液体排出装置以及液体排出方法技术领域
本发明涉及液体排出装置以及液体排出方法。
背景技术
通常使用液体排出装置，其将液体排出到介质并形成液体排出物。通过使用这样
的液体排出装置，可以将液体排出到各种形状的介质。例如，液体可以排出到介质的曲面。
专利文献1公开了一种液体排出装置，其设置有沿着预定曲率排出液体的排出单元并且可
以将液体排出到具有预定曲率的介质。
此外，还使用通过使介质和液体排出单元相对旋转来排出液体的液体排出装置。
然而，例如，当通过使用这种液体排出装置将液体排出到具有圆锥形或圆锥台形的介质的
圆周部时，由于液体排出时每单位时间的介质的相对移动距离会变化，因此相邻液滴之间
的距离会变化，使得液体排出物的质量可能会劣化。换句话说，在具有大直径的部分中每单
位时间的介质的相对移动距离大，而在具有小直径的部分中每单位时间的介质的相对移动
距离小。因此，在具有大直径的部分中相邻液滴之间的距离大，而在具有小直径的部分中相
邻液滴之间的距离小，使得液体排出物的质量可能会劣化。因此，例如，专利文献2公开了一
种液体排出装置，其能够根据液体排出时每单位时间的介质的相对移动距离来调整排出的
墨滴的直径。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP-A-2000-280567
专利文献2：JP-A-2006-335019
发明内容
技术问题
然而，提高液滴直径的调整精度是困难的，因此期望另一种方法来抑制由于当液
体排出时每单位时间的介质和排出单元之间的相对移动距离的差导致的液体排出物的质
量的劣化。
因此，本发明的目的在于，在使介质和排出液体的排出单元相对旋转的同时排出
液体的液体排出装置中，抑制由于当排出液体时每单位时间的介质和排出单元之间的相对
移动距离的差所引起的液体排出物的质量的劣化。
问题的解决方案
为解决上述问题的本发明的第一方案的液体排出装置的特征在于包括：排出单
元，其将液体从喷嘴排出到介质；旋转机构，其使介质和排出单元围绕与所述液体的排出方
向相交的旋转轴方向而相对旋转移动；以及控制单元，其根据每单位时间的所述介质和所
述排出单元之间的相对移动距离来控制所述液体的排出频率。
在所述第一方案中，本发明的第二方案的液体排出装置的特征在于包括多个排出
单元，并且特征在于所述控制单元对每个排出单元控制排出频率。
在所述第二方案中，本发明的第三方案的液体排出装置的特征在于当从所述旋转
轴方向观察时所述排出单元被布置为圆弧状。
在所述第二或第三方案中，本发明的第四方案的液体排出装置的特征在于所述排
出单元沿着所述旋转轴方向交错布置。
在所述第二至第四方案中的任一方案中，本发明的第五方案的液体排出装置的特
征在于排出单元被布置为使得当从与旋转轴方向相交的方向观察时，设置有所述喷嘴的区
域彼此重叠。
在所述第二至第五方案中的任一方案中，本发明的第六方案的液体排出装置的特
征在于能够调整所述排出单元的位置和姿势中的至少任一个。
在所述第一至第六方案中的任一方案中，本发明的第七方案的液体排出装置的特
征在于所述介质具有圆锥形或圆锥台形。
本发明的第八方案的液体排出方法的特征在于使用包括将液体从喷嘴排出到介
质的排出单元的液体排出装置，使所述介质和所述排出单元围绕与所述液体的排出方向相
交的旋转轴方向而相对旋转移动，并且通过根据每单位时间的所述介质和所述排出单元之
间的相对移动距离控制所述液体的排出频率来排出所述液体。
发明的有益效果
根据本发明，在使介质和排出液体的排出单元相对旋转的同时排出液体的液体排
出装置中，能够抑制由于当排出液体时每单位时间的介质和排出单元之间相对移动距离的
差引起的液体排出物的质量的劣化。
附图说明
图1是示出根据本发明的第一实施例的记录装置的主部分的示意性透视图；
图2是示出根据本发明的第一实施例的记录装置的主部分的示意性平面图；
图3是示出根据本发明的第一实施例的记录装置的框图；
图4是用于说明根据本发明的第一实施例的记录装置的曲线图；
图5是用于说明根据本发明的第一实施例的记录装置的曲线图；
图6是示出根据本发明的第二实施例的记录装置的主部分的示意性透视图；
图7是示出根据本发明的第三实施例的记录装置的主部分的示意性透视图；
图8是示出根据本发明的第三实施例的记录装置的主部分的示意性透视图；
图9是示出根据本发明的第四实施例的记录装置的主部分的示意性透视图；
图10是示出根据本发明的第四实施例的记录装置的主部分的示意性平面图；
图11是本发明的记录方法的实施例的流程图。
具体实施例
[第一实施例](图1至图5)
在下文中，将参照附图对作为根据本发明第一实施例的液体排出装置的记录装置
进行详细描述。
图1是示出本实施例的记录装置1的主部分的示意性透视图。图2是示出本实施例
的记录装置1的主部分的示意性平面图。
根据本实施例的记录装置1包括能够保持记录介质M(介质)并在旋转方向R1上旋
转的保持单元2。图1和图2示出了保持单元2保持具有锥形角度THETA的圆锥台形的记录介
质M的状态。本实施例的记录装置1具有这样的构造：记录介质M沿Z方向安装在保持单元2上
从而记录介质M由保持单元2保持。然而，记录装置1不限于这样的构造。例如，记录装置1可
以具有包括保持单元的构造，保持单元具有固定记录介质M的固定器等。
当本实施例的记录装置1安装在水平表面上时，方向X和方向y是水平方向，而方向
X是竖直方向。
本实施例的记录装置1具有多个记录头3(从记录头3a到记录头3e的五个记录头)
作为记录单元，其将墨水(液体)从多个喷嘴4(喷嘴阵列)排出到作为记录介质M的记录表面
的圆周部5，并且因此可以在圆周部5上记录。这里，本实施例的记录装置1可以使用黑色、青
色、品红色和黄色的有色墨水作为墨水，并且还可以使用用于形成底层的墨水和用于形成
保护在记录表面上形成的图像的保护层的墨水。记录头3的所有喷嘴阵列在与旋转方向R1
相交的方向上延伸。
本实施例的每个记录头3具有相同的构造。如图1所示，记录头3可以相对于记录装
置1沿旋转方向R2旋转移动，且如图2所示，记录头3可以在记录头3接近和远离记录介质M的
方向A上移动。
本实施例的记录装置1具有这样的构造，使得记录装置1能够在圆周部5和喷嘴4之
间的距离(所谓的PG)保持恒定的同时，在具有各种锥形角度THETA的圆锥台形的记录介质M
上进行记录(排出液体至其上)。此外，由于如上所述的构造，记录装置1可以在具有各种圆
周长度的记录介质M上进行记录。
以这种方式，可以调整记录头3的位置和姿势中的至少任一个，从而可以在具有各
种尺寸和形状的记录介质上进行记录。
虽然根据本实施例的记录装置1具有记录介质M相对于记录头3旋转移动的构造，
但是记录装置1仅需要具有其中记录介质M和记录头3可以相对旋转移动的构造。例如，记录
装置1可以具有其中保持记录介质M的保持单元2被固定并且记录头3相对于固定的保持单
元2旋转移动的构造。
此外，即使当记录介质M具有复杂形状时，通过经由PC 15(参见图3)将记录介质M
的形状输入到控制单元6(参见图3)，控制单元6改变记录头3相对于记录介质M的位置和姿
势(角度)，使得本实施例的记录装置1也可以在PG保持恒定的同时进行记录。
在根据本实施例的记录装置1中，如图2所示，当从作为保持单元2的旋转轴方向
(旋转轴17的方向)的方向Z观察时记录头3被布置为圆弧状。以这种方式，有效地使用了记
录装置1中的空间，并且减小了记录装置1的尺寸。
如图1所示，各记录头3被布置为使得当从与作为旋转轴方向的方向Z相交的方向
观察时，设置有喷嘴的各区域彼此重叠。具体地，在图1中，记录头3b的喷嘴4的上端定位为
高于记录头3a的喷嘴4的下端，记录头3c的喷嘴4的上端定位为高于记录头3b的喷嘴4的下
端，记录头3d的喷嘴4的上端定位为高于记录头3c的喷嘴4的下端，且记录头3e的喷嘴4的上
端定位为高于记录头3d的喷嘴4的下端。因此，能够在进行记录时在方向Z上无间隙。
接下来，将对根据本实施例的记录装置1的电气配置进行描述。
图3是本实施例的记录装置1的框图。
控制单元6设置有控制整个记录装置1的CPU 7。CPU 7通过系统总线8连接到存储
由CPU 7执行的各种控制程序的ROM 9和可以临时存储日期的RAM 10。
此外，CPU 7通过系统总线8连接到用于驱动记录头3的头驱动单元11。
此外，CPU 7通过系统总线8连接到电机驱动单元12。这里，电机驱动单元12连接到
记录头移动电机13和保持单元驱动电机14，记录头移动电机13是排出单元移动机构，保持
单元驱动电机14是使记录介质M和记录头3在与墨水排出方向相交的方向Z上围绕旋转轴方
向而相对旋转移动的旋转机构。
这里，记录头移动电机13包括使记录头3移动的所有电机，例如，使记录头3在A方
向上移动的电机和使记录头3在旋转方向R2上旋转移动的电机。
保持单元驱动电机14包括使保持单元2移动的所有电机，例如使电机在旋转方向
R1上移动的电机。
此外，CPU 7通过系统总线8连接到输入/输出单元16，并且输入/输出单元16可以
连接到PC 15，往输入/输出单元16可以输入诸如记录数据和来自用户的指示的各种信息。
由于这样的配置，当本实施例的控制单元6进行记录时，控制单元6根据每单位时
间的记录介质M和记录头3之间的相对移动距离(记录介质M和记录头3之间的相对移动距
离)来控制从记录头3排出的墨水的排出频率。具体地，例如，如在本实施例中，当控制单元6
在具有圆锥台形的记录介质M的圆周部5上进行记录或者在具有圆锥形的记录介质M的圆周
部5上进行记录时，控制单元6通过根据面对每个喷嘴4的圆周部5的直径来增大直径大的部
分处的排出频率并减小直径小的部分处的排出频率，来防止相邻液滴之间的距离(相邻墨
点之间的距离)之间的差极大地变化。以这种方式，控制单元6抑制了在进行记录时由于每
单位时间的记录介质M的移动距离的差而导致的记录图像(液体排出物)的质量的劣化。
虽然在本实施例中，使用了具有圆锥台形的记录介质M，但是记录介质M的形状不
限于圆锥形和圆锥台形。记录介质M的圆周部5可以不仅具有通过将直线围绕旋转轴17旋转
且不改变直线与旋转轴17之间的距离而形成的形状，还具有通过旋转曲线而非直线而形成
的形状、通过旋转直线的组合而形成的形状或者通过旋转曲线和直线的组合而形成的形
状。关于具有各种形状的记录介质M的圆周部5，控制单元6通过图中未示出的传感器等识别
出圆周部5的形状，根据识别结果对每个喷嘴4计算每单位时间的记录介质M的移动距离，并
根据移动距离控制排出频率，使得能够使用记录表面不具有圆周形状的记录介质M.
接下来，将对本实施例的记录装置1的液滴之间的距离的变化的抑制效果进行描
述。
图4是示出当通过使用本实施例的记录装置1在锥形角度THETA为15度的记录介质
M上进行记录时，在竖直方向上记录介质M的从下侧起的位置与在该位置处记录头3的驱动
频率(墨水的排出频率)之间的对应关系的曲线图。图5是示出当通过使用本实施例的记录
装置1在锥形角度THETA为15度的记录介质M上进行记录时，在竖直方向上记录介质M的从下
侧起的位置与在该位置处相邻液滴之间的距离之间的对应关系的曲线图。
在竖直方向上的从50到120的位置范围对应于从记录头3d(下端喷嘴4的位置对应
于50)到记录头3b的位置(上端喷嘴4的位置对应于120)。
这里，图4和图5中的各标记彼此对应，且由菱形所示的标记(1)表示相邻液滴之间
的距离恒定并且相邻液滴之间的距离是理想的情况。在这种情况下，如图5所示，在竖直方
向上的任何位置处，相邻液滴之间的距离是恒定的，并且为0.0175mm。如图4所示，在这种情
况下的驱动频率与竖直方向上的位置成比例。
优选地，驱动记录头3使得竖直方向上的位置和驱动频率之间的关系如上所述。然
而，为了以这种方式驱动记录头3，在从记录头3a到记录头3e的所有记录头3中，在记录头3
中必须改变驱动频率。为了改变记录头3中的驱动频率，记录头3的构造和控制方法可能是
复杂的，从而本实施例的记录装置1通过控制单元6进行由图4和图5中的正方形标记示出的
驱动控制。
具体地，如图4中的正方形标记(2)所示，本实施例的记录装置1进行使得驱动频率
相对于竖直方向上的位置逐级改变的控制。更具体地，驱动频率的逐级改变对应于每个记
录头3，并且进行驱动控制以使得在每个记录头3中驱动频率保持恒定并且使得驱动频率按
照记录头3e、记录头3d、记录头3c、记录头3b和记录头3a的顺序增加。
在本实施例的记录装置1中，以这种方式进行驱动控制，使得液滴之间的距离处于
如图5所示的预定范围之内。
由图4和图5中的三角形标记(3)所示的驱动控制表示在所有记录头3中驱动频率
恒定为15KHz的情况。在这种情况下，在竖直方向上的位置为50至120的范围内液滴之间的
距离之间的差超过0.01mm。另一方面，当进行用图4和图5中的正方形标记示出的本实施例
的驱动控制时，在竖直方向上的位置为50至120的范围内，液滴之间的距离之间的差为约
0.005mm以下。
以这种方式，与驱动频率恒定在15KHz的情况相比，通过本实施例的驱动控制，在
液滴之间的距离之间的差在从记录头3d到记录头3b的记录范围内减小到一半以下。在从记
录头3e到记录头3a的记录范围中，虽然在驱动频率恒定为15KHz的情况下液滴之间的距离
之间的差进一步增加，但是在进行本实施例的驱动控制的情况下液滴之间的距离之间的差
不变。
[第二实施例](图6)
接下来，将参照附图对第二实施例的记录装置1进行详细地描述。
图6是示出第二实施例的记录装置1的主部分的示意性透视图。与上述实施例相同
的部件由相同的附图标记表示并且将省略详细描述。
本实施例的记录装置1的除了记录头3之外的部件与第一实施例的记录装置1的那
些部件相同。
如图6所示，在本实施例的记录装置1中，当从作为保持单元2的旋转轴方向的Z方
向观察时，记录头3交错地布置。通过采用这种简单构造，多个记录头3被布置为使得当从与
方向Z相交的方向观察时，设置有喷嘴4的各区域彼此重叠，使得在进行记录时能够在方向Z
上无间隙。
以与第一实施例的记录头3相同的方式，可以改变本实施例的每个记录头3的位置
和姿势。
[第三实施例](图7和图8)
接下来，将参照附图对第三实施例的记录装置1进行详细地描述。
图7和图8是分别从不同角度示出第三实施例的记录装置1的主部分的示意性透视
图。与上述实施例相同的部件由相同的附图标记表示并且将省略详细描述。
本实施例的记录装置1的除了记录头3之外的部件与第一和第二实施例的记录装
置1的那些部件相同。
第一和第二实施例的记录装置1包括多个记录头3，并且控制单元6对每个记录头3
控制墨水的排出频率。因此，不需要使记录头3中每个喷嘴4的排出频率互异，从而能够简化
记录装置1的构造，并且可以容易控制排出频率。此外，通过使用多个记录头3来减小每个记
录头3的尺寸，使得记录装置1中记录头3的布置的自由度得以增加。
另一方面，本实施例的记录装置1包括一个记录头3。通过由控制单元6进行的控制
来单独驱动一个记录头3的多个喷嘴4的每个块来使记录头3中的排出频率互异。通过采用
这种构造，能够抑制由于多个记录头3中的每一个的安装位置的变化而导致的多个记录头3
之间的墨水排出位置的变化。
以与第一和第二实施例的记录头3相同的方式，可以改变本实施例的每个记录头3
的位置和姿势。
[第四实施例](图9和图10)
接下来，将参照附图详细描述第四实施例的记录装置1。
图9是示出第四实施例的记录装置1的主部分的示意性透视图。图10是示出第四实
施例的记录装置1的主部分的示意性平面图。与上述实施例相同的部件由相同的附图标记
表示并且将省略详细描述。
本实施例的记录装置1的除了记录头3之外的部件与第一、第二和第三实施例的记
录装置1的那些部件相同。
第一、第二和第三实施例的记录装置1的每个记录头3具有对应于多种类型的墨水
的喷嘴4，并且可以排出多种类型的墨水。
另一方面，本实施例的记录装置1是具有如下构造的记录装置：通过具有多个(四
个)能够排出一种类型的墨水的记录头3并且使每个记录头3排出不同的墨水来排出多种类
型的墨水并进行记录。通过采用这种构造，可以抑制更换记录头3的成本。例如，这是因为，
当在第三实施例的记录装置1中仅一种类型的墨水发生墨水排出故障时，必须更换整个记
录头3，然而，在本实施例的记录装置1中，可以仅更换发生排出故障的记录头3。
[记录方法的实施例](图11)
接下来，将描述使用第一实施例的记录装置1的记录方法(液体排出方法)的实施
例。
图11是本实施例的记录方法的流程图。
首先，在步骤S110中的记录介质保持工序中，用户将记录介质M安装在保持单元2
上，并且使保持单元2保持记录介质M。
接着，当记录数据从PC 15输入到控制单元6时，在步骤S120的旋转移动工序中，记
录装置1使保持记录介质M的保持单元2在旋转方向R1上旋转移动。在本实施例中，使用第一
实施例的记录装置1，使得记录介质M相对于记录头3旋转移动。然而，记录介质M和记录头3
仅需要相对地旋转移动。例如，保持记录介质M的保持单元2被固定，并且记录头3可以相对
于固定的保持单元2相对旋转移动。
接下来，在步骤S130中的记录工序中，通过将所期望的墨水从记录头3排出到正在
旋转移动的记录介质M来进行记录。具体地，在控制单元6根据每单位时间的记录介质M和记
录头3的移动距离控制墨水的排出频率的同时进行记录。在本实施例中，通过使用黑色墨
水、青色墨水、品红色墨水和黄色墨水形成图像。然而，可以进一步形成底层、外涂层等。
在步骤S140中的记录结束判定工序中，基于记录数据判定记录是否结束，并且如
果判定记录未结束，则工序返回到步骤S130中的记录工序，并且如果判定记录结束，则本实
施例的记录方法结束。
如上所述，根据本实施例的记录方法，在控制单元6根据每单位时间的记录介质M
和记录头3的移动距离来控制墨水的排出频率的同时进行记录，使得能够抑制由于当进行
记录时每单位时间的记录介质M的移动距离的差而导致的记录图像的质量的劣化。
本发明不限于上述实施例，在权利要求书所记载的本发明的范围内可以进行各种
变形。不用说，这些变形也包括在本发明的范围内。
已经详细描述了本发明的具体实施例。这里，将再次总结和描述本发明。
本发明的第一方案的液体排出装置1的特征在于包括：排出单元3，其将液体从喷
嘴4排出到介质M；旋转机构14，其使介质M和排出单元3围绕与液体的排出方向相交的旋转
轴方向Z相对旋转移动；以及控制单元6，其根据每单位时间的介质M和排出单元3之间的相
对移动距离来控制液体的排出频率。
根据该方案，液体的排出频率根据每单位时间的介质M和排出单元3之间的相对移
动距离来控制。具体地，例如，当将液体排出到具有圆锥形或圆锥台形的介质M的圆周部分
时，可以通过根据圆周部分的直径来增大直径大的部分处的排出频率并且减小直径小的部
分处的排出频率而减小相邻液滴之间的距离之间的差。因此，能够抑制当排出液体时由于
每单位时间的介质M的相对移动距离的差而导致的液体排出物的质量的劣化。
在所述第一方案中，本发明的第二方案的液体排出装置1的特征在于包括多个排
出单元3，并且特征在于控制单元6对每个排出单元3控制排出频率。
根据该方案，对每个排出单元3控制排出频率。因此，不需要使排出单元3中的每个
喷嘴4的排出频率互异，使得能够简化液体排出装置1的构造。此外，能够容易地控制排出频
率。此外，能够减小排出单元3的尺寸，使得能够增加液体排出装置1中的排出单元3的布置
的自由度。
在所述第二方案中，本发明的第三方案的液体排出装置1的特征在于当从旋转轴
方向Z观察时，排出单元3被布置为圆弧状。
根据该方案，当从旋转轴方向Z观察时，排出单元3被布置为圆弧状。因此，能够有
效地利用液体排出装置1中的空间，且能够减小液体排出装置1的尺寸。
在所述第二或第三方案中，本发明的第四方案的液体排出装置1的特征在于排出
单元3沿着旋转轴方向Z交错布置。
根据这个方案，排出单元3沿旋转轴方向Z交错布置。因此，容易将排出单元3布置
为使得当从与旋转轴方向Z相交的方向观察时，设置有喷嘴4的区域彼此重叠，因此，能够在
旋转轴方向Z上没有间隙地排出液体。
在所述第二至第四方案中的任一方案中，本发明的第五方案的液体排出装置1的
特征在于排出单元3被布置为使得当从与旋转轴方向Z相交的方向观察时，设置有喷嘴4的
区域彼此重叠。
根据该方案，排出单元3被布置为使得当从与旋转轴方向Z相交的方向观察时，设
置有喷嘴4的区域彼此重叠。因此，能够在排出液体时在旋转轴方向Z上没有间隙。
在所述第二至第五方案中的任一方案中，本发明的第六方案的液体排出装置1的
特征在于能够调整排出单元3的位置和姿势中的至少任一个。
根据该方案，能够调整排出单元3的位置和姿势中的至少任一个。因此，通过调整
位置和姿势中的至少任一个，可以将液体排出到具有各种尺寸和形状的介质M。
在所述第一至第六方案中的任一方案中，本发明的第七方案的液体排出装置1的
特征在于介质M具有圆锥形或圆锥台形。
根据该方案，介质M具有圆锥形或圆锥台形。因此，当液体排出到具有圆锥形或圆
锥台形状的介质M时，可以抑制由于每单位时间的介质M的相对移动距离的差而导致的液体
排出物的质量的劣化。
本发明的第八方案的液体排出方法的特征在于使用包括将液体从喷嘴4排出到介
质M的排出单元3的液体排出装置1，使介质M和排出单元3围绕与液体的排出方向相交的旋
转轴方向Z而相对旋转移动，并且通过根据每单位时间的介质M和排出单元3之间的相对移
动距离控制液体的排出频率来排出液体。
根据该方案，液体的排出频率根据每单位时间的介质M和排出单元之间的相对移
动距离来控制。因此，可以抑制由于当排出液体时每单位时间的介质M的相对移动距离的差
而导致的液体排出物的质量的劣化。
附图标记列表
1 记录装置(液体排出装置)
2 保持单元
3 记录头(排出单元)
4 喷嘴
5 作为记录介质M的记录表面的圆周部分
6 控制单元
7 CPU
8 系统总线
9 ROM
10 RAM
11 头驱动单元
12 电机驱动单元
13 记录头移动电机
14 保持单元驱动电机(旋转机构)
15 PC
16 输入/输出单元
17 旋转轴
M 记录介质(介质)
THETA 锥形角度