JP6668144B2 - プリンタおよび印刷用治具 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタと印刷用治具に関する。典型的には、立体的な被印刷物に直接印刷可能なプリンタおよび当該プリンタに好適な印刷用治具に関する。

従来から、立体形状を有する被印刷物の表面に直接印刷可能なプリンタとして、所謂、フラットベッドタイプのプリンタが知られている。こうしたプリンタは、例えばボールペンなどの文房具やスマートフォンケースなどの小物に印刷を行う際に汎用されている。この種のプリンタは、被印刷物を載置するテーブルと、被印刷物に対して印刷を行う印刷ヘッドとを備える。かかるプリンタでは、テーブルに載置された被印刷物に対して、印刷ヘッドを移動させて印刷を行う。

ところで、フラットベッドタイプのプリンタで印刷を行うときには、印刷位置がずれないように、テーブル上の予め決められた位置に被印刷物を正確に載置する必要がある。このため、事前に被印刷物の寸法を測定して、被印刷物の載置位置を正確に決定しておく必要がある。しかしながら、こうした作業には極めて高い正確性が要求される。そのため、作業工程が煩雑となり、作業者の負担になっていた。また、習熟していない作業者が作業する場合に時間がかかり、印刷スループットの低下を招くことがあった。

こうした問題点を解決し得る手法が特許文献１に提案されている。特許文献１には、被印刷物を収容可能な載置治具と、テーブル上に取り外し可能に固定され、上記載置治具が交換可能に搭載される設置治具と、を備えた印刷治具が開示されている。かかる手法では、印刷にあたり、載置治具に被印刷物を収容するとともに当該載置治具を設置治具に搭載した状態でテーブルに固定する。載置治具では、被印刷物を収容する位置が予め決められている。この位置は、プリンタを制御する制御装置に予め入力されている。このような構成により、治具によって被印刷物の位置決めがなされ、被印刷物の所定の位置に印刷を行うことが可能となっている。

特開２００７−１３６７６４号公報

特許文献１に開示された技術では、載置治具と設置治具とを組み合わせ、印刷領域と治具の大きさをぴったり合わせることで印刷位置を特定している。しかしながら、載置治具に合った設置治具を作製するには、熟練した技術が必要であった。また、載置治具と設置治具との間に加工時の寸法誤差が生じたり設置治具そのものが傾いた状態でテーブルに固定されたりすると、印刷がずれてしまうことがあった。この場合、作業者は設置治具の作り直しや再配置を行ったり印刷データをマニュアルで修正したりする必要があり、作業に手戻りが生じていた。さらに、多品種少量印刷時にあっては、載置治具を変えるたびに設置治具を交換してテーブル上に正確に固定する手間が作業者の負担となっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者への負担を軽減して、被印刷物の所望の位置に安定した印刷を行うことが可能なプリンタを提供することである。

本発明者らは、初期印刷データから、テーブル上に載置した治具の実際の位置に合うような印刷データ（実印刷データ）を作成し、そのような実印刷データに基づいて印刷を行うことを考えた。

本発明に係るプリンタは、複数の位置検出マークを備えた印刷用治具に保持されている被印刷物に対して印刷を行うものである。かかるプリンタは、上記被印刷物が保持された上記印刷用治具が載置されるテーブルと、上記テーブルに対して相対的に移動自在に構成され、上記テーブルに載置された上記印刷用治具に保持された上記被印刷物に対して印刷を行う印刷ヘッドと、上記テーブルに載置された上記印刷用治具の上記位置検出マークを検知する検知器と、上記印刷ヘッドと上記検知器とに接続された制御装置と、を備えている。上記制御装置は、上記複数の位置検出マークに対応する複数の基準位置マークの情報と、上記被印刷物に印刷する図柄の情報と、を含んだ初期印刷データを記憶する記憶部と、上記テーブル上に上記印刷用治具を載置した状態で、上記検知器によって上記印刷用治具に備えられた上記複数の位置検出マークの位置情報を取得する読み取り部と、上記記憶部に記憶されている上記複数の基準位置マークが上記読み取り部で取得した上記複数の位置検出マークと一致するように上記初期印刷データを変更することによって、実際の印刷に用いる実印刷データを作成する印刷データ作成部と、上記実印刷データを用いて上記印刷ヘッドを制御することにより、上記被印刷物に印刷を行う印刷実行部と、を備えている。

上記プリンタでは、位置検出マークの実際の位置情報に基づいて、初期印刷データが自動的に変更され、変更後の実印刷データを用いて実際の印刷が行われる。つまり、上記プリンタでは、印刷用治具の載置された位置に合わせて図柄の印刷位置が自動的に決定されるようになっている。したがって、上記プリンタでは位置精度の高い印刷を安定して行うことができる。また、作業者はテーブル上の大ざっぱな位置に印刷用治具を載置すればよくなり、位置合わせなどの調整が不要となる。さらに、特許文献１で必須とされていた設置治具が不要となり、設置治具を作製したりテーブル上に固定したりする手間も省くことができる。

また、例えば被印刷物の輪郭上の複数の点をそれぞれ検出し、当該検出された各点の位置情報に基づいて初期印刷データを補正するような方法では、高感度な検知器や画像処理のための高性能な制御装置が必須となったり、検知器での検知時間や演算処理の時間が長くなったりすることがある。しかしながら、上記プリンタでは、上述した方法に比べて簡便な構成で、簡単な処理によって印刷位置を決定することができる。そのため、汎用な検知器や制御装置を用いても比較的短時間で演算処理を行うことができる。

本発明に係る印刷用治具は、プリンタで印刷を行うときに被印刷物を保持するためのものである。かかる印刷用治具は、被印刷物を保持するための保持部と、複数の位置検出マークと、を備えている。

本発明によれば、作業者への負担を軽減して、被印刷物の所望の位置に安定した印刷を簡便に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るプリンタの概略構成を示す説明図である。 印刷用治具の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る印刷の手順を説明するためのフローチャートである。 印刷用治具がテーブル上に載置されている状態を示す模式図であり、（ａ）はＸＹ平面内に所定のＸＹずれ量（ｄｘ，ｄｙ）をもって載置された例を、（ｂ）は所定のずれ角度θをもって載置された例を表している。 第２実施形態に係る印刷の手順を説明するためのフローチャートである。 被印刷物が印刷用治具に保持されている状態を示す模式図であり、（ａ）は全体図を、（ｂ）は部分拡大図を表している。

（第１実施形態）
以下、適宜図面を参照しながら、本発明に係るプリンタおよび印刷方法の一実施形態について説明する。なお、図中の符号Ｆ，Ｒｅ，Ｌ，Ｒ，Ｕ，Ｄは、それぞれ前、後、左、右、上、下を意味するものとする。ただし、以下の説明における前、後、左、右、上、下は説明の便宜上の方向であり、プリンタの設置態様を何ら限定するものではない。

まず、プリンタの構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリンタである。図１に示すプリンタ１０は、印刷用治具１００（図１では図示せず。図２参照）に保持された被印刷物２００（図１では図示せず。図６参照）に印刷を行うものである。プリンタ１０は、所謂、フラットベッドタイプのインクジェットプリンタである。プリンタ１０は、ベース部材１２と、上面１４ａを有するテーブル１４と、棒状部材１６を有する移動部材１８と、印刷ヘッド２０と、ベース部材１２の後部に立設されている立設部材２２と、検出センサ２６と、マイクロコンピューター３０とを備えている。

テーブル１４は、ベース部材１２上に配置されている。テーブル１４の上面１４ａは、平坦となっている。この上面１４ａには、被印刷物２００を保持した印刷用治具１００が載置される。被印刷物２００には、印刷ヘッド２０によって所望の図柄が印刷される。テーブル１４は、図示しない移動機構によってＺ軸方向に所定の範囲で移動可能なように構成されている。これにより、被印刷物２００の厚みに応じて、被印刷物２００と印刷ヘッド２０との距離を調整できるようになっている。

ベース部材１２には、Ｙ軸方向に延びるガイド溝２８ａ、２８ｂが形成されている。移動部材１８は、図示しない駆動機構により駆動され、ガイド溝２８ａ、２８ｂに沿ってＹ軸方向に移動する。駆動機構は何ら限定されず、例えばギアおよびモーターの組合せなどによる公知の機構を用いることができる。棒状部材１６は、テーブル１４の上方においてＸ軸方向に延びている。なお、Ｚ軸は鉛直軸であり、Ｘ軸はＺ軸と直交する軸、Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸と直交する軸である。

印刷ヘッド２０は、インクジェット方式によりインクを吐出するインクヘッドである。印刷ヘッド２０は、テーブル１４に対して相対移動が可能なように構成されており、テーブル１４に載置された被印刷物２００に対して印刷を行うように構成されている。印刷ヘッド２０は、棒状部材１６に設けられている。印刷ヘッド２０は、Ｘ軸方向に移動自在に設けられている。詳しくは、移動部材１８は、棒状部材１６の前面に設けられたガイドレール（図示せず）に対して、摺動自在に係合している。印刷ヘッド２０には、Ｘ軸方向に移動自在なベルト（図示せず）が設けられている。このベルトが図示しない駆動機構によって巻き取られることにより、当該ベルトが移動する。ベルトの移動に伴って、印刷ヘッド２０はＸ軸方向を左から右、または右から左に移動する。なお、上記駆動機構は何ら限定されず、例えばギアおよびモーターの組合せなどによる公知の機構を用いることができる。

印刷ヘッド２０から吐出されるインクは何ら限定されないが、例えば紫外線によって硬化する紫外線硬化型インク（ＵＶインク）である。ＵＶインクは、典型的には、顔料と紫外線硬化型のモノマー又はオリゴマーと、光重合開始剤と、重合禁止剤等の任意の添加剤とを混合して調合されている。また、本明細書において「インクジェット方式」とは、従来公知の各種のインクジェット技術による印刷方式を意味するものとする。「インクジェット方式」には、二値偏向方式あるいは連続偏向方式などの各種の連続方式や、サーマル方式あるいは圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式が含まれる。

検出センサ２６は立設部材２２に固定されている。検出センサ２６はテーブル１４の上面１４ａの全体を網羅するように配置されている。検出センサ２６は、印刷用治具１００に形成されている位置検出マーク１０２（図１では図示せず。図２参照）を印刷用治具１００の位置検出マーク１０２以外の部分と区別して、識別可能なものであればよい。検出センサ２６は、ここでは光反射率を測定する光学センサである。

プリンタ１０の全体の動作は、マイクロコンピューター３０によって制御されている。マイクロコンピューター３０のハードウェア構成は特に限定されないが、例えば、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ：central processing unit）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置（記録媒体）とを備えている。

マイクロコンピューター３０は、作業者が設定した初期印刷データなどの各種の情報を記憶する記憶部３２と、テーブル１４の上面１４ａに載置された印刷用治具１００の位置検出マーク１０２の位置情報を検出センサ２６によって取得する読み取り部３４と、取得された位置検出マーク１０２の位置情報に基づいて初期印刷データを変更し、実際の印刷に用いる実印刷データを作成する印刷データ作成部３６と、実印刷データを用いて印刷ヘッド２０を制御することにより被印刷物２００に印刷を行う印刷実行部４０として機能する。

次に、印刷用治具１００について説明する。図２は、印刷用治具１００の一例を示す模式図である。図２に示す印刷用治具１００は、複数の被印刷物２００に同時印刷を施すためのものである。印刷用治具１００は、位置検出マーク１０２と保持部１０４とを備えている。印刷用治具１００の全体形状は、テーブル１４の上面１４ａに安定的に載置できるものであれば特に限定されない。ここでは、印刷用治具１００の全体形状が、矩形状である。印刷用治具１００の材質は特に限定されないが、機械的強度（剛性・耐久性）の観点や印刷中に印刷用治具１００が動いてしまうことを防ぐ観点からは、例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属製、樹脂製、粘土製、木製などであるとよい。

位置検出マーク１０２は、印刷用治具１００の位置情報を把握するためのものである。位置検出マーク１０２の数は、一つの印刷用冶具１００につき複数個設けられる。ここでは、印刷用治具１００は、Ｐ１〜Ｐ４で表される４つの位置検出マーク１０２を備えている。位置検出マーク１０２の位置は特に限定されないが、実印刷データの精度を高める観点からは、例えば印刷用治具１００の重心に対して点対称になるように配置されているとよい。図２では、印刷用治具１００の重心を通る２本の対角線上に、等間隔で、Ｐ１〜Ｐ４の位置検出マーク１０２が形成されている。４つの位置検出マーク１０２は、いずれも保持部１０４より印刷用治具１００の外縁に近い部分に位置している。つまり、位置検出マーク１０２は、矩形状の印刷用治具１００の四隅に形成されている。

位置検出マーク１０２は、検出センサ２６によって印刷用治具１００の位置検出マーク１０２以外の部分と区別して識別可能なものであればよい。位置検出マーク１０２の形状や大きさは特に限定されない。また、複数の位置検出マーク１０２は、同じ形状や大きさを有していてもよく、それぞれ異なる形状や大きさを有していてもよい。複数の位置検出マーク１０２がそれぞれ異なる形状や大きさを持つことで、例えば印刷用治具１００が１８０°反転した状態で載置された場合などにも、印刷用冶具１００上におけるそれぞれの位置検出マーク１０２の位置を迅速かつ精度よく把握することができる。また、位置検出マーク１０２と基準位置マークとの対応関係をより特定し易くなる。このことは、後述する位置ずれ量の算出において有効となることがある。

位置検出マーク１０２は、例えば、切削加工などの機械加工によって、溝、孔、切り欠き、窪みなどが物理的に形成されたもの、あるいは、着色や印刷などによって所定の色が付与されたものである。位置精度を高める観点からは、位置検出マーク１０２が機械加工で形成されていることが好ましい。位置検出マーク１０２は、被印刷物２００と区別して識別可能なように、色や反射率等の物性値のうちの少なくとも１つを異ならせるとよい。ここでは、位置検出マーク１０２が直径１ｃｍ程度の円筒状に窪んでおり、当該窪みが黒色に着色されている。これにより、位置検出マーク１０２の光反射率は０に近くなっている。印刷用治具１００が黒色よりも明るい色であるとき、位置検出マーク１０２は、位置検出マーク１０２以外の部分に比べて光反射率が小さくなる。このような場合は、例えば光学センサを用いて位置検出マーク１０２を明確に識別することができる。

保持部１０４は、被印刷物２００を保持する部位である。つまり、印刷時には、被印刷物２００が保持部１０４に保持される。保持部１０４は、例えば、切削加工などの機械加工によって形成されている。本実施形態では、位置検出マーク１０２と保持部１０４とは同時に加工されている。なお、ここでいう「同時に加工」とは、時間的に同一であることを意味するのではなく、加工前の印刷用治具１００を切削加工機（図示せず）の治具にいったん取り付けてから取り外すまでの間に、位置検出マーク１０２の加工と保持部１０４の加工との両方を行うことを意味する。具体的には、まず板状部材を用意し、次に、この板状部材の所定の位置に、位置検出マーク１０２と保持部１０４とを同一の加工データにより連続して切削加工する。例えば、位置検出マーク１０２と保持部１０４とを別々の切削加工機を用いて加工する場合、加工作業が分断され、それぞれの加工作業で発生する加工誤差および治具に対する取り付け位置の誤差が累積されてしまうことがある。また、位置検出マーク１０２を印刷によって形成する場合にも、保持部１０４の加工位置に対する印刷のズレが生じることがある。位置検出マーク１０２と保持部１０４とを同時に加工することにより、加工位置の誤差を小さく抑えることができる。

なお、保持部１０４は１つであってもよく、２つ以上であってもよい。ここでは６つの保持部１０４が所定の間隔を空けて格子状に配置されており、最大で６つの被印刷物２００に対して同時印刷が可能なように構成されている。６つの保持部１０４は、いずれも位置検出マーク１０２よりも印刷用治具１００の中央側に位置している。保持部１０４は、被印刷物２００を収容可能な大きさに形成されている。つまり、保持部１０４は被印刷物２００よりも大きく形成されている。保持部１０４は、典型的には平面視において被印刷物２００の外形と同等の形状、例えば矩形状に形成されている。保持部１０４は、保持部の周囲に位置する周囲部よりも凹んだ凹状に形成されている。保持部１０４は、典型的には、断面視において被印刷物２００の厚さと同じ深さに窪んでおり、被印刷物２００を保持部１０４に載置した場合に、被印刷物２００が上記周囲部と同じ高さになるように形成されている。

なお、被印刷物２００の形状としては、薄いフィルム状やシート状はもちろんのこと、ボールペンなどの文房具や、スマートフォンケースなどの立体形状であってもよい。また、被印刷物２００の材料は、普通紙などの紙類はもちろんのこと、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）などの樹脂材料、アルミニウム、鉄などの金属材料、木材などの各種の材料であってもよい。

次に、図３を参照しながら、プリンタ１０によって被印刷物２００に印刷を行う手順を説明する。印刷を行うとき、作業者はまずプリンタ１０を起動させて、被印刷物２００に印刷したい図柄や印刷サイズ、レイアウト、印刷用治具１００の情報などを設定し、初期印刷ジョブデータを作成する。なお、ここで言う「図柄」とは、文字、数字、記号、絵柄、模様、画像データ等を含む総称である。印刷用治具１００の情報としては、例えば、位置検出マーク１０２と対応する基準位置マークの数や位置、形状に関する情報や、保持部１０４の数や位置、形状に関する情報などが挙げられる。位置検出マーク１０２と保持部１０４との相対的な位置関係は予め定められている。印刷用治具１００の情報は、好ましくは、位置検出マーク１０２と保持部１０４とを同時に加工する際に使用した印刷用治具１００の加工用データと同期されている。印刷用治具１００の情報は、例えば外部のコンピュータからＣＡＤデータなどの形式で読み込まれる。初期印刷ジョブデータは、マイクロコンピューター３０の記憶部３２に記憶される。

作業者は、次に、テーブル１４の上面１４ａに印刷用治具１００を載置する（ステップ３０２）。このとき作業者は、所定の設置可能エリアの範囲内であれば、印刷用治具１００をＸＹ平面内に大まかに（適当に）載置すればよい。すなわち、印刷用治具１００は、例えばテーブル１４の上面１４ａのＸＹ平面内において、Ｘ軸方向やＹ軸方向にある程度片寄っていてもよいし、Ｘ軸やＹ軸に対してある程度傾いた姿勢であってもよい。

この状態で、作業者が位置検出マーク１０２の位置情報の取得を指示すると、マイクロコンピューター３０の制御により、読み取り部３４は検出センサ２６を動作させる。検出センサ２６は、所定の複数の位置検出マーク１０２の位置情報を取得する（ステップ３０４）。

読み取り部３４が読み取った複数の位置検出マーク１０２の位置情報は、初期印刷データに包含されている基準位置マークの位置情報とそれぞれ対比される。複数の位置検出マーク１０２は、初期印刷ジョブデータに含まれている情報、例えば位置検出マーク１０２の形状や大きさの違い、保持部１０４との位置関係、位置検出マーク１０２同士の位置関係などに基づいて、それぞれ個別に認識される。そして、それぞれの位置検出マーク１０２について対応する基準位置マークが特定され、位置検出マーク１０２が基準位置マークからどの程度ずれているかを表す位置ずれ量が算出される（ステップ３０６）。位置ずれ量は、実際に印刷すべき位置が、上記初期印刷データからどの程度ずれているかを表すものである。つまり、位置ずれ量は、基準位置マークと位置検出マーク１０２との相対差を表すものである。位置ずれ量は、例えば、ＸＹ平面内における上下左右への水平移動量を表す「ＸＹずれ量（ｄｘ，ｄｙ）」と、所定の回転中心を基準点とした回転移動量を表す「ずれ角度θ」とによって表される。

図４を参照しながら、具体的な位置ずれ量の求め方の一例について説明する。図４は、テーブル１４の上面１４ａに印刷用治具１００が載置された状態を示す模式図である。図４では、初期印刷データの基準位置マークの位置情報を二重鎖線で示している。また、検出センサ２６が読み取った位置検出マーク１０２の位置情報と、そこから求められる印刷用治具１００の位置情報を実線で示している。図４（ａ）は、印刷用治具１００がＸＹ平面内でＸ軸方向とＹ軸方向に所定のＸＹずれ量（ｄｘ，ｄｙ）をもって載置された例を表している。ＸＹずれ量は、方向と大きさの情報を含んだベクトル量として表される。ＸＹずれ量の大きさは、ＸＹ平面における上記基準位置マークの位置座標をＰ１’（Ｘ１’，Ｙ１’）とし、検出センサ２６で読み取った位置検出マーク１０２の座標をＰ１（Ｘ１，Ｙ１）としたときに、これらの差分から次式：ｄｘ＝Ｘ１’−Ｘ１；ｄｙ＝Ｙ１’−Ｙ１；のように算出される。

ＸＹずれ量は、複数の位置検出マーク１０２についてそれぞれ値を算出し、得られた値を算術平均することで、精度を高めることができる。なお、印刷用治具１００が３つ以上の位置検出マーク１０２を備えている場合は、全ての位置検出マーク１０２の位置情報を読み取ってＸＹずれ量の算出に使用してもよいし、全ての位置検出マーク１０２のなかから所定の位置検出マーク１０２任意に選択して選択的に位置情報を読み取り、ＸＹずれ量の算出に使用してもよい。例えば、Ｐ１とＰ２とを選択して算出に使用してもよく、Ｐ１とＰ３とを選択して算出に使用してもよい。一般には点数が多いほど処理に時間がかかるが、ずれ量の算出の精度を高めることができる。したがって、ＸＹずれ量の算出に使用する位置検出マーク１０２の数は、例えば要求される精度や、精度とＸＹずれ量の算出に要する所要時間とのバランスによって決定するとよい。

図４（ｂ）は、印刷用治具１００が所定のずれ角度θをもって載置された例を表している。ずれ角度θは、所定の回転中心を基準点とした回転角度を表すものである。ずれ角度θの算出では、例えばまず複数の位置検出マーク１０２のなかから２つの位置検出マーク１０２を任意に選択する。次に、一方の位置検出マーク１０２を、対応する基準位置マークの座標位置まで水平移動する。ここでは、位置検出マークＰ１〜Ｐ４のなかからＰ１とＰ３との位置情報を選択的に読み取り、Ｐ１を対応する上記基準の位置座標Ｐ１’に重ねている。ここで、Ｐ３に対応する上記基準の位置座標をＰ３’とすると、ずれ角度θは、Ｐ１−Ｐ３間の直線距離と、Ｐ１−Ｐ３’間の直線距離と、Ｐ３’−Ｐ３間の直線距離とから、三角関数で算出される。

上記算出された位置ずれ量に基づいて、マイクロコンピューター３０の印刷データ作成部３６により、記憶部３２に記憶されている初期印刷ジョブデータが変更される（ステップ３１０）。例えば、上記算出された「ＸＹずれ量（ｄｘ，ｄｙ）」をキャンセルするように、初期印刷ジョブデータの印刷開始点の座標をＸ軸方向（上下）および／またはＹ軸方向（左右）に移動させる。あるいは、上記算出された「ずれ角度θ」をキャンセルするように、所定の回転中心を基準点として初期印刷ジョブデータを回転させる。このように変更された印刷ジョブデータは、実際に被印刷物２００への印刷に用いる実印刷ジョブデータとして記憶部３２に上書きされる（ステップ３１２）。

次に作業者は、印刷用治具１００の保持部１０４に、印刷したい側の面を上方に向けた状態で被印刷物２００を配置する（ステップ３１４）。この状態で作業者が印刷の開始を指示すると、マイクロコンピューター３０の印刷実行部４０により、印刷ヘッド２０が制御され、実印刷ジョブデータに基づいて被印刷物２００への印刷が行われる（ステップ３１６）。具体的には、印刷ヘッド２０がインクを吐出しながらテーブル１４に対して相対移動し、被印刷物２００に所望の図柄が印刷される。

以上により、本実施形態に係るプリンタ１０によれば、簡単な操作で被印刷物２００の所望の位置に安定して図柄を印刷することができる。また、作業者が設置治具を作製したり、印刷のたびに正確な位置決めを行ったりする必要がないため、従来の技術によるプリンタと比べて作業者の負担を軽減することができる。したがって、ユーザーの利便性を向上したり作業効率を高めたりすることができる。さらに、多品種少量生産であってもコスト高を招来することなく印刷を行うことができる。

本実施形態では、印刷用治具１００がＮ個（ただし、Ｎ≧３）の位置検出マーク１０２を有する。図２の態様では、印刷用治具１００が矩形状であり、上記矩形状の四隅にそれぞれ位置検出マーク１０２を有する。これにより、印刷位置の調整の誤差を小さくして、一層高い印刷精度を実現することができる。また、本実施形態では、読み取り部３４が、Ｎ個の位置検出マーク１０２のなかから、（Ｎ−１）個以下の位置検出マーク１０２を選択的に読み取るように構成されている。これにより、印刷位置の調整の精度と、位置検出マーク１０２の検知や演算処理に要する時間の短縮とを高いレベルでバランスすることができる。

本実施形態では、位置検出マーク１０２が、印刷用治具１００における位置検出マーク以外の部分と異なる光反射率を有する。また、検知センサ２６は、光反射率を測定する光学センサである。これにより、被印刷物２００に接触することなく位置検出マーク１０２を検出することができる。

本実施形態では、印刷用治具１００が、被印刷物２００を保持するための保持部１０４を複数備えている。これにより、複数の被印刷物２００に対して同時印刷を行うことができ、印刷スループットを顕著に高めることができる。

本実施形態では、印刷用治具１００の保持部１０４が保持部１０４の周囲に位置する周囲部よりも凹んだ凹状に形成されている。保持部１０４および上記周囲部は、被印刷物２００を保持部１０４に載置した場合に、被印刷物２００が上記周囲部と同じ高さになるように形成されている。これにより、立体形状の被印刷物２００の位置が固定され、印刷中も被印刷物２００を安定的に保持することができる。したがって、印刷位置精度をより良く向上することができる。

本実施形態では、印刷用治具１００は、以下の工程：板状部材を用意すること；および、上記板状部材の所定の位置に、被印刷物２００を保持するための保持部１０４と、位置検出マーク１０２とを同時に加工すること；を包含する製造方法で製造されている。これにより、加工時の誤差を小さく抑えることができる。

（第２実施形態）
本実施の形態は、上記印刷用治具１００の載置位置を考慮した実印刷データの作成に加え、印刷用治具１００の保持部１０４内における被印刷物２００の配置位置を考慮して、実印刷データを更新するようにしたものである。これについて、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）は、印刷用治具１００の保持部１０４に被印刷物２００が保持された状態を示す模式図である。印刷用治具１００の保持部１０４は、被印刷物２００を確実に収容可能なように、所定の余裕（遊び）をもって形成されている。このため、所望の印刷位置に、より高精度な印刷を行う観点からは、この「遊び」部分を考慮して実印刷データを作成することが好ましい。

図５を参照しながら、第２実施形態に係る印刷の手順を説明する。第２実施形態では、上記第１実施態様のステップ３１４（被印刷物２００の保持部１０４への配置）に次いで、被印刷物２００と保持部１０４との位置関係を検出する。具体的には、作業者によって上記位置情報の取得が指示されると、マイクロコンピューター３０の制御により、読み取り部３４は検出センサ２６を動作させる。検出センサ２６は、保持部１０４の縁部にある第１の検知点と、これに対応する被印刷物２００の輪郭にある第２の検知点との位置情報を、一対として取得する（ステップ４０４）。

位置情報を取得する地点やその数は、被印刷物２００や保持部１０４の形状に応じて決定するとよい。例えば保持部１０４と被印刷物２００とがそれぞれ多角形状に形成されている場合は、任意の１つ以上の頂点の位置情報を一対として取得するとよい。また、例えば保持部１０４と被印刷物２００とがそれぞれ矩形状に形成されている場合は、長辺側と短辺側とにあるそれぞれ１つ以上の地点で、保持部１０４の縁部にある第１の検知点の位置情報と、当該第１の検知点から垂線をひいたときに被印刷物２００の輪郭と接する第２の検知点の位置情報とを、一対として取得するとよい。あるいは、他の例として、被印刷物２００の輪郭にある任意の検知点と、保持部１０４の縁部にあって被印刷物２００から最も距離が近い検知点との位置情報を、一対として取得するとよい。なお、位置検出マーク１０２の位置座標Ｐ１は検出済みであるため（第１実施形態参照）、第２実施形態ではこれに基づいて保持部１０４の配置位置が概ね特定されている。したがって、例えば情報を取得する地点の数がある程度増えたとしても、位置情報を取得する地点を迅速に検出して把握することができ、検出センサ２６のスキャンを比較的短時間で行うことができる。

読み取り部３４が読み取った被印刷物２００の位置情報と保持部１０４の位置情報とは、マイクロコンピューター３０の印刷データ作成部３６で対比される。そして、保持部１０４からの被印刷物２００の位置ずれ量が算出される（ステップ４０６）。保持部１０４からの被印刷物２００の位置ずれ量は、第１実施態様で基準位置マークと位置検出マーク１０２との相対差を求めた場合と同様に、例えばＸＹずれ量やずれ角度によって表される。

図６（ｂ）は、図６（ａ）にＰ１で示した位置検出マーク１０２の付近（図６（ａ）の左上近傍）を表す部分拡大図である。図６（ｂ）において、ＸＹずれ量の大きさは、被印刷物２００の輪郭にある点と、保持部１０４の縁部にある点との差分から算出される。具体的には、Ｘ軸と垂直な保持部１０４の長辺側において、被印刷物２００の輪郭にある点Ａ１と、保持部１０４の縁部にある点Ａ０との差分（Ａ１−Ａ０）から、Ｘ軸方向のずれ量ｄｘ２が算出される。また、Ｙ軸と垂直な保持部１０４の短辺側において、被印刷物２００の輪郭にある点Ｂ１と、保持部１０４の縁部にある点Ｂ０との差分（Ｂ１−Ｂ０）から、Ｙ軸方向のずれ量ｄｙ２が算出される。また好適には、保持部１０４に対して被印刷物２００が傾いて配置されている場合に、第１実施形態と同様に、２地点以上の複数対の位置情報に基づいて、ずれ角度が算出される。

上記算出された被印刷物２００の位置ずれ量は、マイクロコンピューター３０の判定部３８によって、予め定められた所定の許容範囲以内にあるか否かが判断される（ステップ４０８）。判定部３８は、位置ずれ量が所定の許容範囲以内である場合（Ｙｅｓ）に、実印刷ジョブデータの更なる変更（更新）が不要であると判断する。一方、判定部３８は、位置ずれ量が所定の許容範囲を超える場合（Ｎｏ）に、記憶部３２に記憶されている実印刷ジョブデータの更なる変更が必要であると判断する。

更新が必要であると判断されたときには、マイクロコンピューター３０の印刷データ作成部３６により、記憶部３２に記憶されている最も新しい実印刷ジョブデータが変更される。つまり、上記算出された保持部１０４からの被印刷物２００の位置ずれ量に基づいて、ステップ３１２で記憶された実印刷ジョブデータが更に変更される（ステップ４１０）。変更された印刷ジョブデータは、実際に印刷に用いる実印刷ジョブデータとして記憶部３２に上書きされる（ステップ４１２）。作業者が印刷の開始を指示すると、マイクロコンピューター３０の印刷実行部４０により、印刷ヘッド２０が制御され、実印刷ジョブデータに基づいて被印刷物２００への印刷が行われる（ステップ４１４）。ここで、ステップ４０８において更新が不要であると判断された場合には、ステップ３１２で記憶された実印刷ジョブデータに基づいて、印刷がなされる。

第２実施形態では、印刷用治具１００と被印刷物２００との差異が検知センサ２６によって識別可能である場合に、上記した印刷用治具１００の配置位置に応じた印刷位置の調整の後に、保持部１０４と被印刷物２００との位置関係に応じて印刷ジョブデータをさらに調整する。例えば、印刷用治具１００が、検出センサ２６によって検知される第１の検知点を含む縁部を有しかつ上記縁部の内側に被印刷物２００を保持する保持部１０４を備えているとする。この態様では、読み取り部３４は、上記第１の検知点と上記第２の検知点との位置情報を取得する。印刷データ作成部３６は、読み取り部３４が読み取った上記第１の検知点と上記第２の検知点との間の距離を算出し、当該距離に基づいて実印刷データを更新する。これにより、保持部１０４と被印刷物２００との間のＸＹずれ量を補正することができる。

特に好ましい態様では、上記第１の検知点および上記第２の検知点が複数対設定され、読み取り部３４は、上記複数対の位置情報を取得するように構成されている。これにより、保持部１０４と被印刷物２００とのずれ角度をも補正することができる。したがって、印刷位置の精度がより良く高まり、一層優れた印刷品質を実現することができる。かかる態様は、例えば被印刷物２００の大きさと保持部１０４の大きさとが顕著に異なる場合にとりわけ有効である。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形してもよい。また、上記した実施の形態ならびに以下の（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

（１）上記した実施の形態においては、プリンタ１０はインクジェットプリンタであったが、これに限られるものではないことは勿論である。プリンタ１０は、ドットインパクトプリンタ、レーザープリンタなどであってもよい。

（２）上記した実施の形態においては、４つまたは６つの被印刷物２００に対して印刷を行う場合について説明したが、被印刷物２００の個数は、これに限られるものではないことは勿論である。被印刷物２００の個数は、例えば１〜３つであってもよく、５つであってもよく、７つ以上であってもよい。

（３）上記した実施の形態においては、１つの印刷用治具１００に４つの位置検出マーク１０２を備える場合について説明したが、位置検出マーク１０２の個数は、これに限られるものではないことは勿論である。位置検出マーク１０２は複数であればよく、３つ以上あるいは５つ以上、例えば１０つ以下であってもよい。

（４）上記した実施の形態においては、位置検出マークの検出センサ２６が、光反射率を測定する光学センサであったが、これに限られるものではないことは勿論である。検出センサ２６は、段差、色調、光沢などを検出するものであってもよい。例えば、少なくともグレイスケールの画像を撮影可能なカメラであってもよい。

（５）上記した第２実施形態においては、まず印刷用治具１００のみをテーブル１４の上面１４ａに載置して位置検出マーク１０２の位置情報を取得し、これに基づいて印刷ジョブデータを更新した。次いで、印刷用治具１００に被印刷物２００を配置して位置情報を取得し、これに基づいて再度印刷ジョブデータを更新した。しかし、これに限られるものではない。例えば、位置検出マーク１０２と被印刷物２００とが検出センサ２６で識別可能である場合には、印刷用治具１００と被印刷物２００とを同じタイミングでテーブル１４上に載置して、上記２段階の変更を一括して行うこともできる。

１０ プリンタ
３０ 制御装置
３２ 記憶部
３４ 読み取り部
３６ 印刷データ作成部
３８ 判定部
４０ 印刷実行部

Claims (5)

1. 複数の位置検出マークを備えた印刷用治具に保持されている被印刷物に対して印刷を行うプリンタであって、
   前記被印刷物が保持された前記印刷用治具が載置されるテーブルと、
   前記テーブルに対して相対的に移動自在に構成され、前記テーブルに載置された前記印刷用治具に保持された前記被印刷物に対して印刷を行う印刷ヘッドと、
   前記テーブルに載置された前記印刷用治具の前記位置検出マークを検知する検知器と、
   前記印刷ヘッドと前記検知器とに接続された制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   複数の前記位置検出マークに対応する複数の基準位置マークの情報と、前記被印刷物に印刷する図柄の情報と、を含んだ初期印刷データを記憶する記憶部と、
   前記テーブル上に前記印刷用治具を載置した状態で、前記検知器によって前記印刷用治具に備えられた複数の前記位置検出マークの位置情報を取得する読み取り部と、
   前記記憶部に記憶されている複数の前記基準位置マークが前記読み取り部で取得した複数の前記位置検出マークと一致するように前記初期印刷データを変更することによって、実際の印刷に用いる実印刷データを作成する印刷データ作成部と、
   前記実印刷データを用いて前記印刷ヘッドを制御することによって、前記被印刷物に印刷を行う印刷実行部と、
   を備え、
   前記印刷用治具は、前記検知器により検知される第１の検知点を含む縁部を有しかつ前記縁部の内側に前記被印刷物を保持する保持部を備え、
   前記被印刷物は、前記被印刷物が前記印刷用治具の前記保持部内の所定の位置に保持されたときに前記第１の検知点に対応する位置に設けられ、前記検知器により検知される第２の検知点を有し、
   前記読み取り部は、前記第１の検知点と前記第２の検知点との位置情報を取得し、
   前記印刷データ作成部は、前記読み取り部が読み取った前記第１の検知点と前記第２の検知点との間の距離を算出し、当該距離に基づいて前記実印刷データを更新するように構成されている、プリンタ。
2. 前記印刷用治具は、Ｎ個（ただし、Ｎ≧３）の前記位置検出マークを有し、
   前記読み取り部は、Ｎ個の前記位置検出マークのなかから、（Ｎ−１）個以下の前記位置検出マークを選択的に読み取るように構成されている、
   請求項１に記載のプリンタ。
3. 前記印刷用治具は矩形状であり、前記矩形状の四隅にそれぞれ前記位置検出マークを有している、
   請求項２に記載のプリンタ。
4. 前記第１の検知点および前記第２の検知点は、複数対設定され、
   前記読み取り部は、前記複数対の位置情報を取得するように構成されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のプリンタ。
5. 前記位置検出マークは、前記印刷用治具における前記位置検出マーク以外の部分と光反射率が異なるように形成されており、
   前記検知器は、光反射率を測定する光学センサである、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のプリンタ。

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