(57)【要約】    【課題】ヘッドとメディアの衝突を回避するとともに高品質の印字を実現する。    【解決手段】第１のセンサ１８から発する検出信号によってテーブル２２上を走査し、該走査によってヘッド部４の移動経路に該ヘッド部４と衝突する障害物が存在するか否かを検出する。ヘッド部４に設けた第２のセンサ２０によってヘッド部４下面と印字対象物２４の複数の点との間の距離を測定し、該測定結果から印字対象物２４の表面の反りの大きさを検出する。ヘッド部４下面と印字対象物２４の複数の点との距離の平均値からヘッド部４下面の印字対象物２４に対する高さが妥当か否か判断する。コントローラはテーブル２２上にヘッド部４と衝突する障害物が存在するか否かのチェックと、印字対象物２４の表面が許容値を超えて反っているか否かのチェックと、ヘッド部４下面と印字対象物２４との間の距離が適正であるかどうかのチェックとを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブル上に板状の厚みのある印字対象物を載置し、記録ヘッドを搭載したヘッド部と前記テーブルとをコントローラの制御によってＸＹ軸方向に相対移動し、前記ヘッド部から前記印字対象物にインク滴を吐出し、印字対象物上に記録を行うとともに前記ヘッド部の前記テーブルに対する高さを調整するためのヘッドギャップ調整機構を備えたプリンタにおいて、第１のセンサから発する検出信号によって前記テーブル上を走査し、該走査によって前記ヘッド部の移動経路に該ヘッド部と衝突する障害物が存在するか否かを検出する障害物検出手段と、前記ヘッド部に設けた第２のセンサによってヘッド部下面と前記印字対象物の複数の点との間の距離を測定し、該測定結果から前記印字対象物の表面の反りの大きさを検出する平面度検出手段と、前記ヘッド部下面と前記印字対象物の複数の点との距離の平均値から前記ヘッド部下面の前記印字対象物に対する高さが妥当か否か判断するヘッドギヤップ判断手段とを備え、コントローラが前記テーブル上に前記ヘッド部と衝突する障害物が存在するか否かの判断と、印字対象物の表面が許容値を超えて反っているか否かの判断と、ヘッド部下面と印字対象物との間の距離が適正であるかどうかの判断とを行うようにしたことを特徴とするプリンタ。
【請求項２】
前記第１のセンサとしてエリアビームセンサを用いたことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項３】
前記エリアビームセンサのビームのエリアの中に前記印字対象物の上面と前記ヘッド部の下面が若干入るようにエリアビームの照射経路を設定したことを特徴とする請求項２に記載のプリンタ。
【請求項４】
前記平面度検出手段は、前記印字対象物の各点の測定値の中の最大値と、最小値の差を計算し、この差が許容値に対して大きいか小さいかを判断し、大きい場合に警告を表示するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項５】
前記ヘッドギャップ判断手段は、前記印字対象物の各点の測定値の平均値を計算し、該平均値と予め設定した理論値との誤差が許容値を超えているか否かを演算し、超えているとき前記ヘッド部の高さを調整するための信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【請求項６】
前記ヘッドギャップ判断手段は、前記印字対象物の各点の測定値の平均値を計算し、該平均値と予め設定した理論値との誤差が許容値を超えているか否かを演算し、超えているとき、操作パネルからコントローラへ自動またはマニュアル操作での前記印字対象物の厚さの訂正値入力の選択が可能とし、該入力値に基づいて前記ヘッド部の高さを調整するための信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーブル上にプリント基板や樹脂板、ダンボールなどの厚みのある印字対象物を載置し、記録ヘッドを搭載したヘッド部と前記テーブルとをコントローラの制御によってＸＹ軸方向に相対移動し、前記ヘッド部から前記印字対象物にインク滴を吐出し、印字対象物上に記録を行うプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テーブル上にプリント基板などの厚みのある印字対象物を載置し、記録ヘッドを搭載したヘッド部と前記テーブルとをコントローラの制御によってＸＹ軸方向に相対移動し、前記ヘッド部から前記印字対象物にインク滴を吐出し、印字対象物上に記録を行う大型プリンタが知られている（例えば特許文献１参照）。また、硬い印字対象物とヘッド部とが衝突するのを防止し、ヘッド部に傷が付いたり壊れたりすることがないように、ヘッド部を保護する機械的構造を備えたインクジェット記録装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３２９号公報（第１ページ、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
厚みのある硬いプリント基板などのメディアにインクジェットプリンタで印字を行う場合、プリント基板に反りがあったり間違った厚みのメディアをセットすると、メディアが想定外の高さであるためにそのまま印字を行うとヘッド部がメディアに当たってしまい、ヘッド部、プリント基板の両方に悪影響がでる。メディアとヘッド部との衝突を機械的な構成で解消しようとすると、構造が複雑となり、コスト高になってしまう。
【０００４】
また、メディアが許容値を超えて反っている場合には、たとえ、ヘッド部がメディアに衝突しなくともメディアが商品として使えない場合がある。また、メディアの反りがたとえ許容値の範囲内であったとしても、メディアとヘッド部との間のギャップが適正な値に設定されていないと高品質の印字ができないという問題点があった。
本発明は上記問題点を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明は、テーブル上に板状の厚みのある印字対象物を載置し、記録ヘッドを搭載したヘッド部と前記テーブルとをコントローラの制御によってＸＹ軸方向に相対移動し、前記ヘッド部から前記印字対象物にインク滴を吐出し、印字対象物上に記録を行うとともに前記ヘッド部の前記テーブルに対する高さを調整するためのヘッドギャップ調整機構を備えたプリンタにおいて、第１のセンサから発する検出信号によって前記テーブル上を走査し、該走査によって前記ヘッド部の移動経路に該ヘッド部と衝突する障害物が存在するか否かを検出する障害物検出手段と、前記ヘッド部に設けた第２のセンサによってヘッド部下面と前記印字対象物の複数の点との間の距離を測定し、該測定結果から前記印字対象物の表面の反りの大きさを検出する平面度検出手段と、前記ヘッド部下面と前記印字対象物の複数の点との距離の平均値から前記ヘッド部下面の前記印字対象物に対する高さが妥当か否か判断するヘッドギヤップ判断手段とを備え、コントローラが前記テーブル上に前記ヘッド部と衝突する障害物が存在するか否かの判断と、印字対象物の表面が許容値を超えて反っているか否かの判断と、ヘッド部下面と印字対象物との間の距離が適正であるかどうかの判断とを行うようにしたものである。
また本発明は、前記第１のセンサとしてエリアビームセンサを用いたものである。
また本発明は、前記エリアビームセンサのビームのエリアの中に前記印字対象物の上面と前記ヘッド部の下面が若干入るようにエリアビームの照射経路を設定したものである。
また本発明は、前記平面度検出手段は、前記印字対象物の各点の測定値の中の最大値と、最小値の差を計算し、この差が許容値に対して大きいか小さいかを判断し、大きい場合に警告を表示するようにしたものである。
また本発明は、前記ヘッドギャップ判断手段は、前記印字対象物の各点の測定値の平均値を計算し、該平均値と予め設定した理論値との誤差が許容値を超えているか否かを演算し、超えているとき前記ヘッド部の高さを調整するための信号を出力するようにしたものである。
また本発明は、前記ヘッドギャップ判断手段は、前記印字対象物の各点の測定値の平均値を計算し、該平均値と予め設定した理論値との誤差が許容値を超えているか否かを演算し、超えているとき、操作パネルからコントローラへ自動またはマニュアル操作での前記印字対象物の厚さの訂正値入力の選択が可能とし、該入力値に基づいて前記ヘッド部の高さを調整するための信号を出力するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明はヘッド部とメディアの衝突が回避できるため、貴重なヘッド及びメディアの破損を回避でき、また、印字における適正な高さ調整も可能になり高品質の印字を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図３において、符号２は床面に対して水平方向に延びる大型インクジェットプリンタのＹ軸レールであり、プリンタの基台（図示省略）に架設されている。４はヘッド部であり、Ｙ軸レール２に、キャリッジ６を介して、Ｙ軸レール２の長手方向に沿って往復道可能に連結している。前記ヘッド部４の基板４ａには、複数個のインクジェット記録ヘッド８が内蔵され、各記録ヘッド８のインク吐出ノズルが前記ヘッド部４の底部の開口部に、同一平面上に配列されて配置されている。前記ヘッド部４は、前記キャリッジ６に、昇降ガイド（図示省略）を介して、図６中、昇降自在に支承され、基板４ａの上位水平部にねじ穴が形成されている。１０はステッピングモータであり、前記キャリッジ６側に取り付けられている。
【０００８】
ステッピングモータ１０の出力軸１６は、キャリッジ６側に固設された軸受け部材１２にスプリングワッシャ１４を介して回転自在に支持され、該出力軸１６に形成されたねじ部が前記基板４ａの上位水平部のねじ穴に螺合している。コントローラの制御により、前記モータ１０の出力軸１６が回転すると、前記ヘッド部４は、キャリッジ６の垂直ガイド面に沿って昇降方向に移動し、ヘッド部４の、印字対象物に対するギャップを決定する、基準面３２からの高さの調整が行われるように構成されている。１８は光反射式の距離測定用物体検出センサであり、前記ヘッド部４のカバー４ｂの側面に、その検出部が下方を向いて、取り付けられている。
【０００９】
２０，２０は、市販の物体検出用エリアビームセンサであり、一方の投光部２０と他方の受光部２０からなり、Ｙ軸レール２の両端に位置して、互いに向き合って、ブラケットを介し、プリンタ基台の両側に取り付けられている。２２はテーブルであり、床面に対して水平な支持面を有している。この支持面には、プリント基板などの厚さのある板状の印字対象物２４を取り付けるためのバキューム機構（図示省略）が設けられている。前記テーブル２２の支持面には、これと同一平面上に基準面３２が形成されている。２６はＸ軸レールであり、プリンタ基台に、床面に対して水平に且つ前記Ｙ軸レール２と直交する方向に固設されている。
【００１０】
前記テーブル２２は、前記Ｘ軸レール２６上に、これに沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されている。前記センサ２０，２０の物体検出エリアは、センサ２０，２０間に形成されるエリアビーム２８の幅によって決定される。このエリアビーム２８の幅の中に、前記プリント基板２４の上面と、前記ヘッド部４の下面が若干入るように設定されている。このエリアビームを用いたセンサ２０，２０の特徴は、センサの位置決めの調整が容易なことである。
【００１１】
通常のスポット光のセンサを用いることは可能であるが、スポット光は物体検出範囲がせまく、その位置調整が容易でない。一方、エリアビームの場合には、たとえその範囲に図４に示すように、印字対象物２４の上面とヘッド部４の下面が検出されても、エリアビーム２８の幅の全域が遮断されない限り、光ビームは受光部に届くので、ビームの届いた状態を異常なし、ビームが届かない状態を異常ありとすれば良く、センサ２０，２０の位置をラフに調整できる。図５は、障害物３０によってエリアビーム２８の幅の全域が遮断された、異常ありの状態を示している。前記プリンタは、コントローラによって制御されて、プリント基板上に印字動作を行うように構成され、このコントローラの記憶装置には、障害物回避のプログラムが格納されている。
【００１２】
次に、図１及び図２を参照して、障害物回避の動作の流れについて説明する。
まず、テーブル２２上にプリント基板２４をセッティングする（ステップ１）。次に、マニュアルパネル操作により、コントローラに、使用するプリント基板２４の厚さのデータＡを入力する（ステップ２）。次に、コントローラは、プリント基板２４の厚さＡに合わせて、モータ１０を駆動し、ヘッド部４の、プリント基板２４上面に対する高さ（ヘッドギャップ）を理論値ａで、調整する（ステップ３）。次に、プリント基板２４を載せたテーブル２２が、Ｘ軸レール２６に沿って、Ｘ軸方向に、プリンタの手前から奥に向けて移動する（ステップ４）。次に、コントローラは、センサ２０の検出信号に基づいて、エリアビーム２８の幅を全部遮る障害物がテーブル２２によって搬送されてきたか否かを判断する（ステップ５）。
【００１３】
障害物がない場合には、コントローラは、プリンタの印字動作が前回と同じデータによる再出力か否か判断し、否定を判断すると、コントローラは、テーブル２２とヘッド部４とをＸＹ軸方向に相対移動させ、ヘッド部４に設けたセンサ１８を、テーブル２２上の基準面３２上に移動する（ステップ７）。次に、コントローラは、基準面３２の高さを測定して、その測定値Ｂが、予め設定されている正しい値に対して、その誤差がプラスマイナスｂの範囲に入っているか否か判断する（ステップ８）。このｂの値は、本実施例では０．１ｍｍに設定されている。肯定を判断すると、コントローラはヘッド部４とテーブル２２とを相対移動させ、センサ１８によって、図１０に示すように、プリント基板２４上の複数の点Ｎｏ．１〜Ｎｏ．９の高さを順次測定し、そのデータを保存する（ステップ９）。
【００１４】
次に、コントローラは、測定された値の、（最大−最小＝Ｃ）を計算し、予め設定保存してある、許容できる設定値ｃと比較し、Ｃがｃよりも小さいか否か判断する（ステップ１０）。このｃの値は、本実施例では、０．３ｍｍに設定されている。ステップ１０で肯定を判断すると、コントローラは、測定されたプリント基板２４上面の高さの平均値Ｄを計算し、現在のヘッド部４の、プリント基板２４に対する高さの理論値ａと比較し、（Ｄ−ａ）の値が、マイナスｄとプラスｄの間であるか否か判断する（ステップ１１）。ここでｄは、予め設定した誤差許容値である。ステップ１１で肯定を判断すると、コントローラは、プリント基板２４上に印字を実行する（ステップ１２）。次にコントローラは、プリント基板２４を交換するか否か判断し（ステップ１３）、プリント基板２４を交換しなければ本動作は完了する。
【００１５】
プリント基板を交換する場合は、印字データを再出力するか否か判断し（ステップ１４）、肯定を判断すると、ステップ４に移行し、否定を判断するとステップ２に移行する。尚、コントローラは、ステップ６で再出力であると判断すると、ヘッド部４の高さ調整のシーケンスを省き、直ちに印字動作に移行することができるようになっている。ステップ５，８で否定を判断した場合には、コントローラは、操作パネルに問題あり（エラー）の警告を表示する（ステップ１５）。ステップ８で否定を判断した場合は、センサ１８自体の誤動作の可能性があるためエラーの警告を表示する。ステップ１０で否定を判断した場合も、プリント基板２４は、印字時、ヘッド部４には当たらないが、反っているのでエラーとする。
【００１６】
コントローラはステップ１１で否定を判断すると、プリント基板の厚さの値の訂正をするか否か、操作パネルからの入力に基づき、判断し（ステップ１６）、肯定を判断するとコントローラは、平均値Ｄから求めたプリント基板２４の厚さ（Ｂ−Ｄ）を操作パネルに表示する（ステップ１７）。ユーザーは、この表示を見て、プリント基板２４の厚さの訂正値Ｅをマニュアル操作で操作パネルからコントローラに入力する（ステップ１８）。操作パネルに表示される厚さ（Ｂ−Ｄ）の値は、小数点例えば３．１２３４５とでてくるので、ユーザーが、適正な値例えば３．１のように指定したい場合に、訂正値Ｅを入力する。次にコントローラは、訂正値Ｅからヘッド部４の、プリント基板２４に対する高さｅを計算し（ステップ１９）、モータ１０を駆動して、ヘッド部４の、基準面３２に対する高さを再調整する（ステップ２０）。
【００１７】
ステップ１６で否定を判断すると、コントローラは平均値Ｄの値で、ヘッド部４の印字対象物に対する高さ（ヘッドギャップ）を自動調整する（ステップ２１）。ヘッド部４の高さ調整が完了すると（ステップ２２）、コントローラは、ステップ１２に移行し、印字を実行する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係るプリンタの動作を示すフローチャートである。
【図３】プリンタの全体正面説明図である。
【図４】プリンタの全体正面説明図である。
【図５】プリンタの全体正面説明図である。
【図６】プリンタの全体側面説明図である。
【図７】プリンタの全体側面説明図である。
【図８】プリンタの全体側面説明図である。
【図９】プリンタの全体側面説明図である。
【図１０】印字対象物の外観説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
２      Ｙ軸レール
４      ヘッド部
６      キャリッジ
８      記録ヘッド
１０    モータ
１２    軸受部材
１４    スプリングワッシャ
１６    出力軸
１８    センサ
２０    センサ
２２    テーブル
２４    印字対象物
２６    Ｘ軸レール
２８    エリアビーム
３０    障害物
３２    基準面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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