JP2004174817A

JP2004174817A - Ink jet printer

Info

Publication number: JP2004174817A
Application number: JP2002342311A
Authority: JP
Inventors: Norio Shimura; 典男志村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of an ink jet print system ejecting an ink while performing scanning operation with a print head, that since the ink jet printing system has a characteric to adhere the ink to the print surface while being shifted to the right from the ejecting position, and the ink also adheres to the print surface while being shifted to the left when the print head moves to the left, the print image is not printed. <P>SOLUTION: The ink jet printer is provided with a print direction selecting means for selecting the scanning direction when printing is performed from a variation in the distance between a print head and a print medium, and arranged to perform printing during scanning operation of the print head in the returning direction in such an area as the distance between the print head and the print medium increases for scanning operation of the print head in the going direction, and to perform printing during scanning operation in the returning direction in such an area as that distance decreases. When printing is performed on a solid object having protrusions and recesses, inclination of the print surface is determined from the distance between the print head and the print medium and the scanning direction is selected between the going direction and the returning direction depending on that inclination when printing is performed thus attaining good print results while eliminating degradation of print quality, e.g. the reverse. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字ヘッドを走査させ印字媒体に印字を行うシリアルインクジェット印字装置に関するものであり、さらに、立体的な印字媒体に対して印字を行うインクジェット印字装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット印字装置は、インクを吐出する印字ヘッドの所定方向への走査と、印字媒体の印字ヘッドの走査と直行する方向への移動を繰り返すことにより、印字媒体全体への印字を行っており、印字媒体としては、プリント用紙など平面的な用紙がほとんどであった。しかし、近年においては、インクジェット印字方式が非接触印字であるという特徴を生かし、印字媒体として、凹凸のある立体物のようなものへの印字にも利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、印字ヘッドを走査しながらインクを吐出するインクジェット印字方式においては、図３に示すように、例えば、右方向に移動しながらインクを吐出すると、インク滴は放物線を描いて、吐出した位置よりも右側にずれて印字面に付着するという特性を持つ（図３（ｂ））。また、左方向に移動する場合も同様に左側にずれて印字面に付着する（図３（ｃ））。
【０００４】
このため、図４に示すように、例えば、走査方向に対して印字ヘッドと印字媒体の距離が大きくなっていくような立体物への印字の場合、その斜面にインク滴が付着できずに、結果として、印字画像が白抜けになってしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、立体物に印字する際に凹凸の変化があっても、白抜けなどの画像劣化なく印字することができるインクジェット印字装置の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のインクジェット印字装置は、印字媒体に吐出口からインクを吐出することにより印字を行う印字ヘッドと、印字ヘッドを記録方向に走査させる印字ヘッド走査手段を有し、さらに、印字ヘッド走査手段による走査方向に対し所定の間隔で求められる印字ヘッドと印字媒体との距離の変化により、印字ヘッドのインクの吐出を印字ヘッドの往方向、復方向のどちらの走査で行うかを選択する印字方向選択手段を有する。
【０００７】
印字方向選択手段は、印字ヘッド走査手段における往方向の走査に対し、印字ヘッドと印字媒体の距離が増大するような領域では、印字ヘッドの復方向の走査時に印字を行うことを選択し、また、印字ヘッドと印字媒体の距離が減少するような領域では、印字ヘッドの往方向の走査時に印字を行うことを選択する。
【０００８】
また、印字ヘッドの走査時に、走査方向に対して所定の間隔で、印字ヘッドと印字媒体の距離を測定する距離測定手段をさちに有し、走査方向に対する印字ヘッドと印字媒体の距離の変化を、距離測定手段により得られた印字ヘッドと印字媒体との距離から求めることを特徴とする。
【０００９】
もしくは、走査方向に対する印字ヘッドと印字媒体の距離を、印字を行うための印字データに付加しておくことにより、上記の距離測定手段がなくても、上記目的を達成する本発明を構成することが可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明に適用するのに好適なプリンタ装置の例を示すブロック図である。１０１ＣＰＵはプリンタ装置の印字データの生成、コマンドの解析など各種処理を行うための演算装置である。１０２ＲＯＭはプリンタの制御ソフトが格納され、１０１ＣＰＵにより読み出され実行される。１０３ＲＡＭは印字データを生成するためのワークバッファとしての機能と、各種設定情報を一時的に保管し必要によって印字データの加工に利用される。また、１０４インタフェースから入力されたデータ及びコマンドを一時的に格納するためにも利用される。１０４インタフェースはホストコンピュータに接続されデータ及びコマンドを入出力するためのものである。１０５ＥＥＰＲＯＭはフォントの種類、印字用紙種別等のプリンタの設定状態を保管しておくためのものである。１０６モータコントローラは本実施形態のプリンタ装置に於いては主走査方向に印字ヘッドを搭載したキャリッジユニットを走査させ、一回又は複数回の主走査後、紙を送り更に印字を継続することにより用紙一枚の印字を完成させるため、主走査方向の移動を行うキャリッジモータコントローラと紙の前進、後退を行うラインフィードモータコントローラの２つの制御を行うものである。１０７へッドコントローラは１０８印字ヘッドに印字するデータを転送する機能と１０８印字ヘッドからインクを吐出するための制御を行う機能を有している。１０８印字ヘッドは１０７ヘッドコントローラにより制御され、吐出口よりインクを印字媒体に吐出し、印字を行う。１０９距離検知センサは１０８印字ヘッドもしくは印字ヘッドを保持するキャリッジに付けられ、印字ヘッドと印字媒体との距離を計測する機能を有している。１１０ＣＧＲＯＭは日本語及び各国の文字を印字データとして展開可能なイメージデータとして格納している。
【００１１】
このように構成されたプリンタ装置において、１０４インタフェースを介してホストコンピュータより印字データが入力されると、１０２ＲＡＭに展開され、１０１ＣＰＵにより解析され、１０６モータコントローラが駆動されるとともに、１０７ヘッドコントローラが１０８へツドに印字データを転送し、インク吐出制御を行い印字が実行される。
【００１２】
印字ヘッドの吐出口（２０２）から吐出されたインク滴は、印字ヘッドが静止している場合は、図３（ａ）のように、インク滴を吐出した位置と印字媒体（２０３）にインク滴が付着した位置（３０１）が同じになる。しかし、印字ヘッドを走査しながらインクを吐出する場合においては、例えば、印字ヘッドを右方向に移動しながらインクを吐出すると、インク滴は放物線を描いて、吐出した位置よりも右側にずれて印字面に付着する（図３（ｂ））。また、左方向に移動する場合も同様に左側にずれて印字面に付着する（図３（ｃ））。このため、図４に示すように、例えば、右から左への走査方向に対して印字ヘッドと印字媒体の距離が大きくなっていくような立体物に、右方向に移動しながらインク滴を吐出した場合、その印字面の一部（４０１）にインク滴が付着できずに、結果として、印字画像が白抜けになってしまう。
【００１３】
そこで、本発明の１実施形態として、図２に示すように、印字ヘッド（２０１）もしくは印字ヘッドを保持するカートリッジに、印字ヘッドの吐出口（２０２）に対して印字ヘッド走査方向の往方向側に、印字ヘッドと印字媒体（２０３）との距離を計測する距離検知センサ（２０４）を設け、往方向の印字（インク吐出）に先じて印字ヘッドと印字媒体との距離を計測する。この場合、このインクジェット印字装置は、印字ヘッド走査方向の往方向側に距離検知センサを設けたため、各ラインの印字の走査は往方向側から始める必要がある。
【００１４】
また、この制限をなくすために、印字ヘッドの往復両方向側に距離検知センサを設ける構成も可能である。もしくは、印字ヘッドの走査方向と直行する側に距離検知センサを設け、現印字ラインの印字動作の走査と並行し、次印字ラインの距離を計測し、その情報をＲＡＭｌ０３の所定のエリアに記憶しておくような構成も可能である。また、距離検知センサとしては、超音波、光学、機械式など、どの構成であっても本発明の効果を妨げるものではない。
【００１５】
また、本実施形態においては、印字ヘッドと印字媒体の距離を測定する間隔を印字データの画素の間隔とする。
【００１６】
次に、本発明の印字制御方法を説明する。上位装置であるホストコンピュータより送られてきた印字データは、印字ヘッドの一走査のデータが用意できると、印字ヘッドの往方向の走査が開始される。次に、所定量先行した距離検知センサが各画素位置の距離を検知し、さらに、次の隣接した画素位置の距離を検知する。ここで、距離の変化（差分）を求め、距離の変化がプラス（遠くなった）であれば、往方向の走査時におけるその画素の印字（インクの吐出）は行わないようにする。また、０もしくはマイナス（近くなった）であれば、往方向の走査時においてその画素の印字（インクの吐出）を行うようにする。この制御を往方向の一走査行い、印字（インクの吐出）されなかった画素について、復方向の走査で印字（インクの吐出）を行う。往および復の走査で、所定印字ラインの印字が完了し、次のラインを印字するため、所定量印字媒体を移動させる。
【００１７】
このように、印字ヘッドと印字媒体との距離を計測し、印字面の距離の変化に応じ印字（インクの吐出）する方向を選択することにより、凹凸のある立体物を印字する際において、白抜けなどの印字品位の劣化なく、良好な印字結果を得ることが可能になる。
【００１８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、距離検知センサを用い、求められた距離の変化から往復どちらの走査で印字（インクの吐出）するかを制御していた。しかし、３Ｄ−ＣＡＤなどの３次元の物体を扱うアプリケーションにより作成された３次元物体に印字する場合においては、その３次元物体を印字する印字データをホストコンピュータから印字装置に送信する際に、その印字データに対応した高さ情報（印字ヘッドと印字媒体との距離に相当する）を付加することは容易である。
【００１９】
そこで、距離検知センサなしに、印字データに付加されて送信された高さ情報を用い、各画素における印字（インクの吐出）する方向を選択することにより、凹凸のある立体物を印字する際において、白抜けなどの印字品位の劣化なく、良好な印字結果を得ることが可能になる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、印字ヘッドと印字媒体の距離を求める距離検知センサを設けることにより、所定間隔ごとに印字面の距離の変化より傾きを求め、その傾きに応じ、往方向／復方向どちらの走査で印字するかを選択することにより、凹凸のある立体物を印字する際において、白抜けなどの印字品位の劣化なく、良好な印字結果を得ることが可能になる。また、距離検知センサを設けずとも、ホストコンピュータから送信される印字データに高さ情報（印字ヘッドと印字媒体との距離に相当する）が付加され送信されることにより、送信された高さ情報から往方向／復方向どちらの走査で印字するかを選択することにより、凹凸のある立体物を印字する際において、白抜けなどの印字品位の劣化なく、良好な印字結果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の印字装置のブロック図。
【図２】本発明の実施形態の印字ヘッドと距離感知センサの構成図。
【図３】印字ヘッドの走査方向と吐出したインクの付着位置の関係図。
【図４】立体的な印字媒体と吐出したインクの付着位置の関係図。
【符号の説明】
１０１ＣＰＵ
１０２ＲＯＭ
１０３ＲＡＭ
１０４インタフェース
１０５ＥＥＰＲＯＭ
１０６モータコントローラ
１０７ヘッドコントローラ
１０８印字ヘッド
１０９距離検知センサ
１１０ＣＧＲＯＭ
２０１印字ヘッド
２０２インク吐出口
２０３印字媒体
２０４距離検知センサ
３０１インク付着位置
４０１インクが付着できない領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a serial ink jet printing apparatus for performing printing on a print medium by scanning a print head, and further relates to an ink jet printing apparatus for performing printing on a three-dimensional print medium.
[0002]
[Prior art]
An ink jet printing apparatus performs printing on the entire print medium by repeating scanning of a print head for discharging ink in a predetermined direction and movement of the print medium in a direction orthogonal to the scan of the print head. Most of the medium was flat paper such as print paper. However, in recent years, the ink jet printing method is used for printing on a three-dimensional object having irregularities as a printing medium, taking advantage of the feature of non-contact printing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the ink jet printing method in which the ink is ejected while scanning the print head, as shown in FIG. 3, for example, when the ink is ejected while moving to the right, the ink droplet draws a parabola and moves from the ejected position. Also has a characteristic that it shifts to the right and adheres to the printing surface (FIG. 3B). Also, when moving to the left, it is similarly shifted to the left and adheres to the printing surface (FIG. 3C).
[0004]
For this reason, as shown in FIG. 4, for example, in the case of printing on a three-dimensional object in which the distance between the print head and the print medium increases in the scanning direction, ink drops cannot adhere to the slope, As a result, the printed image becomes blank.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an inkjet printing apparatus capable of printing without image deterioration such as white spots even when there is a change in unevenness when printing on a three-dimensional object. The purpose is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an inkjet printing apparatus of the present invention has a print head that performs printing by discharging ink from a discharge port to a print medium, and a print head scanning unit that causes the print head to scan in a recording direction. Further, the change in the distance between the print head and the print medium, which is determined at a predetermined interval in the scanning direction by the print head scanning means, causes the ink ejection of the print head to be performed in either the forward scan or the reverse scan of the print head. A print direction selecting unit for selecting whether to perform the printing.
[0007]
The print direction selecting means selects to perform printing when the print head scans in the backward direction in an area where the distance between the print head and the print medium increases with respect to the forward scan by the print head scanning means, and In a region where the distance between the print head and the print medium is reduced, it is selected to perform printing when the print head scans in the forward direction.
[0008]
In addition, when the print head scans, a distance measuring means for measuring a distance between the print head and the print medium at a predetermined interval in the scan direction is provided. The distance is obtained from the distance between the print head and the print medium obtained by the distance measuring means.
[0009]
Alternatively, by adding the distance between the print head and the print medium with respect to the scanning direction to print data for performing printing, the present invention that achieves the above object without the above-described distance measuring means can be configured. Is possible.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a printer device suitable for applying to the present invention. 101CPU is an arithmetic unit for performing various processes such as generation of print data of a printer device and analysis of commands. The 102 ROM stores control software for the printer, and is read and executed by the 101 CPU. The 103 RAM functions as a work buffer for generating print data and temporarily stores various setting information and is used for processing print data as needed. It is also used to temporarily store data and commands input from the 104 interface. The 104 interface is connected to the host computer and inputs and outputs data and commands. The 105 EEPROM is for storing printer settings such as font types and printing paper types. In the printer apparatus of the present embodiment, the motor controller scans the carriage unit equipped with the print head in the main scanning direction, and after one or more main scans, feeds the paper and continues printing to form a paper. In order to complete one sheet of printing, two controls are performed: a carriage motor controller that moves in the main scanning direction and a line feed motor controller that moves the paper forward and backward. The 107 head controller has a function of transferring data to be printed to the 108 print head and a function of performing control for discharging ink from the 108 print head. The 108 print head is controlled by a 107 head controller, and discharges ink from a discharge port onto a print medium to perform printing. The 109 distance detection sensor is attached to the 108 print head or a carriage holding the print head, and has a function of measuring the distance between the print head and the print medium. The 110CGROM stores Japanese and international characters as image data that can be developed as print data.
[0011]
In the printer configured as described above, when print data is input from the host computer via the 104 interface, it is expanded in the 102 RAM, analyzed by the 101 CPU, the 106 motor controller is driven, and the 107 head controller is The print data is transferred to the head, ink ejection control is performed, and printing is performed.
[0012]
When the print head is stationary, the ink droplets ejected from the ejection openings (202) of the print head and the ink droplets ejected onto the print medium (203) as shown in FIG. Is the same at the position (301) to which is attached. However, in the case where ink is ejected while scanning the print head, for example, if the ink is ejected while moving the print head to the right, the ink droplet draws a parabola and is printed shifted to the right from the ejected position. It adheres to the surface (FIG. 3B). Also, when moving to the left, it is similarly shifted to the left and adheres to the printing surface (FIG. 3C). For this reason, as shown in FIG. 4, for example, ink droplets are ejected while moving to the right in a three-dimensional object in which the distance between the print head and the print medium increases in the scanning direction from right to left. In this case, ink droplets cannot adhere to a part (401) of the printing surface, and as a result, a printed image becomes white.
[0013]
Therefore, as an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, a print head (201) or a cartridge holding the print head is provided with respect to the discharge port (202) of the print head in the forward direction in the print head scanning direction. A distance detection sensor (204) for measuring the distance between the print head and the print medium (203) is provided, and measures the distance between the print head and the print medium prior to forward printing (ink ejection). In this case, since the inkjet printing apparatus is provided with the distance detection sensor on the forward side in the print head scanning direction, it is necessary to start scanning for printing of each line from the forward side.
[0014]
Further, in order to eliminate this limitation, it is possible to provide a distance detection sensor on both the reciprocating side of the print head. Alternatively, a distance detection sensor is provided on the side orthogonal to the scanning direction of the print head, and the distance of the next print line is measured in parallel with the scanning of the printing operation of the current print line, and the information is stored in a predetermined area of the RAM 103. Such a configuration is also possible. Further, any configuration of the distance detection sensor such as an ultrasonic wave, an optical type, and a mechanical type does not hinder the effects of the present invention.
[0015]
In the present embodiment, the interval for measuring the distance between the print head and the print medium is defined as the interval between pixels of print data.
[0016]
Next, the printing control method of the present invention will be described. When the print data sent from the host computer, which is a higher-level device, can be prepared for one scan of the print head, the scan of the print head in the forward direction is started. Next, the distance detection sensor preceding by a predetermined amount detects the distance of each pixel position, and further detects the distance of the next adjacent pixel position. Here, a change (difference) in the distance is obtained, and if the change in the distance is positive (far), printing (ink ejection) of the pixel during forward scanning is not performed. If 0 or minus (approaching), printing (ink ejection) of the pixel is performed during forward scanning. This control is performed by one scan in the forward direction, and printing (ink ejection) is performed by scanning in the backward direction for pixels that have not been printed (ink ejection). In the forward and backward scanning, printing of a predetermined print line is completed, and the print medium is moved by a predetermined amount to print the next line.
[0017]
In this way, the distance between the print head and the print medium is measured, and the direction of printing (ink ejection) is selected according to the change in the distance of the printing surface. Good printing results can be obtained without deterioration of printing quality such as omission.
[0018]
(Second embodiment)
In the first embodiment, a distance detection sensor is used to control which of reciprocating scanning to perform printing (ink ejection) based on a change in the obtained distance. However, when printing on a three-dimensional object created by an application that handles a three-dimensional object such as 3D-CAD, when printing data for printing the three-dimensional object is transmitted from the host computer to the printing device, the printing is performed. It is easy to add height information (corresponding to the distance between the print head and the print medium) corresponding to the print data.
[0019]
Therefore, when a three-dimensional object with irregularities is printed by selecting a printing (ink ejection) direction in each pixel using the height information added to the print data and transmitted without the distance detection sensor. Good printing results can be obtained without deterioration of printing quality such as white spots.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by providing the distance detection sensor for obtaining the distance between the print head and the print medium, the inclination is obtained from the change in the distance of the print surface at predetermined intervals, and the forward direction is determined in accordance with the inclination. By selecting which of the scanning in the / backward direction to print, when printing a three-dimensional object having irregularities, it is possible to obtain a good printing result without deterioration of print quality such as white spots. Also, even if a distance detection sensor is not provided, the height information (equivalent to the distance between the print head and the print medium) is added to the print data transmitted from the host computer and transmitted, whereby the transmitted height information is transmitted. By selecting whether to print in the forward direction or the backward direction, it is possible to obtain good printing results without printing quality deterioration such as white spots when printing three-dimensional objects with irregularities. Become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a print head and a distance sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a scanning direction of a print head and an adhesion position of ejected ink.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a three-dimensional print medium and an adhesion position of ejected ink.
[Explanation of symbols]
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 Interface 105 EEPROM
106 Motor controller 107 Head controller 108 Print head 109 Distance detection sensor 110 CGROM
201 Printhead 202 Ink ejection port 203 Print medium 204 Distance detection sensor 301 Ink adhesion position 401 Area where ink cannot adhere

Claims

印字媒体に吐出口からインクを吐出することにより印字を行う印字ヘッドと、
前記印字ヘッドを記録方向に走査させる印字ヘッド走査手段
を有するインクジェット印字装置において、
前記印字ヘッド走査手段による走査方向に対し所定の間隔で求められる印字ヘッドと印字媒体との距離の変化により、前記印字ヘッドのインクの吐出を前記印字ヘッドの往方向、復方向のどちらの走査で行うかを選択する印字方向選択手段を有することを特徴とする。A print head that performs printing by discharging ink from a discharge port to a print medium,
In an inkjet printing apparatus having a print head scanning means for scanning the print head in a recording direction,
Due to the change in the distance between the print head and the print medium determined at a predetermined interval with respect to the scanning direction by the print head scanning means, the ejection of the ink of the print head is performed in either the forward direction or the backward direction of the print head. It is characterized by having printing direction selecting means for selecting whether or not to perform.

前記印字方向選択手段は、
印字ヘッドの往方向の走査に対し、印字ヘッドと印字媒体の距離が増大するような領域では、印字ヘッドの復方向の走査時に印字を行うことを選択し、
印字ヘッドと印字媒体の距離が減少するような領域では、印字ヘッドの往方向の走査時に印字を行うことを選択することを特徴とする
請求項１のインクジェット印字装置。The printing direction selection means,
In an area where the distance between the print head and the print medium increases with respect to the scan in the forward direction of the print head, select to perform printing when the print head scans in the backward direction,
2. The ink jet printing apparatus according to claim 1, wherein in a region where the distance between the print head and the print medium decreases, printing is selected when the print head scans in the forward direction.

前記インクジェット印字装置は、
前記印字ヘッドの走査時に、走査方向に対して所定の間隔で、印字ヘッドと印字媒体の距離を測定する距離測定手段をさらに有し、
前記走査方向に対する印字ヘッドと印字媒体の距離の変化を、前記距離測定手段により得られた印字ヘッドと印字媒体との距離から求めることを特徴とする
請求項１ないし２のインクジェット印字装置。The inkjet printing apparatus,
At the time of scanning the print head, at a predetermined interval in the scanning direction, further comprising a distance measuring means for measuring the distance between the print head and the print medium,
3. The ink jet printing apparatus according to claim 1, wherein a change in a distance between the print head and the print medium in the scanning direction is obtained from a distance between the print head and the print medium obtained by the distance measuring unit.

前記インクジェット印字装置において、
前記所定間隔で求められる印字ヘッドと印字媒体との距離は、印字を行うための印字デ一タに付加されていることを特徴とする
請求項１ないし２のインクジェット印字装置。In the inkjet printing apparatus,
3. The ink jet printing apparatus according to claim 1, wherein the distance between the print head and the print medium determined at the predetermined interval is added to print data for performing printing.