心１４は、第１軸心１３と直交する。本実施形態において、第１回転軸２２は、回転部２１の両側に配置される。第１回転軸２２は、回転部２１の外側に向かって延びる。第１回転軸２２は、円筒状に形成される。
【００２１】
第１回転軸２２は、回転部２１の回転とともに、第１軸心１３回りに旋回する。第１回転軸２２は、回転部２１の昇降とともに、第１軸心１３に沿って昇降する。また、第１回転軸２２は、例えば、基台部１１の内部に収容された所定の駆動部によって回転される。所定の駆動部は、例えば、第２軸心１４を中心に第１回転軸２２を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。
【００２２】
第２回転軸２３は、回転部２１によって支持される。詳しくは、第２回転軸２３の一部が第１回転軸２２の内部に挿入されて、第２回転軸２３の一端が回転部２１によって支持される。第２回転軸２３は、第２軸心１４回りに回転する。第２軸心１４は、本発明の第３軸心の一例である。本実施形態において、第２回転軸２３は、回転部２１の両側に配置される。第２回転軸２３は、回転部２１の外側に向かって延びる。第２回転軸２３は、例えば、円柱状に形成される。
【００２３】
第２回転軸２３は、回転部２１の回転とともに、第１軸心１３回りに旋回する。第２回転軸２３は、回転部２１の昇降とともに、第１軸心１３に沿って昇降する。また、第２回転軸２３は、例えば、基台部１１の内部に収容された所定の駆動部によって回転される。所定の駆動部は、例えば、第２軸心１４を中心に第２回転軸２３を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。
【００２４】
画像形成部４は、載置台１２に載置された記録媒体Ｓに画像を形成する。画像形成部４は、ヘッドホルダー４１を有する。本実施形態において、ヘッドホルダー４１は、円弧状に形成される。ヘッドホルダー４１は、一方の第１回転軸２２と、一方とは逆の他方の第１回転軸２２とに跨って配置される。ヘッドホルダー４１は、第１回転軸２２の回転とともに、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの外側で第２軸心１４を中心に旋回する。ヘッドホルダー４１は、回転部２１の回転にともなって、第１軸心１３を中心に回転する。また、ヘッドホルダー４１は、回転部２１の昇降にともなって、第１軸心１３に沿って昇降する。
【００２５】
位置情報生成部３は、位置情報を生成する。位置情報は、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの表面の位置を示す。位置情報生成部３は、位置情報を制御部５に出力する。
【００２６】
位置情報生成部３は、カメラホルダー３１を有する。カメラホルダー３１は、本発明の検知部ホルダーの一例である。本実施形態において、カメラホルダー３１は、円弧状に形成される。カメラホルダー３１は、一方の第２回転軸２３と、一方とは逆の他方の第２回転軸２３とに跨って配置される。カメラホルダー３１は、ヘッドホルダー４１の外側に配置される。カメラホルダー３１は、第２回転軸２３の回転とともに、第２軸心１４回りに旋回する。カメラホルダー３１は、回転部２１の回転にともなって、第１軸心１３を中心に回転する。また、カメラホルダー３１は、回転部２１の昇降にともなって、第１軸心１３に沿って昇降する。
【００２７】
制御部５は、例えば、プロセッサーと、記憶部とを有する。プロセッサーは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。記憶部は、例えば、半導体メモリー及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）を含む。プロセッサーは、記憶部に記憶されたコンピュータープログラムに基づいて、位置情報生成部３と画像形成部４とを制御する。
【００２８】
次に、図３を参照して、位置情報生成部３及び画像形成部４の構成について更に説明する。図３は、位置情報生成部３及び画像形成部４の構成を示す図である。詳しくは、図３は、位置情報生成部３の一部及び画像形成部４の一部を示す。
【００２９】
図３に示すように、位置情報生成部３は、カメラホルダー３１に加えて、複数の撮像素子３２を更に有する。カメラホルダー３１は、複数の撮像素子３２を保持する。カメラホルダー３１は、第１軸心１３を中心とする仮想周面の周方向に並ぶように、複数の撮像素子３２を保持する。カメラホルダー３１は、周方向に間隔を設けて複数の撮像素子３２を保持する。
【００３０】
複数の撮像素子３２は、本発明の複数の検知部の一例である。複数の撮像素子３２は、記録媒体Ｓからの反射光を検知する。本実施形態において、撮像素子３２は、記録媒体Ｓを撮像する。複数の撮像素子３２の各々は、他の撮像素子３２が反射光を検知する方向に対して非平行な方向からの反射光を受光する。本実施形態において、複数の撮像素子３２は、第１軸心１３上の一点を向くように、カメラホルダー３１によって保持される。各撮像素子３２は、図１及び図２を参照して説明した載置台１２に載置された記録媒体Ｓを撮像する。これにより、各撮像素子３２は、記録媒体Ｓを示す撮像情報を位置情報として生成する。各撮像素子３２は、図１を参照して説明した制御部５に位置情報を出力する。
【００３１】
画像形成部４は、ヘッドホルダー４１に加えて、複数の記録ヘッド４２を更に有する。複数の記録ヘッド４２は、ヘッドホルダー４１によって保持される。複数の記録ヘッド４２は、互いに異なる色のインクで記録媒体Ｓに画像を形成する。本実施形態において、複数の記録ヘッド４２は、イエロー色に対応する記録ヘッド４２ｙと、マゼンタ色に対応する記録ヘッド４２ｍと、シアン色に対応する記録ヘッド４２ｃと、ブラック色に対応する記録ヘッド４２ｋとを含む。本実施形態において、複数の記録ヘッド４２は、ヘッドホルダー４１の厚さ方向に並べて配置される。複数の記録ヘッド４２の各々は、複数のノズル４３を有する。
【００３２】
記録ヘッド４２ｙは、イエロー色のインクが収容されたインクタンク（図示せず）に接続される。記録ヘッド４２ｍは、マゼンタ色のインクが収容されたインクタンク（図示せず）に接続される。記録ヘッド４２ｃは、シアン色のインクが収容されたインクタンク（図示せず）に接続される。記録ヘッド４２ｋは、ブラック色のインクが収容されたインクタンク（図示せず）に接続される。各インクタンクは、例えば、図１及び図２を参照して説明した基台部１１の内部に収容される。
【００３３】
記録ヘッド４２ｙは、複数のノズル４３ｙを有する。複数のノズル４３ｙの各々は、他のノズル４３ｙがインクを吐出する方向に対して非平行な方向にインクを吐出する。複数のノズル４３ｙは、第１軸心１３上の点に向かってインクを吐出するように配置される。
【００３４】
記録ヘッド４２ｙは、ピエゾ方式によってインクを吐出する。具体的には、記録ヘッド４２ｙは、各ノズル４３ｙ毎に、液室と、振動板と、ピエゾ素子とを有する。ピエゾ素子には、インクの吐出時に、所定の波形のパルスが入力される。ピエゾ素子は、パルスに対応するように変形する。この結果、ピエゾ素子の変形による圧力が振動板に伝達して、振動板が変形する。そして、振動板の変形にともなう液室の容積変化により、ノズル４３ｙからインクが吐出される。なお、各記録ヘッド４２ｍ、４２ｃ、４２ｋは、記録ヘッド４２ｙと同様に構成されるため、ここでの説明は省略する。
【００３５】
次に、図１から図４を参照して、制御部５について更に説明する。図４は、画像形成装置１の構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、例えば、画像形成装置１の外部に配置された外部入力装置７と接続される。
【００３６】
外部入力装置７は、制御部５に画像データを入力し得る。外部入力装置７は、例えば、パーソナルコンピューターである。画像データは、記録媒体Ｓの表面形状に対応する画像を示す。すなわち、画像データは、３次元の画像を示す。詳しくは、画像データは、記録媒体Ｓの表面を区分する複数の画素と、画素毎に設定された色とを示す。
【００３７】
制御部５は、例えば、操作部６から入力される操作信号に基づいて、記録媒体Ｓの表面の位置情報を生成するように位置情報生成部３を制御する。詳しくは、制御部５は、カメラホルダー３１を動作させるとともに、複数の撮像素子３２に記録媒体Ｓを撮像させる。ここで、カメラホルダー３１の動作は、図１及び図２を参照して説明した第１軸心１３回りの回転、第１軸心１３に沿った昇降、及び、第２軸心１４回りの旋回を含む。この結果、制御部５には、位置情報生成部３から位置情報が入力される。
【００３８】
制御部５は、位置情報に基づいて、位置データを取得する。位置データは、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの表面の位置を示す。換言すると、位置データは、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの３次元形状（表面形状）を示す。
【００３９】
また、制御部５は、画像データと位置データとに基づいて、記録ヘッド４２の動作パターンを決定する。記録ヘッド４２の動作パターンは、図１及び図２を参照して説明した第１軸心１３回りの回転、第１軸心１３に沿った昇降、及び、第２軸心１４回りの旋回を含む。
【００４０】
制御部５は、記録ヘッド４２の動作パターンを決定する際に、画像データと位置データとに基づいて、位置データが示す記録媒体Ｓの表面の位置と画像データが示す記録媒体Ｓの表面形状とが整合するように画像データを回転させる。詳しくは、制御部５は、位置データが示す記録媒体Ｓの表面の各位置と、画像データが示す３次元形状における各画素の位置とを対応付ける。換言すると、制御部５は、位置データが示す記録媒体Ｓの３次元形状において、画像データが示す各画素の位置を特定する。以下、特定した各画素の位置をインク着滴位置と記載する。
【００４１】
制御部５は、インク着滴位置毎にインクを吐出させるノズル４３を選択する。インクを吐出させるノズル４３は、対応するインク着滴位置へ向けてインクを吐出可能な位置に移動可能なノズル４３である。
【００４２】
本実施形態の画像形成装置１では、複数のノズル４３から吐出されるインクは、第１軸心１３上の１点に向かって吐出される。このため、インクを吐出するノズル４３と記録媒体Ｓの表面との間の距離が第１閾値よりも長い場合に、記録媒体Ｓの表面にインクが過度に供給されるおそれがある。なお、第１閾値は、複数のノズル４３が周方向に並ぶ仮想周面の曲率半径Ｒと、複数のノズル４３の配置ピッチと、画像データが示す画素の画素ピッチとに基づいて設定される。具体的には、第１閾値は、例えば、画像データが示す画素の画素ピッチのｎ倍の配置ピッチでノズル４３が配置されている場合に、（ｎ−１）Ｒ／ｎの式で示される。
【００４３】
本実施形態において、制御部５は、インクを吐出させるノズル４３を選択するよりも前に、インクを吐出するノズル４３と記録媒体Ｓの表面との間の距離Ｌを算出する。制御部５は、距離Ｌが第１閾値よりも大きく第２閾値よりも小さい場合に、画像データが示す記録媒体Ｓの表面形状を拡大するように画像データを補正する。なお、第２閾値は、複数のノズル４３が周方向に並ぶ仮想周面の曲率半径Ｒと、複数のノズル４３の配置ピッチと、画像データが示す画素の画素ピッチとに基づいて設定される。具体的には、第２閾値は、例えば、画像データが示す画素の画素ピッチのｎ倍の配置ピッチでノズル４３が配置されている場合に、（２ｎ−１）Ｒ／２ｎの式で示される。制御部５は、位置データが示す記録媒体Ｓの表面の各位置と、補正後の画像データが示す３次元形状における各画素の位置とを対応付ける。
【００４４】
また、制御部５は、距離Ｌが第２閾値よりも大きく、かつ、インクを吐出させるノズル４３と第１軸心１３との間の距離よりも小さい場合に、インクを吐出させないノズル４３を決定する。換言すると、制御部５は、複数のノズル４３のうち、インクを吐出させるノズル４３を間引く。具体的には、距離Ｌが（２ｎ−１）Ｒ／２ｎより大きい場合に、２つあたり１つのノズル４３からインクを吐出させる。また、距離Ｌが（ｍｎ−１）Ｒ／ｍｎよりも大きい場合に、ｍあたり１つのノズル４３からインクを吐出させる。ここで、ｍは、２以上の正の整数である。
【００４５】
本実施形態の画像形成装置１では、距離Ｌに基づいて、画像データが補正、又は、複数のノズル４３からインクを吐出させるノズル４３が間引かれる。したがって、インクを吐出するノズル４３と記録媒体Ｓの表面との間の距離が第１閾値よりも長い場合であっても、記録媒体Ｓの表面にインクが過度に供給されることを防止できる。
【００４６】
また、制御部５は、例えば、記録媒体Ｓに画像を形成可能な記録ヘッド４２の動作パターンが複数ある場合に、複数の動作パターンのうち、動作時間が最も短い動作パターンを選択する。
【００４７】
制御部５は、選択した記録ヘッド４２の動作パターンに基づいて、記録媒体Ｓに画像を形成するように画像形成部４を制御する。制御部５は、例えば、記録ヘッド４２の移動処理と吐出処理とを繰り返すことによって、記録媒体Ｓに画像を形成する。制御部５は、移動処理において、選択した動作パターンにしたがって記録ヘッド４２を移動させる。また、制御部５は、吐出処理において、吐出位置に移動したノズル４３からインクを吐出させる。
【００４８】
また、制御部５は、記録ヘッド４２の吐出処理において、複数のノズル４３からインクを吐出させる場合に、各ノズル４３のインク着滴位置が第１軸心１３を超える位置であるか否かを判定する。制御部５は、各ノズル４３のインク着滴位置が第１軸心１３を超える位置であると判定した場合に、インクを吐出するタイミングにずれが生じるように各ノズル４３を制御する。この結果、複数のノズル４３から吐出されたインクが第１軸心１３上で接触することを防止できる。
【００４９】
本実施形態の画像形成装置１では、複数のノズル４３の各々から非平行な方向に吐出されたインクが記録媒体Ｓに付着する。したがって、記録媒体Ｓの表面にインクを過不足なく供給でき、記録媒体Ｓの表面に付着するインクの密度を一定にできる。この結果、立体状の記録媒体Ｓに形成される画像の歪みを抑制することができる。
【００５０】
次に、図１から図５を参照して、制御部５による画像形成処理について説明する。図５は、制御部５による画像形成処理を示すフローチャートである。図５に示すように、制御部５は、操作部６から入力される操作信号に基づいて、記録媒体Ｓに画像を形成する画像形成処理を開始する。なお、本実施形態では、制御部５に操作信号が入力されるよりも前に、載置台１２には記録媒体Ｓが載置され、外部入力装置７から制御部５に画像データが入力される。
【００５１】
制御部５は、操作信号が入力されると、ステップＳ１０において、記録媒体Ｓを撮像するように位置情報生成部３を制御する。制御部５は、位置情報生成部３から位置情報が入力されると、ステップＳ２０において、記録媒体Ｓの表面の位置を示す位置データを生成する。
【００５２】
制御部５は、位置データを生成すると、ステップＳ３０において、位置データと画像データとに基づいてインク着滴位置を特定する。制御部５は、インク着滴位置を特定した後に、ステップＳ４０において、記録媒体Ｓの画素毎に、インクを吐出させるノズル４３を選択する。制御部５は、ノズル４３を選択した後に、ステップＳ５０において、記録媒体Ｓに画像を形成するように移動処理及び吐出処理を実施する。
【００５３】
［実施形態２］
次に、図６及び図７を参照して、本発明の実施形態２に係る画像形成装置１の構成について説明する。図６は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置１を示す側面図である。図７は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置１の平面図である。
【００５４】
実施形態２に係る画像形成装置１は、ホルダー支持部２を備えておらず、柱状支持部８を備える点で、実施形態１に係る画像形成装置１と異なる。また、実施形態２に係る画像形成装置１は、カメラホルダー３１及びヘッドホルダー４１の形状が実施形態１に係る画像形成装置１と異なる。
【００５５】
柱状支持部８は、基台部１１の上面部に配置される。詳しくは、柱状支持部８は、基台部１１の上面部の縁部に配置される。柱状支持部８は、基台部１１の上面部から上方に沿って延びる柱状に形成される。柱状支持部８は、位置情報生成部３のカメラホルダー３１と画像形成部４のヘッドホルダー４１とを昇降可能に支持する。
【００５６】
本実施形態において、カメラホルダー３１は、円環状に形成される。詳しくは、カメラホルダー３１は、第１軸心１３を中心とした円環状に形成される。カメラホルダー３１は、柱状支持部８の内部に収容された所定の昇降部によって、第１軸心１３に沿って上下方向に昇降する。カメラホルダー３１は、図３を参照して説明した複数の撮像素子３２を円環状に並べて保持する。なお、所定の昇降部は、例えば、カメラホルダー３１を支持する支持部材と、支持部材を上下方向に移動させる移動機構と、移動機構に動力を供給する駆動源とを含む。
【００５７】
本実施形態において、ヘッドホルダー４１は、円環状に形成される。詳しくは、ヘッドホルダー４１は、第１軸心１３を中心とした円環状に形成される。ヘッドホルダー４１は、柱状支持部８の内部に収容された所定の昇降部によって、第１軸心１３に沿って上下方向に昇降する。ヘッドホルダー４１は、カメラホルダー３１と独立して昇降する。ヘッドホルダー４１は、図３を参照して説明した複数のノズル４３を円環状に並べて保持する。なお、所定の昇降部は、例えば、ヘッドホルダー４１を支持する支持部材と、支持部材を上下方向に移動させる移動機構と、移動機構に動力を供給する駆動源とを含む。
【００５８】
載置台１２は、例えば、基台部１１の内部に収容された所定の駆動部によって回転される。詳しくは、載置台１２は、第１軸心１３を中心に回転される。所定の駆動部は、例えば、載置台１２を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。
【００５９】
制御部５は、例えば、操作部６から入力される操作信号に基づいて、記録媒体Ｓの表面の位置情報を生成するように位置情報生成部３を制御する。詳しくは、制御部５は、載置台１２及びカメラホルダー３１を動作させるとともに、複数の撮像素子３２に記録媒体Ｓを撮像させる。ここで、載置台１２の動作は、第１軸心１３回りの回転を含む。また、カメラホルダー３１の動作は、第１軸心１３に沿った昇降を含む。この結果、制御部５には、位置情報生成部３から位置情報が入力される。
【００６０】
また、制御部５は、画像データと位置データとに基づいて、載置台１２及び記録ヘッド４２の動作パターンを決定する。載置台１２の動作パターンは、第１軸心１３回りの回転を含む。記録ヘッド４２の動作パターンは、第１軸心１３に沿った昇降を含む。
【００６１】
制御部５は、画像データと位置データとに基づいて、インク着滴位置を特定し、インクを吐出させるノズル４３を選択して、載置台１２及び記録ヘッド４２の動作パターンを決定する。制御部５は、例えば、記録媒体Ｓに画像を形成可能な動作パターンが複数ある場合に、複数の動作パターンのうち、動作時間が最も短い動作パターンを選択する。
【００６２】
制御部５は、記録媒体Ｓに画像を形成するように画像形成部４を制御する。制御部５は、例えば、載置台１２及び記録ヘッド４２の移動処理と記録ヘッド４２の吐出処理とを繰り返すことによって、記録媒体Ｓに画像を形成する。制御部５は、移動処理において、決定した動作パターンにしたがって載置台１２及び記録ヘッド４２を移動させる。また、制御部５は、吐出処理において、吐出位置に移動したノズル４３からインクを吐出させる。
【００６３】
本発明の実施形態２に係る画像形成装置１では、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１と同様に、複数のノズル４３の各々から非平行な方向に吐出されたインクが記録媒体Ｓに付着する。したがって、記録媒体Ｓの表面にインクを過不足なく供給でき、記録媒体Ｓの表面に付着するインクの密度を一定にできる。この結果、立体状の記録媒体Ｓに形成される画像の歪みを抑制することができる。
【００６４】
［実施形態３］
次に、図８を参照して、本発明の実施形態３に係る画像形成装置１の構成について説明する。図８は、本発明の実施形態３に係る画像形成装置１を示す側面図である。
【００６５】
実施形態３に係る画像形成装置１は、ホルダー支持部２が第３軸心１５を更に有する点で、実施形態１に係る画像形成装置１と異なる。また、実施形態３に係る画像形成装置１は、カメラホルダー３１及びヘッドホルダー４１の形状が実施形態１に係る画像形成装置１と異なる。また、実施形態３に係る画像形成装置１は、ホルダー支持部２が第１支持部２ａと第２支持部２ｂとを有する点で、実施形態１に係る画像形成装置１と異なる。
【００６６】
載置台１２の上面部は、載置台１２の内側に凹む凹状に形成される。載置台１２には、例えば、上面部の形状に対応するように、シート状の記録媒体Ｓが載置される。
【００６７】
ホルダー支持部２は、第２軸心１４に加えて、第３軸心１５を更に有する。第３軸心１５は、水平方向Ｙに沿って延びる。第３軸心１５は、第１軸心１３と直交する。ホルダー支持部２は、画像形成部４を支持する第１支持部２ａと、位置情報生成部３を支持する第２支持部２ｂとを有する。第１支持部２ａは、第１回転軸２２を有する。第２支持部２ｂは、第２回転軸２３を有する。
【００６８】
本実施形態において、第１回転軸２２は、例えば、第１支持部２ａが有する所定の駆動部によって回転される。所定の駆動部は、例えば、第２軸心１４を中心に第１回転軸２２を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。また、本実施形態において、第２回転軸２３は、例えば、第２支持部２ｂが有する所定の駆動部によって回転される。所定の駆動部は、例えば、第３軸心１５を中心に第２回転軸２３を回転させる回転機構と、回転機構に動力を供給する動力源とを含む。
【００６９】
ヘッドホルダー４１は、円弧状に形成される。詳しくは、ヘッドホルダー４１は、図３を参照して説明した複数のノズル４３を円弧状に並べて保持する。本実施形態において、ヘッドホルダー４１は、円弧の中心から外側に向かってインクを吐出するように複数のノズル４３を保持する。
【００７０】
本実施形態において、カメラホルダー３１は、円弧状に形成される。詳しくは、カメラホルダー３１は、図３を参照して説明した複数の撮像素子３２を円弧状に並べて保持する。本実施形態において、カメラホルダー３１は、円弧の中心から外側を向くように複数の撮像素子３２を保持する。
【００７１】
本発明の実施形態３に係る画像形成装置１では、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１と同様に、複数のノズル４３の各々から非平行な方向に吐出されたインクがシート状の記録媒体Ｓに付着する。したがって、記録媒体Ｓの表面にインクを過不足なく供給でき、記録媒体Ｓの表面に付着するインクの密度を一定にできる。この結果、立体状の記録媒体Ｓに形成される画像の歪みを抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態において、回転部２１は、第１支持部２ａと第２支持部２ｂとを独立して回転させてもよい。また、昇降部２４は、第１支持部２ａと第２支持部２ｂとを独立して昇降させてもよい。
【００７３】
以上、図１から図８を参照して、本発明の実施形態１、本発明の実施形態２及び本発明の実施形態３に係る画像形成装置１について説明した。但し、本発明は、実施形態１、実施形態２及び実施形態３に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【００７４】
例えば、本発明の実施形態では、複数の撮像素子３２によって記録媒体Ｓの外観を撮像したが、本発明はこれに限定されない。位置情報生成部３は、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの位置情報を制御部５に出力すればよい。位置情報生成部３は、例えば、複数の撮像素子３２に換えて複数の測距センサーを有してもよい。位置情報生成部３は、複数の測距センサーによって測定された記録媒体Ｓまでの距離に基づいて、測距センサーから記録媒体Ｓまでの距離を示す距離情報を位置情報として制御部５に出力する。制御部５は、距離情報に基づいて、記録媒体Ｓの表面の位置を特定し、載置台１２に載置された記録媒体Ｓの位置データを取得し得る。
【００７５】
また、本発明の実施形態では、カメラホルダー３１及びヘッドホルダー４１が円弧状又は円環状に形成され、複数の撮像素子３２及び複数のノズル４３が円弧状又は円環状に保持されているが、本発明はこれに限定されない。複数の撮像素子３２及び複数のノズル４３は、カメラホルダー３１又はヘッドホルダー４１によって、非平行に保持されればよい。
【００７６】
また、本発明の実施形態では、各記録ヘッド４２ｙ、４２ｃ、４２ｍ、４２ｋがヘッドホルダー４１の厚さ方向に並べて保持されていたが、本発明はこれに限定されない。図９を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。図９は、本発明の他の実施形態に係る画像形成部４を示す図である。詳しくは、図９は、画像形成部４の一部を示す図である。
【００７７】
図９に示す画像形成部４は、全てのノズル４３が、ヘッドホルダー４１の周方向に並べて配置される。画像形成部４は、複数のノズルユニット４５を有する。ノズルユニット４５は、例えば、イエロー色のインクを吐出するノズル４３ｙと、シアン色のインクを吐出するノズル４３ｃと、マゼンタ色のインクを吐出するノズル４３ｍと、ブラック色のインクを吐出するノズル４３ｋとを有する。各ノズル４３は、円弧状に並べて配置される。また、複数のノズルユニット４５は、円弧状に並べて配置される。図９に示す実施形態においても、図１から図８を参照して説明した画像形成装置１と同様の効果を得ることができる。なお、ノズルユニット４５は、周方向に沿って千鳥状に配置されてもよい。
【００７８】
また、本発明の実施形態では、画像データが予め生成されていたが、本発明はこれに限定されない。画像データは、例えば、位置情報生成部３から出力される位置情報が外部入力装置７に入力されて、外部入力装置７において、位置情報に基づいて生成されてもよい。
【００７９】
なお、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、立体状の記録媒体に画像を形成する画像形成装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１        画像形成装置
４        画像形成部
４１      ヘッドホルダー
４２      記録ヘッド
４３      ノズル
Ｓ        記録媒体
【図１】
2018154015.tif 000003
【図２】
2018154015.tif 000004
【図３】
2018154015.tif 000005
【図４】
2018154015.tif 000006
【図５】
2018154015.tif 000007
【図６】
2018154015.tif 000008
【図７】
2018154015.tif 000009
【図８】
2018154015.tif 000010
【図９】
2018154015.tif 000011