ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022175221
(43)【公開日】2022-11-25
(54)【発明の名称】立体物印刷装置、および、立体物印刷方法
(51)【国際特許分類】
B05C 11/10 20060101AFI20221117BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20221117BHJP
B41J 3/407 20060101ALI20221117BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20221117BHJP
B05D 7/00 20060101ALI20221117BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20221117BHJP
B05D 3/00 20060101ALI20221117BHJP
B25J 13/00 20060101ALI20221117BHJP
B05B 12/00 20180101ALN20221117BHJP
B05B 13/04 20060101ALN20221117BHJP
【ＦＩ】
B05C11/10
B41J2/01 109
B41J2/01 303
B41J2/01 401
B41J3/407
B05C5/00 101
B05D7/00 K
B05D1/26 Z
B05D3/00 D
B25J13/00 Z
B05B12/00 A
B05B13/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021081452
(22)【出願日】2021-05-13
(71)【出願人】
【識別番号】000002369
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100179475
【弁理士】
【氏名又は名称】仲井 智至
(74)【代理人】
【識別番号】100216253
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 宏紀
(74)【代理人】
【識別番号】100225901
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 真之
(72)【発明者】
【氏名】望月 建寿
【テーマコード（参考）】
2C056
3C707
4D075
4F035
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
2C056EA04
2C056EB07
2C056EB37
2C056EC11
2C056EC31
2C056EC35
2C056FA04
2C056FB01
2C056FB09
2C056HA12
3C707AS13
3C707BS12
3C707LU01
4D075AC06
4D075AC09
4D075AC88
4D075AC91
4D075AC93
4D075AC94
4D075CA47
4D075CA48
4D075DA23
4D075EA05
4D075EA33
4D075EA35
4F035AA03
4F035BB32
4F035BC02
4F035CA01
4F035CA05
4F035CD06
4F035CD08
4F035CD12
4F035CD15
4F035CD18
4F035CD19
4F041AA01
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA13
4F041BA22
4F042AA01
4F042BA04
4F042BA08
4F042BA10
4F042DH09
(57)【要約】
【課題】ヘッドの移動に伴って生じるロボットの振動を抑制すること。
【解決手段】立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を有する立体物印刷装置であって、前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる印刷動作とを実行し、前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい。
【選択図】図６
【解決手段】立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を有する立体物印刷装置であって、前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる印刷動作とを実行し、前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、
前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、
を有する立体物印刷装置であって、
前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、
前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる印刷動作と、
を実行し、
前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、
を有する立体物印刷装置であって、
前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、
前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる印刷動作と、
を実行し、
前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
【請求項2】
前記第１速度調整動作は、
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第１速度調整動作の実行中における期間において、前記ヘッドの移動速度は、前記第１速度から前記第２速度へと近づくように単調増加または単調減少する、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷装置。
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第１速度調整動作の実行中における期間において、前記ヘッドの移動速度は、前記第１速度から前記第２速度へと近づくように単調増加または単調減少する、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷装置。
【請求項3】
前記第１速度調整動作と前記印刷動作との間の期間において、前記ヘッドの移動速度を前記第２速度に維持しつつ、前記印刷開始位置に向かって前記ヘッドを移動させる速度維持動作を実行する、
ことを特徴とする請求項２に記載の立体物印刷装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の立体物印刷装置。
【請求項4】
前記ロボットが前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置よりも前記印刷領域から離れた待機位置において待機させる待機動作と、
前記ロボットが前記ヘッドを前記待機位置から前記印刷準備位置に向かって移動させる移動動作と、
を前記第１速度調整動作よりも前に実行する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
前記ロボットが前記ヘッドを前記待機位置から前記印刷準備位置に向かって移動させる移動動作と、
を前記第１速度調整動作よりも前に実行する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項5】
前記印刷準備位置において、前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な移動を一定期間停止する印刷準備動作を前記第１速度調整動作の前に実行する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項6】
前記第１速度調整動作は、
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第２速度が、前記第１速度より大きい、
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第２速度が、前記第１速度より大きい、
ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項7】
前記第１速度調整動作は、
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第２速度が、前記第１速度より小さい、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
前記ヘッドの位置を前記印刷準備位置から前記印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を前記印刷準備位置における速度である第１速度から前記印刷開始位置における速度である第２速度へと調整し、
前記第２速度が、前記第１速度より小さい、
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項8】
前記ヘッドが液体の吐出を停止し、前記ヘッドの移動速度を変化させる第２速度調整動作を前記印刷動作に続いて実行し、
前記第２速度調整動作における前記ヘッドの加速度の絶対値は、前記第１速度調整動作における前記ヘッドの加速度の絶対値に比べて大きい、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
前記第２速度調整動作における前記ヘッドの加速度の絶対値は、前記第１速度調整動作における前記ヘッドの加速度の絶対値に比べて大きい、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項9】
前記ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルを有し、
前記第１速度調整動作における単位移動量あたりの前記複数のノズルの配列方向まわりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作における前記単位移動量あたりの前記配列方向まわりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
前記第１速度調整動作における単位移動量あたりの前記複数のノズルの配列方向まわりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作における前記単位移動量あたりの前記配列方向まわりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項10】
立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、
前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、
を用いた立体物印刷方法であって、
前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、
前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドを移動し、且つ、前記ヘッドの姿勢を変化させる印刷動作と、
を実行し、
前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷方法。
前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、
を用いた立体物印刷方法であって、
前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、
前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドを移動し、且つ、前記ヘッドの姿勢を変化させる印刷動作と、
を実行し、
前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、立体物印刷装置、および、立体物印刷方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、立体的なワークの表面にインクジェット方式により印刷を行う立体物印刷装置が知られている。例えば、特許文献１には、ワーク上の印刷領域に対してインク等の液体を吐出するヘッドと、ヘッドを支持し、ワークとヘッドとの相対的な位置を変化させるロボットとを有する立体物印刷装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－０５０８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述した従来の技術では、印刷の実行中において、ヘッドの移動に伴ってロボットに振動が生じ、ロボットに生じた振動がヘッドに伝搬して、印刷品質が劣化する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物印刷装置の一態様は、立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を有する立体物印刷装置であって、前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる印刷動作とを実行し、前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい。
【0006】
以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物印刷方法の一態様は、立体的なワーク上の印刷領域に対して液体を吐出するヘッドと、前記ヘッドを支持し、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を用いた立体物印刷方法であって、前記ロボットが前記ヘッドの位置を印刷準備位置から前記印刷準備位置よりも前記印刷領域に近い印刷開始位置に向かって移動しつつ、前記ヘッドの移動速度を調整する第１速度調整動作と、前記印刷開始位置において前記ヘッドが前記印刷領域に対して液体の吐出を開始し、前記ヘッドから液体を吐出しつつ、前記ロボットが前記ヘッドを移動し、且つ、前記ヘッドの姿勢を変化させる印刷動作と、を実行し、前記第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量は、前記印刷動作の実行中における前記単位期間あたりの前記ヘッドの姿勢変化量よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図。
【図2】第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図。
【図3】第１実施形態における液体吐出ユニット３００の概略構成を示す斜視図。
【図4】第１実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートを示す図。
【図5】立体物印刷方法を実行中の一連の動作を説明するための説明図。
【図6】第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の移動経路ＲＵを説明するための説明図。
【図7】参考例における移動経路ＲＵａを説明するための説明図。
【図8】第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の姿勢を説明するための説明図。
【図9】経過時刻に対する出力信号Ｄ１＿５を示す図。
【図10】第１実施形態における関節２３０＿１の振動の強度を説明するための図。
【図11】参考例における関節２３０＿１の振動の強度を説明するための図。
【図12】第２実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートを示す図。
【図13】第２実施形態に係る立体物印刷方法を実行中の一連の動作を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【0009】
以下の説明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向といい、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向という。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向という。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向をＺ１方向およびＺ２方向という。
【0010】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述のワークＷおよび基部２１０が設置される空間に設定されるベース座標系の座標軸である。典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。なお、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、直交しない場合もある。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が８０°以上１００°以下の範囲内の角度で互いに交差すればよい。
【0011】
１．第１実施形態
１－１．立体物印刷装置の概略
図１は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置１００は、立体的なワークＷの表面の一部の印刷領域ＷＦにインクジェット方式により印刷を行う装置である。図１では、印刷領域ＷＦは、ワークＷの表面の一部であるが、表面の全部でもよい。
１－１．立体物印刷装置の概略
図１は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置１００は、立体的なワークＷの表面の一部の印刷領域ＷＦにインクジェット方式により印刷を行う装置である。図１では、印刷領域ＷＦは、ワークＷの表面の一部であるが、表面の全部でもよい。
【0012】
図１に示す例では、ワークＷは、長軸ＡＸまわりの長球状をなすラグビーボールであり、印刷領域ＷＦは、曲率が略一定の曲面である。但し、印刷領域ＷＦは、曲率が一定でない曲面でもよい。本実施形態では、ワークＷは、長軸ＡＸがＸ軸に平行となるように配置される。なお、ワークＷは、ラグビーボールに限定されない。例えば、ワークＷは、何らかの製品となる物であり、印刷領域ＷＦに印刷を行うことは、この製品を製造する一連の工程の一つである。ワークＷの形状および大きさの態様は、図１に示す例に限定されず、任意であり、例えば、ワークＷの表面は、平面、段差面または凹凸面等の面を有してもよい。また、ワークＷの設置姿勢も、図１に示す例に限定されず、任意である。
【0013】
図１に示す例では、立体物印刷装置１００は、垂直多関節ロボットを用いるインクジェットプリンターである。具体的には、図１に示すように、立体物印刷装置１００は、ロボット２００と液体吐出ユニット３００と液体供給ユニット４００とコントローラー６００とメンテナンスユニット８００とを有する。以下、まず、図１に示す立体物印刷装置１００の各部を順次簡単に説明する。
【0014】
ロボット２００は、ワークＷに対する液体吐出ユニット３００の位置および姿勢を変化させる移動機構である。図１に示す例では、ロボット２００は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットである。具体的には、ロボット２００は、基部２１０とアーム２２０とを有する。
【0015】
基部２１０は、アーム２２０を支持する台である。図１に示す例では、基部２１０は、Ｚ１方向を向く床面等の設置面ＢＮにネジ止め等により固定される。なお、基部２１０が固定される設置面ＢＮは、いかなる方向を向く面でもよく、図１に示す例に限定されず、例えば、壁、天井、移動可能な台車等が有する面でもよい。
【0016】
アーム２２０は、基部２１０に取り付けられる基端と、当該基端に対して３次元的に位置および姿勢を変化させる先端と、を有する６軸のロボットアームである。具体的には、アーム２２０は、アーム部品２２１、アーム部品２２２、アーム部品２２３、アーム部品２２４、アーム部品２２５およびアーム部品２２６を有し、これらがこの順に連結される。
【0017】
アーム部品２２１は、基部２１０に対して回動軸Ｏ１まわりに回動可能に関節２３０＿１を介して連結される。アーム部品２２２は、アーム部品２２１に対して回動軸Ｏ２まわりに回動可能に関節２３０＿２を介して連結される。アーム部品２２３は、アーム部品２２２に対して回動軸Ｏ３まわりに回動可能に関節２３０＿３を介して連結される。アーム部品２２４は、アーム部品２２３に対して回動軸Ｏ４まわりに回動可能に関節２３０＿４を介して連結される。アーム部品２２５は、アーム部品２２４に対して回動軸Ｏ５まわりに回動可能に関節２３０＿５を介して連結される。アーム部品２２６は、アーム部品２２５に対して回動軸Ｏ６まわりに回動可能に関節２３０＿６を介して連結される。なお、以下では、関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれを関節２３０という場合がある。
【0018】
関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれは、隣り合う２つのアーム部品の一方を他方に対して回動可能に連結する機構である。図１では図示しないが、関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれには、隣り合う２つのアーム部品の一方を他方に対して回動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該回動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該回動の角度等の動作量を検出するロータリーエンコーダー等のエンコーダーと、を有する。なお、当該駆動機構の集合体は、後述の図２に示すアーム駆動機構２４０に相当する。また、当該エンコーダーは、後述の図２等に示すエンコーダー２４１に相当する。
【0019】
回動軸Ｏ１は、基部２１０が固定される設置面ＢＮに対して垂直な軸である。回動軸Ｏ２は、回動軸Ｏ１に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ３は、回動軸Ｏ２に対して平行な軸である。回動軸Ｏ４は、回動軸Ｏ３に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ５は、回動軸Ｏ４に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ６は、回動軸Ｏ５に対して垂直な軸である。
【0020】
なお、これらの回動軸について、「垂直」とは、２つの回動軸のなす角度が厳密に９０度である場合のほか、２つの回動軸のなす角度が９０度から±５度程度の範囲内でずれる場合も含む。同様に、「平行」とは、２つの回動軸が厳密に平行である場合のほかに、２つの回動軸の一方が他方に対して±５度程度の範囲内で傾斜する場合も含む。
【0021】
以上のアーム２２０の先端部、すなわち、アーム部品２２６には、エンドエフェクターとして、液体吐出ユニット３００がネジ止め等により固定された状態で装着される。
【0022】
液体吐出ユニット３００は、液体の一例であるインクをワークＷに向けて吐出するヘッド３１０を有する機器である。本実施形態では、液体吐出ユニット３００は、ヘッド３１０のほか、ヘッド３１０に供給されるインクの圧力を調整する圧力調整弁３２０と、ワークＷとの間の距離を計測するセンサー３３０と、を有する。これらは、ともにアーム部品２２６に固定されるので、互いの位置および姿勢の関係が固定される。
【0023】
当該インクとしては、特に限定されず、例えば、水系溶媒に染料または顔料等の色材を溶解させた水系インク、紫外線硬化型等の硬化性樹脂を用いた硬化性インク、および、有機溶剤に染料または顔料等の色材を溶解させた溶剤系インク等が挙げられる。なお、当該インクは、溶液に限定されず、分散媒に色材等を分散質として分散させたインクでもよい。また、当該インクは、色材を含むインクに限定されず、配線等を形成するための金属粒子等の導電性粒子を分散質として含むインクでもよい。
【0024】
図１では図示しないが、ヘッド３１０は、圧電素子と、インクを収容するキャビティーと、当該キャビティーに連通するノズルと、有する。ここで、当該圧電素子は、キャビティーごとに設けられており、当該キャビティーの圧力を変化させることにより、当該キャビティーに対応するノズルからインクを吐出させる。このようなヘッド３１０は、例えば、エッチング等により適宜に加工したシリコン基板等の複数の基板を接着剤等により貼り合わせることにより得られる。なお、当該圧電素子は、後述の図２に示す圧電素子３１１に相当する。また、ノズルからインクを吐出させるための駆動素子として、当該圧電素子に代えて、キャビティー内のインクを加熱するヒーターを用いてもよい。
【0025】
圧力調整弁３２０は、ヘッド３１０内のインクの圧力に応じて開閉する弁機構である。この開閉により、ヘッド３１０内のインクの圧力が所定範囲内の負圧に維持される。このため、ヘッド３１０のノズルＮに形成されるインクのメニスカスの安定化が図られる。この結果、ノズルＮ内に気泡が入り込んだり、ノズルＮからインクが溢れ出したりすることが防止される。
【0026】
センサー３３０は、ヘッド３１０とワークＷとの間の距離を計測する光学式の変位センサーである。なお、センサー３３０は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、図１に示す例では、液体吐出ユニット３００が有するヘッド３１０および圧力調整弁３２０のそれぞれの数が１個であるが、当該数は、図１に示す例に限定されず、２個以上でもよい。また、圧力調整弁３２０の設置位置は、アーム部品２２６に限定されず、例えば、他のアーム等でもよいし、基部２１０に対して固定の位置でもよい。
【0027】
液体供給ユニット４００は、インクをヘッド３１０に供給するための機構である。液体供給ユニット４００は、液体貯留部４１０と供給流路４２０とを有する。
【0028】
液体貯留部４１０は、インクを貯留する容器である。液体貯留部４１０は、例えば、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパックである。
【0029】
図１に示す例では、液体貯留部４１０は、常にヘッド３１０よりもＺ１方向に位置するように、壁、天井または柱等に固定される。すなわち、液体貯留部４１０は、ヘッド３１０の移動領域よりも鉛直方向での上方に位置する。このため、ポンプ等の機構を用いなくても、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の加圧力でインクを供給することができる。
【0030】
なお、液体貯留部４１０の設置場所は、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給することができればよく、ヘッド３１０よりも鉛直方向での下方に位置してもよい。この場合、例えば、ポンプを用いて、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給すればよい。
【0031】
供給流路４２０は、液体貯留部４１０からヘッド３１０にインクを供給する流路である。供給流路４２０の途中には、圧力調整弁３２０が設けられる。このため、ヘッド３１０と液体貯留部４１０との位置関係が変化しても、ヘッド３１０内のインクの圧力の変動を低減することができる。
【0032】
供給流路４２０は、例えば、管体の内部空間で構成される。ここで、供給流路４２０に用いる管体は、例えば、ゴム材料またはエラストマー材料等の弾性材料で構成されており、可撓性を有する。このように、可撓性を有する管体を用いて供給流路４２０を構成することにより、液体貯留部４１０と圧力調整弁３２０との相対的な位置関係の変化が許容される。したがって、液体貯留部４１０の位置および姿勢を固定したまま、ヘッド３１０の位置または姿勢が変化しても、液体貯留部４１０から圧力調整弁３２０へインクを供給することができる。
【0033】
なお、供給流路４２０の一部が可撓性を有しない部材で構成されてもよい。また、供給流路４２０の一部は、インクを複数箇所に分配する分配流路を有する構成でもよいし、ヘッド３１０または圧力調整弁３２０と一体で構成されてもよい。
【0034】
コントローラー６００は、ロボット２００の駆動を制御するロボットコントローラーである。図１では図示しないが、コントローラー６００には、液体吐出ユニット３００における吐出動作を制御する制御モジュールが電気的に接続される。コントローラー６００および当該制御モジュールには、コンピューターが通信可能に接続される。なお、当該制御モジュールは、後述の図２に示す制御モジュール５００に相当する。当該コンピューターは、後述の図２に示すコンピューター７００に相当する。
【0035】
メンテナンスユニット８００は、液体吐出ユニット３００のヘッド３１０のメンテナンスを行うための機構である。図１に示す例では、メンテナンスユニット８００は、ケース８１０とキャップ部８２０と支持台８３０と吸引機構８４０とワイパー部８５０とを有する。ケース８１０は、図１に示すように、ロボット２００の基部２１０と同様に、設置面ＢＮにネジ止め等により固定される。ただし、ケース８１０は、基部２１０が固定された設置面ＢＮとは異なる面に固定されてもよい。また、メンテナンスとは、ヘッド３１０のノズル面Ｆをキャップ部８２０によって被覆すること、吸引機構８４０によって吸引を行うこと、および、ワイパー部８５０によってワイピングすることなどを含む概念である。
【0036】
１－２．立体物印刷装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、立体物印刷装置１００の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。また、図２では、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までを含むアーム駆動機構２４０が示される。アーム駆動機構２４０は、関節２３０＿１から関節２３０＿６までを動作させる前述の駆動機構の集合体である。エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までのそれぞれは、関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれに対応して設けられ、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６の回転角度等の動作量を計測する。なお、以下では、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６のそれぞれをエンコーダー２４１という場合がある。
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、立体物印刷装置１００の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。また、図２では、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までを含むアーム駆動機構２４０が示される。アーム駆動機構２４０は、関節２３０＿１から関節２３０＿６までを動作させる前述の駆動機構の集合体である。エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までのそれぞれは、関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれに対応して設けられ、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６の回転角度等の動作量を計測する。なお、以下では、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６のそれぞれをエンコーダー２４１という場合がある。
【0037】
図２に示すように、立体物印刷装置１００は、前述のロボット２００と液体吐出ユニット３００とコントローラー６００とメンテナンスユニット８００とのほか、制御モジュール５００とコンピューター７００とを有する。なお、以下に述べる電気的な各構成要素は、適宜に分割されてもよいし、一部が他の構成要素に含まれてもよいし、他の構成要素と一体で構成されてもよい。例えば、制御モジュール５００またはコントローラー６００の機能の一部または全部は、コントローラー６００に接続されるコンピューター７００により実現されてもよいし、ＬＡＮ（Local Area Network）またはインターネット等のネットワークを介してコントローラー６００に接続されるＰＣ（personal computer）等の他の外部装置により実現されてもよい。
【0038】
コントローラー６００は、ロボット２００の駆動を制御する機能と、ヘッド３１０の吐出動作をロボット２００の動作に同期させるための信号Ｄ３を生成する機能と、を有する。なお、本実施形態のコントローラー６００は、メンテナンスユニット８００の駆動を制御する機能をも有するが、当該機能は、コンピューター７００等の他の機器により実現されてもよい。
【0039】
コントローラー６００は、記憶回路６１０と処理回路６２０とを有する。
【0040】
記憶回路６１０は、処理回路６２０が実行する各種プログラムと、処理回路６２０が処理する各種データと、を記憶する。記憶回路６１０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリーとＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＰＲＯＭ（Programmable ROM）等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。なお、記憶回路６１０の一部または全部は、処理回路６２０に含まれてもよい。
【0041】
記憶回路６１０には、経路情報Ｄａが記憶される。経路情報Ｄａは、ヘッド３１０の移動すべき経路を示す情報である。具体的には、経路情報Ｄａは、前述のツール座標系の原点を示すツールセンターポイントの移動すべき経路を示す情報を含む。経路情報Ｄａは、例えば、ベース座標系の座標値を用いて表される。経路情報Ｄａは、ワークＷの位置および形状を示すワーク情報と、メンテナンスユニット８００の位置および形状を示す情報とに基づいて決められる。当該ワーク情報は、ワークＷの３次元形状を示すＣＡＤ（computer-aided design）データ等の情報を前述のベース座標系に対応付けることにより得られる。以上の経路情報Ｄａは、コンピューター７００から記憶回路６１０に入力される。
【0042】
処理回路６２０は、経路情報Ｄａに基づいて関節２３０＿１から関節２３０＿６までの動作を制御するとともに、信号Ｄ３を生成する。具体的には、処理回路６２０は、経路情報Ｄａを関節２３０＿１から関節２３０＿６のそれぞれの回転角度および回転速度等の動作量に変換する演算である逆運動学計算を行う。そして、処理回路６２０は、関節２３０＿１から関節２３０＿６のそれぞれの実際の回転角度および回転速度等の動作量が前述の演算結果となるように、ロボット２００のアーム駆動機構２４０に含まれるエンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までのそれぞれの出力信号Ｄ１＿１から出力信号Ｄ１＿６までのそれぞれに基づいて、制御信号Ｓｋ＿１から制御信号Ｓｋ＿６までのそれぞれを出力する。制御信号Ｓｋ＿１から制御信号Ｓｋ＿６までのそれぞれは、関節２３０＿１から関節２３０＿６までのそれぞれに対応しており、対応する関節２３０に設けられるモーターの駆動を制御する。なお、出力信号Ｄ１＿１から出力信号Ｄ１＿６までのそれぞれは、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までのそれぞれに対応する。以下では、出力信号Ｄ１＿１から出力信号Ｄ１＿６までのそれぞれを出力信号Ｄ１という場合がある。
【0043】
また、処理回路６２０は、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６のうちの少なくとも１つからの出力信号Ｄ１に基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路６２０は、エンコーダー２４１＿１からエンコーダー２４１＿６までのうちの１つのエンコーダー２４１からの出力信号Ｄ１が所定値となるタイミングのパルスを含むトリガー信号を信号Ｄ３として生成する。
【0044】
以上の処理回路６２０は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、処理回路６２０は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。
【0045】
制御モジュール５００は、コントローラー６００から出力される信号Ｄ３とコンピューター７００からの印刷データＩｍｇとに基づいて、ヘッド３１０の吐出動作を制御する回路である。制御モジュール５００は、タイミング信号生成回路５１０と電源回路５２０と制御回路５３０と駆動信号生成回路５４０とを有する。
【0046】
タイミング信号生成回路５１０は、信号Ｄ３に基づいてタイミング信号ＰＴＳを生成する。タイミング信号生成回路５１０は、例えば、信号Ｄ３の検出を契機としてタイミング信号ＰＴＳの生成を開始するタイマーで構成される。
【0047】
電源回路５２０は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、立体物印刷装置１００の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路５２０は、電源電位ＶＨＶとオフセット電位ＶＢＳとを生成する。オフセット電位ＶＢＳは、液体吐出ユニット３００に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路５４０に供給される。
【0048】
制御回路５３０は、タイミング信号ＰＴＳに基づいて、制御信号ＳＩと波形指定信号ｄＣｏｍとラッチ信号ＬＡＴとクロック信号ＣＬＫとチェンジ信号ＣＮＧとを生成する。これらの信号は、タイミング信号ＰＴＳに同期する。これらの信号のうち、波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号生成回路５４０に入力され、それ以外の信号は、液体吐出ユニット３００のスイッチ回路３４０に入力される。
【0049】
制御信号ＳＩは、ヘッド３１０が有する圧電素子３１１の動作状態を指定するためのデジタルの信号である。具体的には、制御信号ＳＩは、圧電素子３１１に対して後述の駆動信号Ｃｏｍを供給するか否かを指定する。この指定により、例えば、圧電素子３１１に対応するノズルからインクを吐出するか否かを指定したり、当該ノズルから吐出されるインクの量を指定したりする。波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号Ｃｏｍの波形を規定するためのデジタル信号である。ラッチ信号ＬＡＴおよびチェンジ信号ＣＮＧは、制御信号ＳＩと併用され、圧電素子３１１の駆動タイミングを規定することにより、ノズルからのインクの吐出タイミングを規定する。クロック信号ＣＬＫは、タイミング信号ＰＴＳに同期した基準となるクロック信号である。以上の信号のうち、液体吐出ユニット３００のスイッチ回路３４０に入力される信号については、後に詳述する。
【0050】
以上の制御回路５３０は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、制御回路５３０は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。
【0051】
駆動信号生成回路５４０は、ヘッド３１０が有する各圧電素子３１１を駆動するための駆動信号Ｃｏｍを生成する回路である。具体的には、駆動信号生成回路５４０は、例えば、ＤＡ変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路５４０では、当該ＤＡ変換回路が制御回路５３０からの波形指定信号ｄＣｏｍをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路５２０からの電源電位ＶＨＶを用いて当該アナログ信号を増幅することで駆動信号Ｃｏｍを生成する。ここで、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうち、圧電素子３１１に実際に供給される波形の信号が駆動パルスＰＤである。駆動パルスＰＤは、スイッチ回路３４０を介して、駆動信号生成回路５４０から圧電素子３１１に供給される。スイッチ回路３４０は、制御信号ＳＩに基づいて、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうちの少なくとも一部を駆動パルスＰＤとして供給するか否かを切り替える。
【0052】
コンピューター７００は、コントローラー６００に経路情報Ｄａ等の情報を供給する機能と、制御モジュール５００に印刷データＩｍｇ等の情報を供給する機能と、を有する。また、本実施形態のコンピューター７００は、前述のセンサー３３０に電気的に接続されており、センサー３３０からの信号Ｄ２に基づいて、経路情報Ｄａを補正するための情報をコントローラー６００に供給する。なお、コンピューター７００は立体物印刷装置１００の制御部として機能し、コントローラー６００および制御モジュール５００を介して、ロボット２００および液体吐出ユニット３００に、後述する印刷動作と、印刷動作の前後に含まれる一連の動作と、を実行させる。
【0053】
１－３．液体吐出ユニット
図３は、第１実施形態における液体吐出ユニット３００の概略構成を示す斜視図である。
図３は、第１実施形態における液体吐出ユニット３００の概略構成を示す斜視図である。
【0054】
以下の説明は、互いに交差するａ軸、ｂ軸およびｃ軸を適宜に用いて行う。また、ａ軸に沿う一方向をａ１方向といい、ａ１方向と反対の方向をａ２方向という。同様に、ｂ軸に沿って互いに反対の方向をｂ１方向およびｂ２方向という。また、ｃ軸に沿って互いに反対の方向をｃ１方向およびｃ２方向という。
【0055】
ここで、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、液体吐出ユニット３００に設定されるツール座標系の座標軸であり、前述のロボット２００の動作により前述のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸との相対的な位置および姿勢の関係が変化する。図３に示す例では、ｃ軸が前述の回動軸Ｏ６に平行な軸である。なお、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。
【0056】
液体吐出ユニット３００は、前述のように、ヘッド３１０と圧力調整弁３２０とセンサー３３０とを有する。これらは、図３中の二点鎖線で示される支持体３５０に支持される。
【0057】
支持体３５０は、例えば、金属材料等で構成されており、実質的な剛体である。なお、図３では、支持体３５０が扁平な箱状をなすが、支持体３５０の形状は、特に限定されず、任意である。
【0058】
以上の支持体３５０は、前述のアーム２２０の先端、すなわちアーム部品２２６に装着される。このため、ヘッド３１０と圧力調整弁３２０とセンサー３３０とのそれぞれは、アーム部品２２６に固定される。
【0059】
図３に示す例では、圧力調整弁３２０は、ヘッド３１０に対してｃ１方向に位置する。センサー３３０は、ヘッド３１０に対してａ２方向に位置する。
【0060】
供給流路４２０は、圧力調整弁３２０により上流流路４２１と下流流路４２２とに区分される。すなわち、供給流路４２０は、液体貯留部４１０と圧力調整弁３２０とを連通させる上流流路４２１と、圧力調整弁３２０とヘッド３１０とを連通させる下流流路４２２と、を有する。図３に示す例では、供給流路４２０の下流流路４２２の一部が流路部材４２２ａで構成される。流路部材４２２ａは、圧力調整弁３２０からのインクをヘッド３１０の複数箇所に分配する流路を有する。流路部材４２２ａは、例えば、樹脂材料で構成される複数の基板の積層体であり、各基板には、インクの流路のための溝または孔が適宜に設けられる。
【0061】
ヘッド３１０は、ノズル面Ｆと、ノズル面Ｆに開口する複数のノズルＮと、を有する。図３に示す例では、ノズル面Ｆの法線方向がｃ２方向であり、当該複数のノズルＮは、ａ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶ第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂとに区分される。第１ノズル列Ｌａおよび第２ノズル列Ｌｂのそれぞれは、ｂ軸に沿う方向に直線状に配列される複数のノズルＮの集合である。ここで、ヘッド３１０における第１ノズル列Ｌａの各ノズルＮに関連する要素と第２ノズル列Ｌｂの各ノズルＮに関連する要素とがａ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。
【0062】
ただし、第１ノズル列Ｌａにおける複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌｂにおける複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致してもよいし異なってもよい。また、第１ノズル列Ｌａおよび第２ノズル列Ｌｂのうちの一方の各ノズルＮに関連する要素が省略されてもよい。以下では、第１ノズル列Ｌａにおける複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌｂにおける複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致する構成が例示される。
【0063】
１－４．立体物印刷装置の動作および立体物印刷方法
図４は、第１実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートである。図５は、立体物印刷方法を実行中の一連の動作を説明するための説明図である。当該立体物印刷方法は、前述の立体物印刷装置１００を用いて行われる。図５では、立体物印刷方法を実行中の一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動速度との関係を示すグラフｇｖ１と、この一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動距離との関係を示すグラフｇｄ１とを示す。
図４は、第１実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートである。図５は、立体物印刷方法を実行中の一連の動作を説明するための説明図である。当該立体物印刷方法は、前述の立体物印刷装置１００を用いて行われる。図５では、立体物印刷方法を実行中の一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動速度との関係を示すグラフｇｖ１と、この一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動距離との関係を示すグラフｇｄ１とを示す。
【0064】
図４および図５に示すように、立体物印刷装置１００は、立体物印刷方法を実行中の一連の動作として、待機動作を行うステップＳ１１０と、第１移動動作を行うステップＳ１２０と、印刷準備動作を行うステップＳ１３０と、第１速度調整動作を行うステップＳ１４０と、速度維持動作を行うステップＳ１５０と、印刷動作を行うステップＳ１６０と、第２速度調整動作を行うステップＳ１７０と、第２移動動作を行うステップＳ１８０とを、この順で実行する。なお、図４および図５に示す動作は、コンピューター７００がコントローラー６００および制御モジュール５００を介して、ロボット２００および液体吐出ユニット３００を制御することで実行される。
なお、第１移動動作は、「ロボットがヘッドを待機位置から印刷準備位置に向かって移動させる移動動作」の一例である。
なお、第１移動動作は、「ロボットがヘッドを待機位置から印刷準備位置に向かって移動させる移動動作」の一例である。
【0065】
ステップＳ１１０の待機動作は、ヘッド３１０を待機させる動作である。ヘッド３１０を待機させる位置は、典型的には、ノズル面Ｆがキャップ部８２０に被覆される位置である。以下、ヘッド３１０を待機させる位置を、「待機位置」と称し、ノズル面Ｆがキャップ部８２０に被覆される位置を、「キャップ位置」と称する。ヘッド３１０がキャップ位置にあることにより、印刷動作が長期にわたり実行されなくても、ノズル面Ｆのインクの増粘または固化を低減することができる。但し、待機位置は、キャップ位置に限らず、ロボット２００が設置される空間内の任意の位置でもよい。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１まで、ヘッド３１０は移動しておらず、グラフｇｄ１に示すように、ヘッド３１０を待機位置で待機させている。
【0066】
ステップＳ１２０の第１移動動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０を待機位置からワークＷの近傍である印刷準備位置ＰＰまで移動させる動作である。図示していないが、待機位置は、印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域ＷＦから離れた位置にある。但し、待機位置は、印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域ＷＦに近い位置にあってもよい。
【0067】
立体物印刷装置１００は、例えば、制御モジュール５００が信号Ｄ３と印刷データＩｍｇとを受け付けた場合に、第１移動動作を実行する。第１移動動作では、どのような速度でヘッド３１０を移動させてもよい。第１移動動作にかかる期間を短くするために、ヘッド３１０の最大速度Ｖｍａｘで移動させることが好ましい。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０を最大速度Ｖｍａｘまで加速させる。そして、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに到達した場合、ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに維持し、印刷準備位置ＰＰにヘッド３１０が近付いた場合、ヘッド３１０の移動速度が速度Ｖ０になるまでヘッド３１０を減速させる。速度Ｖ０は、印刷準備位置ＰＰにおけるヘッド３１０の移動速度であり、０メートル／秒である。
【0068】
ステップＳ１３０の印刷準備動作は、ワークＷに対するヘッド３１０の相対的な移動を一定期間停止する動作である。印刷準備動作は、第１移動動作によって発生したヘッド３１０の振動を減衰させて、この振動が印刷動作中に残留しないようにするために設けられる。一定期間は、例えば、０．５秒である。但し、立体物印刷装置１００は、印刷準備動作を実行しなくてもよい。グラフｇｖ１に示すように、印刷準備動作の実行期間である時刻ｔ１２から時刻ｔ１３まで、ヘッド３１０は移動しておらず、グラフｇｄ１に示すように、ヘッド３１０を印刷準備位置ＰＰで停止させている。なお、本実施形態において、停止するとは、ヘッド３１０が完全に静止することに加え、ヘッド３１０が５００マイクロメートル以下の振幅で微小に振動することも含む概念である。こうした微小な振動には、前述のような移動動作に伴う慣性によって発生し残留する振動に加え、制御的な誤差や機械的な誤差に伴う振動が含まれる。
【0069】
ステップＳ１４０の第１速度調整動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する動作である。より詳細には、第１速度調整動作は、ヘッド３１０の移動速度を速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへ調整する。第１速度調整動作では、ヘッド３１０の姿勢も変化させることが好ましいが、ヘッド３１０の姿勢を変化させなくてもよい。印刷速度ＶＰは、印刷開始位置ＰＳにおけるヘッド３１０の移動速度であり、速度Ｖ０より大きい速度である。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと調整し、グラフｇｄ１に示すように、印刷準備位置ＰＰから速度維持開始位置ＰＪまで移動する。ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を、速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づくように単調増加させる。本明細書における単調増加とは、広義の単調増加を意味する。
なお、第１実施形態において、速度Ｖ０が「第１速度」の一例であり、印刷速度ＶＰが「第２速度」の一例である。
なお、第１実施形態において、速度Ｖ０が「第１速度」の一例であり、印刷速度ＶＰが「第２速度」の一例である。
【0070】
ステップＳ１５０の速度維持動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０の移動速度を印刷速度ＶＰで維持し、第１速度調整動作においてヘッド３１０が加速したことによって発生する振動を低減させる動作である。但し、立体物印刷装置１００は、速度維持動作を実行しなくてもよい。速度維持動作中においてヘッド３１０の姿勢が変化しなくてもよいし、印刷動作と同等またはそれ以下の範囲でヘッドの姿勢が変化してもよい。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５まで、ヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰに維持され、グラフｇｄ１に示すように、ヘッド３１０は、速度維持開始位置ＰＪから印刷開始位置ＰＳまで移動する。
【0071】
ステップＳ１６０の印刷動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置および姿勢を変化させつつ、ヘッド３１０がインクを吐出する動作である。なお、印刷動作の開始とは、ヘッド３１０がワークＷに対するインクの吐出を開始することを指す。また、印刷動作の終了とは、ヘッド３１０がワークＷに対するインクの吐出を停止することを指す。なお、ステップＳ１２０の第１移動動作と、ステップＳ１３０印刷準備動作と、ステップＳ１４０の第１速度調整動作と、ステップＳ１５０の速度維持動作と、ステップＳ１７０の第２速度調整動作と、ステップＳ１８０の第２移動動作と、の実行中においては、ヘッド３１０がインクを吐出しないことが好ましい。
【0072】
複数の関節２３０のうち、印刷動作において動作する関節２３０の数は特に限定されないが、印刷動作では、他の動作と比較して、より少ない数の関節２３０の動作によりヘッド３１０の移動が行われることが好ましい。他の動作よりも少ない数の関節２３０を動作させることで、ヘッド３１０の理想的な移動経路に対する実際の移動経路のずれが低減される。本実施形態における印刷動作では、ロボット２００の有する６個の関節２３０のうち、３つの関節２３０の動作によりヘッド３１０の移動が行われる。より詳細には、第１実施形態では、ロボット２００は、印刷動作の実行中において、関節２３０＿２と関節２３０＿３と関節２３０＿５とのそれぞれの回動軸をＹ軸に平行な状態とし、これらの関節２３０を動作させる。このように、回動軸Ｏ２と回動軸Ｏ３と回動軸Ｏ５とを互いに平行な状態に設定するが、これに限定されず、例えば、回動軸Ｏ２と回動軸Ｏ３と回動軸Ｏ６とを互いに平行な状態としてもよい。
【0073】
グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１５から時刻ｔ１６まで、ヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰに維持され、グラフｇｄ１に示すように、ヘッド３１０は、印刷開始位置ＰＳから印刷終了位置ＰＥまで移動する。第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の移動経路ＲＵについて、図６を用いて説明する。
【0074】
図６は、第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の移動経路ＲＵを説明するための説明図である。図６では、印刷準備位置ＰＰに位置する液体吐出ユニット３００を二点鎖線で示し、印刷開始位置ＰＳに位置する液体吐出ユニット３００と、印刷終了位置ＰＥに位置する液体吐出ユニット３００とを実線で示す。さらに、図面の煩雑化を避けるため、速度維持開始位置ＰＪに位置する液体吐出ユニット３００の表示を省略し、液体吐出ユニット３００が速度維持開始位置ＰＪに位置する場合の回動軸Ｏ６のみを示す。移動経路ＲＵは、印刷準備位置ＰＰから速度維持開始位置ＰＪまでの経路ＲＰと、速度維持開始位置ＰＪから印刷開始位置ＰＳまでの経路ＲＪと、印刷開始位置ＰＳから印刷終了位置ＰＥまでの経路ＲＳとを含む。図６に示すように、印刷開始位置ＰＳは、印刷領域ＷＦの端部に位置しているため、印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域ＷＦに近い。
【0075】
印刷動作の実行中において、ロボット２００は、液体吐出ユニット３００に設定されるツール座標系のｂ軸と、ベース座標系のＹ軸と、が互いに平行な状態が保たれるように関節２３０＿２と関節２３０＿３と関節２３０＿５とを動作させる。つまり、印刷動作の実行中において、ロボット２００は、第１ノズル列Ｌａおよび第２ノズル列Ｌｂが、関節２３０＿２と関節２３０＿３と関節２３０＿５と平行な状態を保つ。換言すれば、印刷動作の実行中において、ロボット２００は、回動軸がＹ軸と平行でない関節２３０である関節２３０＿１と関節２３０＿４と関節２３０＿６とを動作させない。
【0076】
印刷動作では、ヘッド３１０とワークＷとの間の最短距離ＷＧは、所定距離以内に維持される。ヘッド３１０とワークＷとの間の最短距離ＷＧは、「ワークギャップ」とも称される。本実施形態において、印刷領域ＷＦは、曲率が略一定であるため、経路ＲＳの曲率も略一定である。一方、経路ＲＰと経路ＲＪとは、ワークＷの形状に沿わず、経路ＲＳよりも緩やかに湾曲する経路である。経路ＲＰと経路ＲＪとのそれぞれの曲率は、経路ＲＳの曲率よりも小さい。なお、曲率は、ある点における曲がり度合いを円で近似したときの円の半径の逆数である。第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。
ヘッド３１０の姿勢とは、ｂ軸に沿って見た場合に、ｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢である。また、ヘッド３１０の姿勢は、回動軸Ｏ５に沿って見た場合に、設置面ＢＮの法線方向に沿った仮想直線ＬＶに対して回動軸Ｏ６がなす角度によって示されるとも言える。図６では、液体吐出ユニット３００が印刷準備位置ＰＰに位置する場合のヘッド３１０の姿勢を角度θとして示してある。液体吐出ユニット３００が印刷開始位置ＰＳにおけるヘッド３１０の姿勢が、０度であるとし、仮想直線ＬＶに対して回動軸Ｏ６が反時計回りに回転する方向を正の方向、時計回りに回転する方向を負の方向とする。
単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量について、単位期間は、どのような期間長でもよい。ある単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、ある単位期間の終了時点におけるヘッド３１０の姿勢を示す角度から、ある単位期間の開始時点におけるヘッド３１０の姿勢を示す角度を減じた値の絶対値を、単位期間の長さで除した値である。この除法について、被除数は０以上の値であり、除数は正の値である。したがって、ヘッド３１０の姿勢変化量は、０以上の値である。第１速度調整動作または印刷動作の実行期間が複数の単位期間に亘る場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の代表値である。代表値としては、例えば、平均値、最大値、または、中央値である。
代表値が平均値である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の平均値である。例えば、印刷動作の実行期間が、２つの単位期間に亘り、１つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、１０度／秒であり、２つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、２０度／秒である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、（１０＋２０）／２＝１５度／秒である。
また、代表値が最大値である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の最大値である。例えば、印刷動作の実行期間が、２つの単位期間に亘り、１つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、１０度／秒であり、２つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、２０度／秒である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、Ｍａｘ（１０，２０）＝２０度／秒である。ただし、Ｍａｘ（）は、１以上の引数のうち、最大値の引数の値を出力する関数である。
ヘッド３１０の姿勢とは、ｂ軸に沿って見た場合に、ｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢である。また、ヘッド３１０の姿勢は、回動軸Ｏ５に沿って見た場合に、設置面ＢＮの法線方向に沿った仮想直線ＬＶに対して回動軸Ｏ６がなす角度によって示されるとも言える。図６では、液体吐出ユニット３００が印刷準備位置ＰＰに位置する場合のヘッド３１０の姿勢を角度θとして示してある。液体吐出ユニット３００が印刷開始位置ＰＳにおけるヘッド３１０の姿勢が、０度であるとし、仮想直線ＬＶに対して回動軸Ｏ６が反時計回りに回転する方向を正の方向、時計回りに回転する方向を負の方向とする。
単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量について、単位期間は、どのような期間長でもよい。ある単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、ある単位期間の終了時点におけるヘッド３１０の姿勢を示す角度から、ある単位期間の開始時点におけるヘッド３１０の姿勢を示す角度を減じた値の絶対値を、単位期間の長さで除した値である。この除法について、被除数は０以上の値であり、除数は正の値である。したがって、ヘッド３１０の姿勢変化量は、０以上の値である。第１速度調整動作または印刷動作の実行期間が複数の単位期間に亘る場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の代表値である。代表値としては、例えば、平均値、最大値、または、中央値である。
代表値が平均値である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の平均値である。例えば、印刷動作の実行期間が、２つの単位期間に亘り、１つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、１０度／秒であり、２つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、２０度／秒である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、（１０＋２０）／２＝１５度／秒である。
また、代表値が最大値である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、複数の単位期間の各々のヘッド３１０の姿勢変化量の最大値である。例えば、印刷動作の実行期間が、２つの単位期間に亘り、１つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、１０度／秒であり、２つ目の単位期間におけるヘッド３１０の姿勢変化量が、２０度／秒である場合、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、Ｍａｘ（１０，２０）＝２０度／秒である。ただし、Ｍａｘ（）は、１以上の引数のうち、最大値の引数の値を出力する関数である。
【0077】
図６の例示では、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、５度／秒であり、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、１０度／秒である。したがって、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。なお、図面では、角度の単位を「ｄｅｇ」と表記し、秒の単位を「ｓｅｃ」と表記してある。
【0078】
さらに、第１実施形態では、第１速度調整動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さいという条件を満たす。単位移動量は、どのような長さでもよい。単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量は、ヘッド３１０が単位移動量移動した後のｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢を示す角度から、ヘッド３１０が単位移動量移動する前のｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢を示す角度を減じた値の絶対値を、単位移動量の長さで除した値である。
なお、ｂ軸は、「複数のノズルの配列方向」の一例である。
なお、ｂ軸は、「複数のノズルの配列方向」の一例である。
【0079】
説明を図４および図５に戻す。ステップＳ１７０の第２速度調整動作は、印刷動作の後にロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、印刷終了位置ＰＥからヘッド３１０を減速する動作である。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１６から時刻ｔ１７まで、ヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰから速度Ｖ０である０メートル／秒に減速される。
【0080】
さらに、第２速度調整動作では、印刷動作が終了しているため、第２速度調整動作の終了後にヘッド３１０が大きく振動していても問題がない。したがって、第２速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値は、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値に比べて大きくてもよい。図６の例では、第２速度調整動作における微小期間Δｔ２に対する速度変化ΔＶ２の絶対値は、第１速度調整動作における微小期間Δｔ１に対する速度変化ΔＶ１の絶対値より大きい。微小期間Δｔ１と微小期間Δｔ２とは、略同一の期間長を有する。
なお、微小期間Δｔ１に対する速度変化ΔＶ１は、「第１速度調整動作におけるヘッドの加速度」の一例であり、微小期間Δｔ２に対する速度変化ΔＶ２は、「第２速度調整動作におけるヘッドの加速度」の一例である。
なお、微小期間Δｔ１に対する速度変化ΔＶ１は、「第１速度調整動作におけるヘッドの加速度」の一例であり、微小期間Δｔ２に対する速度変化ΔＶ２は、「第２速度調整動作におけるヘッドの加速度」の一例である。
【0081】
ステップＳ１８０の第２移動動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０を待機位置に移動させる動作である。第２移動動作では、どのような速度でヘッド３１０を移動させてもよい。第２移動動作にかかる期間を短くするために、ヘッド３１０の最大速度Ｖｍａｘで移動させることが好ましい。グラフｇｖ１に示すように、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０を最大速度Ｖｍａｘまで加速させる。そして、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに到達した場合、ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに維持し、待機位置にヘッド３１０が近付いた場合、移動速度が０になるまでヘッド３１０を減速させる。また、グラフｇｄ１に示すように、ヘッド３１０は、時刻ｔ１８に待機位置に到達する。
【0082】
ステップＳ１８０の処理終了後、ヘッド３１０は待機位置に移動する。立体物印刷装置１００は、例えば、制御モジュール５００が信号Ｄ３と印刷データＩｍｇとを受け付けた場合に、第１移動動作を再び実行する。
【0083】
１．５．第１実施形態のまとめ
立体物印刷装置１００は、立体的なワークＷ上の印刷領域ＷＦに対してインクを吐出するヘッド３１０と、ヘッド３１０を支持し、ワークＷとヘッド３１０との相対的な位置および姿勢を変化させるロボット２００と、を有する。立体物印刷装置１００は、第１速度調整動作と、印刷動作とを実行する。第１速度調整動作は、ヘッド３１０の位置を印刷準備位置ＰＰから印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域ＷＦに近い印刷開始位置ＰＳに向かって移動しつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する。印刷動作は、印刷開始位置ＰＳにおいてヘッド３１０が印刷領域ＷＦに対してインクの吐出を開始し、ヘッド３１０からインクを吐出しつつ、ロボットがヘッド３１０の位置および姿勢を変化させる印刷動作と、を実行する。第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。
ヘッド３１０の姿勢を変化させると、関節２３０に大きな回動が発生し、関節２３０に生じた振動は、アーム２２０を介してヘッド３１０に伝搬してヘッド３１０が振動することになる。ヘッド３１０が振動すると、ヘッド３１０の理想的な経路とに対してヘッド３１０の実際の経路との間に差が生じて、印刷画質の低下を招く。特に、印刷動作の前に生じた振動は、印刷動作の実行中にも残留し、印刷品質が劣化する。
ここで、印刷動作の前では、ヘッド３１０がインクを吐出しないため、ワークＷの形状に応じたヘッド３１０の姿勢変化は、必須ではない。第１実施形態では、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量が、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい、言い換えれば、印刷動作の前に実行される第１速度調整動作では、ワークＷに沿った経路よりも曲がり度合いが緩やかな経路に沿ってヘッド３１０が移動する。第１速度調整動作において、ワークＷに沿った経路よりも曲がり度合いが緩やかな経路に沿ってヘッド３１０が移動することにより、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量を小さくすることで、参考例と比較して、関節２３０に発生する振動を抑制できる。振動を抑制できることをより詳細に説明するため、参考例における移動経路ＲＵａについて図７で説明し、第１実施形態と第１参考例とにおけるヘッド３１０の姿勢変化量について、図８を用いて説明し、関節２３０＿１に生じる振動について、図９および図１０を用いて説明する。
立体物印刷装置１００は、立体的なワークＷ上の印刷領域ＷＦに対してインクを吐出するヘッド３１０と、ヘッド３１０を支持し、ワークＷとヘッド３１０との相対的な位置および姿勢を変化させるロボット２００と、を有する。立体物印刷装置１００は、第１速度調整動作と、印刷動作とを実行する。第１速度調整動作は、ヘッド３１０の位置を印刷準備位置ＰＰから印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域ＷＦに近い印刷開始位置ＰＳに向かって移動しつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する。印刷動作は、印刷開始位置ＰＳにおいてヘッド３１０が印刷領域ＷＦに対してインクの吐出を開始し、ヘッド３１０からインクを吐出しつつ、ロボットがヘッド３１０の位置および姿勢を変化させる印刷動作と、を実行する。第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。
ヘッド３１０の姿勢を変化させると、関節２３０に大きな回動が発生し、関節２３０に生じた振動は、アーム２２０を介してヘッド３１０に伝搬してヘッド３１０が振動することになる。ヘッド３１０が振動すると、ヘッド３１０の理想的な経路とに対してヘッド３１０の実際の経路との間に差が生じて、印刷画質の低下を招く。特に、印刷動作の前に生じた振動は、印刷動作の実行中にも残留し、印刷品質が劣化する。
ここで、印刷動作の前では、ヘッド３１０がインクを吐出しないため、ワークＷの形状に応じたヘッド３１０の姿勢変化は、必須ではない。第１実施形態では、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量が、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい、言い換えれば、印刷動作の前に実行される第１速度調整動作では、ワークＷに沿った経路よりも曲がり度合いが緩やかな経路に沿ってヘッド３１０が移動する。第１速度調整動作において、ワークＷに沿った経路よりも曲がり度合いが緩やかな経路に沿ってヘッド３１０が移動することにより、単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量を小さくすることで、参考例と比較して、関節２３０に発生する振動を抑制できる。振動を抑制できることをより詳細に説明するため、参考例における移動経路ＲＵａについて図７で説明し、第１実施形態と第１参考例とにおけるヘッド３１０の姿勢変化量について、図８を用いて説明し、関節２３０＿１に生じる振動について、図９および図１０を用いて説明する。
【0084】
図７は、参考例における移動経路ＲＵａを説明するための説明図である。移動経路ＲＵａの全てが、ワークＷの形状に沿う点で、ワークＷの形状に一部が沿った経路である移動経路ＲＵと相違する。より詳細には、移動経路ＲＵａは、経路ＲＰの替わりに経路ＲＰａを有し、経路ＲＪの替わりに経路ＲＪａを有する点で、移動経路ＲＵと相違する。経路ＲＰａは、印刷準備位置ＰＰａから速度維持開始位置ＰＪａまでの経路である。経路ＲＪａは、速度維持開始位置ＰＪａから印刷開始位置ＰＳまでの経路である。移動経路ＲＵａの全てがワークＷの形状に沿うため、印刷準備位置ＰＰａとワークＷとの間の最短距離ＷＧ、および、速度維持開始位置ＰＪａとワークＷとの間の最短距離ＷＧは、所定距離以内である。
【0085】
図７では、図６と同様に、印刷準備位置ＰＰａに位置する液体吐出ユニット３００を二点鎖線で示し、印刷開始位置ＰＳに位置する液体吐出ユニット３００と、印刷終了位置ＰＥに位置する液体吐出ユニット３００とを実線で示す。さらに、図面の煩雑化を避けるため、速度維持開始位置ＰＪａに位置する液体吐出ユニット３００の表示を省略し、液体吐出ユニット３００が速度維持開始位置ＰＪに位置する場合の回動軸Ｏ６のみ示す。
【0086】
図７に示すように、参考例では、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、１０度／秒であり、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、１０度／秒である。したがって、参考例において、第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量と略同一である。
【0087】
図８は、第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の姿勢を説明するための説明図である。図８に示すグラフｇｋについて、横軸が第１速度調整動作から印刷動作までのヘッド３１０の移動距離を示し、縦軸がヘッド３１０の姿勢を示す。グラフｇｋは、第１実施形態におけるヘッド３１０の姿勢の特性を示す姿勢特性Ｋ１と、参考例におけるヘッド３１０の姿勢の特性を示す姿勢特性Ｋ２とを示す。第１実施形態と参考例とにおいて、印刷開始位置ＰＳにおけるヘッド３１０の姿勢は、０度である。姿勢特性Ｋ２が示すように、参考例では、第１速度調整動作から印刷動作まで、姿勢特性Ｋ２の傾きが一定である。一方、姿勢特性Ｋ１が示すように、ヘッド３１０が加速する第１速度調整動作では、姿勢特性Ｋ１の傾きは緩やかであり、印刷開始位置ＰＳ以降ではヘッド３１０の姿勢がワークＷの形状に沿うため、姿勢特性Ｋ１の傾きが一定である。
【0088】
図９は、経過時刻に対する出力信号Ｄ１＿５を示す図である。出力信号Ｄ１＿５は、回動軸Ｏ５の回動量を示す。図９に示すグラフｇｍは、ヘッド３１０が印刷開始位置ＰＳに位置する時刻を含む期間のそれぞれの時刻における出力信号Ｄ１＿５が示すパルス値を示す。グラフｇｍでは、ヘッド３１０が印刷開始位置ＰＳに位置する時刻を０とし、時刻である秒の単位を［ｓｅｃ］と表記してある。グラフｇｍは、第１実施形態における回動軸Ｏ５の回動量の特性を示す回動量特性Ｍ１と、参考例における回動軸Ｏ５の回動量の特性を示す回動量特性Ｍ２とを示す。参考例では、回動量特性Ｍ２が示すように、印刷動作の前では、時間経過に伴う回動軸Ｏ５の回動量の絶対値が大きいため、関節２３０＿５に振動が発生する。一方、第１実施形態では、回動量特性Ｍ１が示すように、参考例と比較して、時間経過に伴う回動軸Ｏ５の回動量の変化が抑制される。回動軸Ｏ５の回動量の変化が抑制されるため、関節２３０＿５に発生する振動が抑制され、ヘッド３１０の振動を抑制できる。
【0089】
なお、図９では、回動軸Ｏ５の回動量を示したが、回動軸Ｏ２および回動軸Ｏ３についても、回動軸Ｏ５と同様である。すなわち、参考例では、時間経過に伴う回動軸Ｏ２の回動量の絶対値および回動軸Ｏ３の回動量の絶対値が大きいため、関節２３０＿２および関節２３０＿３に振動が発生する。一方、第１実施形態では、参考例と比較して、時間経過に伴う回動軸Ｏ２の回動量の変化および回動軸Ｏ３の回動量の変化が抑制される。
【0090】
図１０は、第１実施形態における関節２３０＿１の振動の強度を説明するための図である。図１１は、参考例における関節２３０＿１の振動の強度を説明するための図である。図１０では、第１実施形態の印刷動作の実行中におけるエンコーダー２４１＿１の出力信号Ｄ１＿１を示し、図１１では、参考例において、エンコーダー２４１＿１の出力信号Ｄ１＿１を示す。第１実施形態における印刷動作、および、参考例における印刷動作では、関節２３０＿１が有するモーターは動作せず、アーム部品２２１を回動させるための駆動力を発生しない。しかしながら、関節２３０に生じる振動によって、アーム部品２２１が回動軸Ｏ１まわりに極めて微量に回動する。
【0091】
図１０に示すグラフｇｅ１は、印刷動作の実行中における出力信号Ｄ１＿１を示す。グラフｇｅ１の横軸が印刷動作の開始時点からの経過時刻を示し、グラフｇｅ１の縦軸が、エンコーダー２４１＿１が示すパルス値を示す。同様に、図１１に示すグラフｇｅ２は、参考例の印刷動作の実行中における出力信号Ｄ１＿１を示す。グラフｇｅ２の横軸が印刷動作の開始時点からの経過時刻を示し、グラフｇｅ２の縦軸が、出力信号Ｄ１＿１が示すパルス値を示す。
【0092】
グラフｇｅ１およびグラフｇｅ２に示すように、関節２３０に生じる振動によってアーム部品２２１が回動軸Ｏ１まわりに極めて微量に回動するため、パルス値も振動する。パルス値が０であることは、アーム部品２２１が回動していないことを示し、パルス値の絶対値が大きいことは、アーム部品２２１が比較的大きく回動したことを示す。したがって、パルス値の振動の振幅は、関節２３０＿１に生じた振動の強度を示すとも言える。
【0093】
グラフｇｅ１におけるパルス値の振動の最大振幅は、幅ｗ１であり、グラフｇｅ２におけるパルス値の振動の最大振幅は、幅ｗ２である。幅ｗ１は、幅ｗ２よりも狭い。したがって、第１実施形態は、参考例と比較して、関節２３０に発生する振動を抑制できる。
【0094】
また、第１速度調整動作は、ヘッド３１０の位置を印刷準備位置ＰＰから印刷開始位置ＰＳに向かって移動しつつ、ヘッド３１０の移動速度を印刷準備位置ＰＰにおける速度である速度Ｖ０から印刷開始位置ＰＳにおける速度である印刷速度ＶＰへと調整する動作である。第１速度調整動作の実行中における時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの期間において、ヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づくように単調増加する。
ヘッド３１０の移動速度が単調増加であるため、加速と減速とを繰り返すことがない。加速と減速とを繰り返さないことにより、ヘッド３１０の振動が抑制されるので、印刷品質を向上できる。
ヘッド３１０の移動速度が単調増加であるため、加速と減速とを繰り返すことがない。加速と減速とを繰り返さないことにより、ヘッド３１０の振動が抑制されるので、印刷品質を向上できる。
【0095】
また、立体物印刷装置１００は、第１速度調整動作と印刷動作との間の期間において、ヘッド３１０の移動速度を印刷速度ＶＰに維持しつつ、印刷開始位置ＰＳに向かってヘッド３１０を移動させる速度維持動作を実行する。
速度維持動作を実行することによりインクが吐出される直前の速度変動を抑制できるので、立体物印刷装置１００は、印刷品質を向上できる。
なお、ヘッド３１０の振動に伴う印刷品質の劣化を抑制する観点から、速度維持動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量と同等、もしくは、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さいことが好ましい。
速度維持動作を実行することによりインクが吐出される直前の速度変動を抑制できるので、立体物印刷装置１００は、印刷品質を向上できる。
なお、ヘッド３１０の振動に伴う印刷品質の劣化を抑制する観点から、速度維持動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量と同等、もしくは、印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さいことが好ましい。
【0096】
立体物印刷装置１００は、ロボット２００がヘッド３１０の位置を印刷準備位置ＰＰよりも印刷領域から離れた待機位置において待機させる待機動作と、ロボット２００がヘッド３１０を待機位置から印刷準備位置ＰＰに向かって移動させる移動動作と、を第１速度調整動作よりも前に実行する。
ワークＷを立体物印刷装置１００が印刷できる位置に設定する場合、通常、ヘッド３１０は待機位置に待機させておく。ヘッド３１０をワークＷから離れた待機位置に待機させておくことにより、ワークＷを設置する際にヘッド３１０が干渉することを抑制できる。さらに、待機位置がキャップ位置であることにより、ノズルＮの乾燥および固化を防止することができる。
ワークＷを立体物印刷装置１００が印刷できる位置に設定する場合、通常、ヘッド３１０は待機位置に待機させておく。ヘッド３１０をワークＷから離れた待機位置に待機させておくことにより、ワークＷを設置する際にヘッド３１０が干渉することを抑制できる。さらに、待機位置がキャップ位置であることにより、ノズルＮの乾燥および固化を防止することができる。
【0097】
また、立体物印刷装置１００は、印刷準備位置ＰＰにおいて、ワークＷに対するヘッド３１０の相対的な移動を一定期間停止する印刷準備動作を第１速度調整動作の前に実行する。
ヘッド３１０の移動を一定期間停止することにより、第１移動動作によって生じた振動を減衰させることができる。
ヘッド３１０の移動を一定期間停止することにより、第１移動動作によって生じた振動を減衰させることができる。
【0098】
前述したように、第１速度調整動作において、ヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づくように単調増加する。単調増加であるため、印刷速度ＶＰが、速度Ｖ０より大きい。
このように、第１速度調整動作では、速度Ｖ０である０メートル／秒から加速しているため、第１速度調整動作の前に発生した振動を減衰させた状態で、印刷動作を開始できるので、印刷品質を向上できる。
このように、第１速度調整動作では、速度Ｖ０である０メートル／秒から加速しているため、第１速度調整動作の前に発生した振動を減衰させた状態で、印刷動作を開始できるので、印刷品質を向上できる。
【0099】
また、立体物印刷装置１００は、ヘッド３１０がインクの吐出を停止し、ヘッド３１０の移動速度を変化させる第２速度調整動作を印刷動作に続いて実行する。第２速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値は、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値に比べて大きい。
第１速度調整動作ではヘッド３１０の加速度の絶対値を第２速度調整動作におけるヘッド３１０の絶対値と比較して抑制することにより、ヘッド３１０の振動を抑制して印刷品質を高めることができる。一方、第２速度調整動作ではヘッド３１０の加速度の絶対値を第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値と比較して大きくすることにより、製品の製造にかかるタクトタイムを短くし、製品の生産性を向上できる。
第１速度調整動作ではヘッド３１０の加速度の絶対値を第２速度調整動作におけるヘッド３１０の絶対値と比較して抑制することにより、ヘッド３１０の振動を抑制して印刷品質を高めることができる。一方、第２速度調整動作ではヘッド３１０の加速度の絶対値を第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値と比較して大きくすることにより、製品の製造にかかるタクトタイムを短くし、製品の生産性を向上できる。
【0100】
また、第１速度調整動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量は、印刷動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。
第１実施形態によれば、第１速度調整動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量が印刷動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも大きい態様と比較して、関節２３０に発生する振動を抑制できる。
第１実施形態によれば、第１速度調整動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量が印刷動作における単位移動量あたりのｂ軸まわりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも大きい態様と比較して、関節２３０に発生する振動を抑制できる。
【0101】
２．第２実施形態
第２実施形態にける立体物印刷方法は、印刷準備動作と、第２速度調整動作とを実行しない点で、第１実施形態と相違する。以下、第２実施形態について説明する。
第２実施形態にける立体物印刷方法は、印刷準備動作と、第２速度調整動作とを実行しない点で、第１実施形態と相違する。以下、第２実施形態について説明する。
【0102】
図１２は、第２実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートである。図１３は、第２実施形態に係る立体物印刷方法を実行中の一連の動作を説明するための説明図である。図１３では、第２実施形態に係る立体物印刷方法を実行中の一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動速度との関係を示すグラフｇｖ２と、この一連の動作の各動作を実行した時刻とヘッド３１０の移動距離との関係を示すグラフｇｄ２とを示す。ヘッド３１０の移動距離は、立体物印刷方法の実行を開始した時点からのヘッド３１０の移動距離を意味する。
【0103】
図１２および図１３に示すように、第２実施形態に係る立体物印刷装置１００は、第２実施形態に係る立体物印刷方法を実行中の一連の動作として、待機動作を行うステップＳ２１０と、第１移動動作を行うステップＳ２２０と、第１速度調整動作を行うステップＳ２３０と、速度維持動作を行うステップＳ２４０と、印刷動作を行うステップＳ２５０と、第２移動動作を行うステップＳ２６０とを、この順で実行する。
【0104】
ステップＳ２１０の待機動作は、印刷動作の前にヘッド３１０を待機させる動作である。ステップＳ２１０の待機動作は、第１実施形態におけるステップＳ１１０の待機動作と同一であるため、説明を省略する。
グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１まで、ヘッド３１０は移動しておらず、グラフｇｄ２に示すように、ヘッド３１０を待機位置で待機させている。
グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１まで、ヘッド３１０は移動しておらず、グラフｇｄ２に示すように、ヘッド３１０を待機位置で待機させている。
【0105】
ステップＳ２２０の第１移動動作は、印刷動作の前にロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０を待機位置から印刷準備位置ＰＰまで移動させる動作である。但し、第２実施形態では、ヘッド３１０が印刷準備位置ＰＰで停止せずに通過する点で、第１実施形態と相違する。第２実施形態において、第１移動動作の終了時におけるヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰより速い。第１移動動作の終了時におけるヘッド３１０の移動速度が印刷速度ＶＰより速ければどのような速度でもよいが、第１移動動作にかかる期間を短くするために、第１移動動作の終了時におけるヘッド３１０の移動速度は、ヘッド３１０の最大速度Ｖｍａｘであることが好ましい。グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０を最大速度Ｖｍａｘまで加速させる。そして、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに到達した場合、ロボット２００は、印刷準備位置ＰＰを通過するまでヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに維持する。
【0106】
ステップＳ２３０の第１速度調整動作は、印刷動作の前にロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する動作である。より詳細には、ステップＳ２３０の第１速度調整動作は、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへ調整する。印刷速度ＶＰは、最大速度Ｖｍａｘより小さい速度である。グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと調整し、グラフｇｄ２に示すように、印刷準備位置ＰＰから速度維持開始位置ＰＪまで移動する。ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少させる。本明細書における単調減少とは、広義の単調減少を意味する。
第２実施形態において、最大速度Ｖｍａｘが「第１速度」の一例であり、印刷速度ＶＰが「第２速度」の一例である。
第２実施形態において、最大速度Ｖｍａｘが「第１速度」の一例であり、印刷速度ＶＰが「第２速度」の一例である。
【0107】
ステップＳ２４０の速度維持動作は、印刷動作の前にロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０の移動速度を印刷速度ＶＰで維持し、第１速度調整動作においてヘッド３１０が減速したことによって発生する振動を低減させる動作である。グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４まで、ヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰに維持され、グラフｇｄ２に示すように、速度維持開始位置ＰＪから印刷開始位置ＰＳまで移動する。
【0108】
ステップＳ２５０の印刷動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０がインクを吐出する動作である。グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２４から時刻ｔ２５まで、ヘッド３１０の移動速度は、印刷速度ＶＰに維持され、グラフｇｄ２に示すように、ヘッド３１０は、印刷開始位置ＰＳから印刷終了位置ＰＥまで移動する。
【0109】
ステップＳ２６０の第２移動動作は、ロボット２００がワークＷに対してヘッド３１０の相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３１０を待機位置に移動させる動作である。第２移動動作では、どのような速度でヘッド３１０を移動させてもよい。第２移動動作にかかる期間を短くするために、ヘッド３１０の最大速度Ｖｍａｘで移動させることが好ましい。グラフｇｖ２に示すように、時刻ｔ２５から時刻ｔ２６までの間に、ロボット２００は、ヘッド３１０を最大速度Ｖｍａｘまで加速させる。そして、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに到達した場合、ロボット２００は、ヘッド３１０の移動速度を最大速度Ｖｍａｘに維持し、待機位置にヘッド３１０が近付いた場合、ヘッド３１０の移動速度が速度Ｖ０になるまでヘッド３１０を減速させる。
【0110】
ステップＳ２６０の処理終了後、ヘッド３１０は待機位置に移動する。第２実施形態における立体物印刷装置１００は、例えば、制御モジュール５００が信号Ｄ３と印刷データＩｍｇとを受け付けた場合に、ステップＳ２２０の第１移動動作を再び実行する。
【0111】
ここで、ステップＳ２３０の第１速度調整動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量は、ステップＳ２５０印刷動作の実行中における単位期間あたりのヘッド３１０の姿勢変化量よりも小さい。このため、第１実施形態と同様に関節２３０に発生する振動を抑制し、印刷品質を向上できる。
【0112】
２．１．第２実施形態のまとめ
以上説明したように、第２実施形態における第１速度調整動作の実行中における時刻ｔ２２から時刻ｔ２３において、ヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少する。
ヘッド３１０の移動速度が単調減少のため、加速と減速とを繰り返すことがない。加速と減速とを繰り返さないことにより、ヘッド３１０の振動を抑制し、印刷品質を向上できる。
以上説明したように、第２実施形態における第１速度調整動作の実行中における時刻ｔ２２から時刻ｔ２３において、ヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少する。
ヘッド３１０の移動速度が単調減少のため、加速と減速とを繰り返すことがない。加速と減速とを繰り返さないことにより、ヘッド３１０の振動を抑制し、印刷品質を向上できる。
【0113】
前述したように、第２実施形態における第１速度調整動作の実行中において、ヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少する。単調減少であるため、印刷速度ＶＰが、最大速度Ｖｍａｘより小さい。
第２実施形態における第１速度調整動作では、第１実施形態における第１速度調整動作と比較して、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きくなる。この理由は、第２実施形態では、ヘッド３１０の移動速度は印刷速度ＶＰより大きい速度から減速している一方で、第１実施形態では第１速度調整動作においてヘッド３１０の移動速度が印刷速度ＶＰより小さい速度Ｖ０から加速するためである。したがって、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きいため、第２実施形態における立体物印刷装置１００は、第１速度調整動作にかかる期間を短縮できる。
さらに、第２実施形態における第１移動動作では、第１実施形態における第１移動動作と比較して、第１移動動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きくなる。この理由は、第２実施形態では、第１移動動作の終了時のヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘである一方で、第１移動動作の終了時のヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０であるためである。したがって、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１移動動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度が大きいため、第２実施形態における立体物印刷装置１００は、第１移動動作にかかる期間を短縮できる。
以上により、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１移動動作および第１速度調整動作にかかる期間が短縮されるため、製品の製造にかかるタクトタイムを短縮でき、製品の生産性を向上できる。
一方、第１実施形態では、第１速度調整動作では、速度Ｖ０である０メートル／秒から加速しているため、第１速度調整動作の前に発生した振動を減衰させた状態で印刷動作を開始できるので、第２実施形態と比較して、印刷品質を向上できる。
第２実施形態における第１速度調整動作では、第１実施形態における第１速度調整動作と比較して、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きくなる。この理由は、第２実施形態では、ヘッド３１０の移動速度は印刷速度ＶＰより大きい速度から減速している一方で、第１実施形態では第１速度調整動作においてヘッド３１０の移動速度が印刷速度ＶＰより小さい速度Ｖ０から加速するためである。したがって、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きいため、第２実施形態における立体物印刷装置１００は、第１速度調整動作にかかる期間を短縮できる。
さらに、第２実施形態における第１移動動作では、第１実施形態における第１移動動作と比較して、第１移動動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度は大きくなる。この理由は、第２実施形態では、第１移動動作の終了時のヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘである一方で、第１移動動作の終了時のヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０であるためである。したがって、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１移動動作におけるヘッド３１０の平均の移動速度が大きいため、第２実施形態における立体物印刷装置１００は、第１移動動作にかかる期間を短縮できる。
以上により、第２実施形態では、第１実施形態と比較して、第１移動動作および第１速度調整動作にかかる期間が短縮されるため、製品の製造にかかるタクトタイムを短縮でき、製品の生産性を向上できる。
一方、第１実施形態では、第１速度調整動作では、速度Ｖ０である０メートル／秒から加速しているため、第１速度調整動作の前に発生した振動を減衰させた状態で印刷動作を開始できるので、第２実施形態と比較して、印刷品質を向上できる。
【0114】
３．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【0115】
３－１．第１変形例
第１実施形態における第１速度調整動作において、ヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づくように単調増加することを記載したが、単調増加せず、増加と減少とを繰り返しながら速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づいてもよい。同様に、第２実施形態における第１速度調整動作において、ヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少することを記載したが、単調減少せず、減少と増加とを繰り返しながら最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づいてもよい。
第１実施形態における第１速度調整動作において、ヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づくように単調増加することを記載したが、単調増加せず、増加と減少とを繰り返しながら速度Ｖ０から印刷速度ＶＰへと近づいてもよい。同様に、第２実施形態における第１速度調整動作において、ヘッド３１０の移動速度は、最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づくように単調減少することを記載したが、単調減少せず、減少と増加とを繰り返しながら最大速度Ｖｍａｘから印刷速度ＶＰへと近づいてもよい。
【0116】
３－２．第２変形例
第１実施形態および第２実施形態において、待機位置と印刷開始位置ＰＳが近い場合には、立体物印刷装置１００は、第１移動動作を実行しなくてもよい。第１移動動作を実行しない場合、待機位置が印刷準備位置ＰＰであるとして、立体物印刷装置１００は、ヘッド３１０の位置を待機位置から印刷開始位置ＰＳに向かって移動しつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する。
第１実施形態および第２実施形態において、待機位置と印刷開始位置ＰＳが近い場合には、立体物印刷装置１００は、第１移動動作を実行しなくてもよい。第１移動動作を実行しない場合、待機位置が印刷準備位置ＰＰであるとして、立体物印刷装置１００は、ヘッド３１０の位置を待機位置から印刷開始位置ＰＳに向かって移動しつつ、ヘッド３１０の移動速度を調整する。
【0117】
３－３．第３変形例
第１実施形態に記載したように、印刷準備動作を実行しなくてもよい。さらに、印刷準備動作を実行しない場合に、第１移動動作の終了時および第１速度調整動作の開始時におけるヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０に限らず、速度Ｖ０よりも大きく、かつ、印刷速度ＶＰ以下の速度であってもよい。第２変形例において、速度Ｖ０よりも大きく、かつ、印刷速度ＶＰ以下の速度が、「第１速度」の一例である。
第１実施形態に記載したように、印刷準備動作を実行しなくてもよい。さらに、印刷準備動作を実行しない場合に、第１移動動作の終了時および第１速度調整動作の開始時におけるヘッド３１０の移動速度は、速度Ｖ０に限らず、速度Ｖ０よりも大きく、かつ、印刷速度ＶＰ以下の速度であってもよい。第２変形例において、速度Ｖ０よりも大きく、かつ、印刷速度ＶＰ以下の速度が、「第１速度」の一例である。
【0118】
３－４．第４変形例
第２実施形態において、最大速度Ｖｍａｘが「第１速度」の一例であると記載したが、これに限らない。例えば、「第１速度」は、印刷速度ＶＰより大きく最大速度Ｖｍａｘ未満の速度でもよい。
第２実施形態において、最大速度Ｖｍａｘが「第１速度」の一例であると記載したが、これに限らない。例えば、「第１速度」は、印刷速度ＶＰより大きく最大速度Ｖｍａｘ未満の速度でもよい。
【0119】
３－５．第５変形例
第２実施形態において、立体物印刷装置１００は、第２速度調整動作を実行しないが、第２速度調整動作を印刷動作と第２移動動作との間に実行してもよい。第５変形例においても、第２速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値は、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値に比べて大きいことが好ましい。
第２実施形態において、立体物印刷装置１００は、第２速度調整動作を実行しないが、第２速度調整動作を印刷動作と第２移動動作との間に実行してもよい。第５変形例においても、第２速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値は、第１速度調整動作におけるヘッド３１０の加速度の絶対値に比べて大きいことが好ましい。
【0120】
３－６．第６変形例
前述の形態では、アーム２２０の先端に対するヘッド３１０の固定方法としてネジ止め等を用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。例えば、アーム２２０の先端に装着されるハンド等の把持機構によりヘッド３１０を把持することにより、アーム２２０の先端に対してヘッド３１０を固定してもよい。
前述の形態では、アーム２２０の先端に対するヘッド３１０の固定方法としてネジ止め等を用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。例えば、アーム２２０の先端に装着されるハンド等の把持機構によりヘッド３１０を把持することにより、アーム２２０の先端に対してヘッド３１０を固定してもよい。
【0121】
３－７．第７変形例
前述の形態では、１種類のインクを用いて印刷を行う構成が例示されるが、当該構成に限定されず、２種類以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本発明を適用することができる。
前述の形態では、１種類のインクを用いて印刷を行う構成が例示されるが、当該構成に限定されず、２種類以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本発明を適用することができる。
【0122】
３－８．第８変形例
本発明の立体物印刷装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する立体物印刷装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する立体物印刷装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、立体物印刷装置は、接着剤等の液体をワークに塗布するジェットディスペンサーとしても利用できる。
本発明の立体物印刷装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する立体物印刷装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する立体物印刷装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、立体物印刷装置は、接着剤等の液体をワークに塗布するジェットディスペンサーとしても利用できる。
【符号の説明】
【0123】
１００…立体物印刷装置、２００…ロボット、２１０…基部、２２０…アーム、２２１，２２２，２２３，２２４，２２５，２２６…アーム部品、２３０，２３０＿１，２３０＿２，２３０＿３，２３０＿４，２３０＿５，２３０＿６…関節、２４０…アーム駆動機構、２４１，２４１＿１…エンコーダー、３００…液体吐出ユニット、３１０…ヘッド、３１１…圧電素子、３２０…圧力調整弁、３３０…センサー、３４０…スイッチ回路、３５０…支持体、４００…液体供給ユニット、４１０…液体貯留部、４２０…供給流路、４２１…上流流路、４２２…下流流路、４２２ａ…流路部材、５００…制御モジュール、５１０…タイミング信号生成回路、５２０…電源回路、５３０…制御回路、５４０…駆動信号生成回路、６００…コントローラー、６１０…記憶回路、６２０…処理回路、７００…コンピューター、８００…メンテナンスユニット、８１０…ケース、８２０…キャップ部、８３０…支持台、８４０…吸引機構、８５０…ワイパー部、ＡＸ…長軸、ＢＮ…設置面、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＧ…チェンジ信号、Ｃｏｍ…駆動信号、Ｄ１，Ｄ１＿１，Ｄ１＿５…出力信号、Ｄ２，Ｄ３…信号、Ｄａ…経路情報、Ｆ…ノズル面、Ｉｍｇ…印刷データ、Ｋ１，Ｋ２…姿勢特性、ＬＡＴ…ラッチ信号、Ｌａ…第１ノズル列、Ｌｂ…第２ノズル列、Ｍ１，Ｍ２…回動量特性、Ｎ…ノズル、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４，Ｏ５，Ｏ６…回動軸、ＰＡ…印刷領域、ＰＤ…駆動パルス、ＰＥ…印刷終了位置、ＰＪ，ＰＪａ…速度維持開始位置、ＰＰ，ＰＰａ…印刷準備位置、ＰＳ…印刷開始位置、ＰＴＳ…タイミング信号、ＲＤ，ＲＤａ，ＲＰ，ＲＰａ，ＲＳ…経路、ＲＵ，ＲＵａ…移動経路、ＳＩ，Ｓｋ＿１…制御信号、Ｖ０…速度、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、ＶＰ…印刷速度、Ｖｍａｘ…最大速度、Ｗ…ワーク、ＷＦ…印刷領域、ＷＧ…最短距離、ｄＣｏｍ…波形指定信号、ｇｄ１，ｇｄ２，ｇｅ１，ｇｅ２，ｇｋ，ｇｍ１，ｇｖ１，ｇｖ２…グラフ、ΔＶ１，ΔＶ２…速度変化、Δｔ１，Δｔ２…微小期間、θ…角度。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】