ホーム > 特許ランキング > セイコーエプソン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2024102488
(43)【公開日】2024-07-31
(54)【発明の名称】印刷装置および印刷方法
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20240724BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20240724BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20240724BHJP
B05D 1/02 20060101ALI20240724BHJP
B05B 12/00 20180101ALI20240724BHJP
B05B 13/04 20060101ALI20240724BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20240724BHJP
【ＦＩ】
B05C5/00 101
B41J2/01 201
B41J2/01 109
B41J2/01 303
B41J2/01 451
B05D1/26 Z
B05D1/02 B
B05B12/00 A
B05B13/04
B05C11/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023006393
(22)【出願日】2023-01-19
(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】鈴木 将道
(72)【発明者】
【氏名】宇都宮 光平
(72)【発明者】
【氏名】中島 吉紀
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 勝
(72)【発明者】
【氏名】石井 裕樹
【テーマコード（参考）】
2C056
4D075
4F035
4F041
4F042
【Ｆターム（参考）】
2C056EA04
2C056EB29
2C056EC07
2C056EC11
2C056EC33
2C056FA09
2C056FB09
4D075AA37
4D075AA85
4D075AC06
4D075AC08
4D075AC09
4D075AC93
4D075CA48
4D075DA23
4D075EA05
4F035AA03
4F035BB06
4F035BB32
4F035BC02
4F035CA01
4F035CA05
4F035CD06
4F035CD18
4F035CD19
4F041AA01
4F041AB01
4F041BA01
4F041BA10
4F041BA13
4F041BA22
4F041BA38
4F042AA01
4F042AB00
4F042BA08
4F042BA10
(57)【要約】
【課題】印刷画質を向上させる。
【解決手段】印刷装置は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対するヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、ロボットがワークに対するヘッドの相対的な位置を変化させつつ、ヘッドが液体を吐出することにより、ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、第１タイミングと第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、ノズル面の法線方向に沿う複数のノズルとワークとの間の距離を吐出距離としたとき、第１タイミングおよび第２タイミングのうちの一方または両方における吐出距離は、第３タイミングにおける吐出距離よりも大きい。
【選択図】図４
【解決手段】印刷装置は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対するヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、ロボットがワークに対するヘッドの相対的な位置を変化させつつ、ヘッドが液体を吐出することにより、ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、第１タイミングと第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、ノズル面の法線方向に沿う複数のノズルとワークとの間の距離を吐出距離としたとき、第１タイミングおよび第２タイミングのうちの一方または両方における吐出距離は、第３タイミングにおける吐出距離よりも大きい。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、
前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする印刷装置。
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、
前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項2】
前記第１タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項3】
前記第１タイミングと前記第３タイミングとの間のタイミングを第４タイミングとしたとき、
前記第４タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第１タイミングにおける前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記第４タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第１タイミングにおける前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項4】
前記第２タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項5】
前記第２タイミングと前記第３タイミングとの間のタイミングを第５タイミングとしたとき、
前記第５タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
前記第５タイミングにおける前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
【請求項6】
前記第３タイミングを含み、かつ、前記第１タイミングおよび前記第２タイミングを含まない期間の少なくとも一部にわたり、前記吐出距離が一定である、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項7】
前記第１印刷動作の実行中において前記ワークと前記ヘッドとの相対的な姿勢が変化する、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項8】
前記ワークは、第１面と、前記第１面とは異なる方向を向く第２面と、を有し、
前記第１面と前記第２面との間には、前記第１面および前記第２面による凸状の角が形成され、
前記第１バンド領域は、前記第１面内の領域であり、
前記第１タイミングにおいて、前記ヘッドから液体が付与される前記第１面の位置を第１位置とし、
前記第３タイミングにおいて、前記ヘッドから液体が付与される前記第１面の位置を第３位置としたとき、
前記第１位置は、前記第３位置よりも前記角および前記第２面に近い、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記第１面と前記第２面との間には、前記第１面および前記第２面による凸状の角が形成され、
前記第１バンド領域は、前記第１面内の領域であり、
前記第１タイミングにおいて、前記ヘッドから液体が付与される前記第１面の位置を第１位置とし、
前記第３タイミングにおいて、前記ヘッドから液体が付与される前記第１面の位置を第３位置としたとき、
前記第１位置は、前記第３位置よりも前記角および前記第２面に近い、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項9】
前記第１位置は、前記第１面の前記角を形成する端に位置する、
ことを特徴とする請求項８に記載の印刷装置。
ことを特徴とする請求項８に記載の印刷装置。
【請求項10】
前記第１印刷動作の実行直前において、前記ロボットが前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドから液体を吐出させない第１非印刷動作を実行し、
前記第１非印刷動作の実行中の任意のタイミングを第６タイミングとしたとき、
前記第６タイミングにおける前記吐出距離は、前記第１タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記第１非印刷動作の実行中の任意のタイミングを第６タイミングとしたとき、
前記第６タイミングにおける前記吐出距離は、前記第１タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項11】
前記ロボットの動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１印刷動作および前記第１非印刷動作のそれぞれにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得し、
前記複数の教示点は、
前記第１タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第１教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、
前記第６タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第６教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第１教示点に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第６教示点に基づく前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。
前記制御部は、前記第１印刷動作および前記第１非印刷動作のそれぞれにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得し、
前記複数の教示点は、
前記第１タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第１教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、
前記第６タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第６教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第１教示点に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第６教示点に基づく前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１０に記載の印刷装置。
【請求項12】
前記第１印刷動作の実行直後において、前記ロボットが前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドから液体を吐出させない第２非印刷動作を実行し、
前記第２非印刷動作の実行中の任意のタイミングを第７タイミングとしたとき、
前記第７タイミングにおける前記吐出距離は、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
前記第２非印刷動作の実行中の任意のタイミングを第７タイミングとしたとき、
前記第７タイミングにおける前記吐出距離は、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
【請求項13】
前記ロボットの動作を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第１印刷動作および前記第２非印刷動作のそれぞれにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得し、
前記複数の教示点は、
前記第２タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第２教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、
前記第７タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第７教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第２教示点に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第７教示点に基づく前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置。
前記制御部は、前記第１印刷動作および前記第２非印刷動作のそれぞれにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得し、
前記複数の教示点は、
前記第２タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第２教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、
前記第７タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第７教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第２教示点に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きく、かつ、前記第７教示点に基づく前記吐出距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１２に記載の印刷装置。
【請求項14】
前記ロボットが前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドから液体を吐出することにより、前記ワーク上の前記第１バンド領域に隣接する第２バンド領域に印刷を行う第２印刷動作を実行し、
前記第２印刷動作を開始するタイミングを第８タイミングとし、
前記第２印刷動作を終了するタイミングを第９タイミングとしたとき、
前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第８タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なることと、前記第２タイミングにおける前記吐出距離と前記第９タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なることと、のうち一方または両方を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記第２印刷動作を開始するタイミングを第８タイミングとし、
前記第２印刷動作を終了するタイミングを第９タイミングとしたとき、
前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第８タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なることと、前記第２タイミングにおける前記吐出距離と前記第９タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なることと、のうち一方または両方を満足する、
ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項15】
液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記複数のノズルから前記ノズル面の法線方向に延びる仮想直線と前記ワークの表面との交点における前記仮想直線と前記ワークの表面とのなす角度を着弾角度としたとき、
前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする印刷装置。
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記複数のノズルから前記ノズル面の法線方向に延びる仮想直線と前記ワークの表面との交点における前記仮想直線と前記ワークの表面とのなす角度を着弾角度としたとき、
前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項16】
前記複数のノズルから前記ノズル面の法線方向に延びる仮想直線と前記ワークの表面との交点における前記仮想直線と前記ワークの表面とのなす角度を着弾角度としたとき、
前記第１タイミングにおける前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
前記第１タイミングにおける前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
【請求項17】
前記複数のノズルから前記ノズル面の法線方向に延びる仮想直線と前記ワークの表面との交点における前記仮想直線と前記ワークの表面とのなす角度を着弾角度としたとき、
前記第２タイミングにおける前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
前記第２タイミングにおける前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい、
ことを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
【請求項18】
液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を用いた印刷方法であって、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行する場合、
前記第１印刷動作の実行前に、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得するステップと、
前記経路情報を用いて前記第１印刷動作を実行するステップと、を含み、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、
前記複数の教示点は、
前記第１タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第１教示点と、
前記第２タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第２教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第１教示点および前記第２教示点のうちの一方または両方に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする印刷方法。
互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を用いた印刷方法であって、
前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行する場合、
前記第１印刷動作の実行前に、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得するステップと、
前記経路情報を用いて前記第１印刷動作を実行するステップと、を含み、
前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、
前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、
前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、
前記複数の教示点は、
前記第１タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第１教示点と、
前記第２タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第２教示点と、
前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、を含み、
前記仮想空間において、前記第１教示点および前記第２教示点のうちの一方または両方に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ロボットを用いて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印刷装置が知られている。例えば、特許文献１には、ロボットが液体吐出ヘッドを移動経路に沿って移動させつつ、液体吐出ヘッドがワークに向けてインクを吐出する印刷動作が記載される。この印刷動作では、ヘッドの移動経路の全域にわたり、ワークの面と液体吐出ヘッドとの間の距離が一定に維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－７０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の技術では、印刷動作の実行中におけるロボットの動作によって生じる振動が印刷画質に悪影響を与える場合がある。このような状況のもと、ロボットの動作による振動を考慮しつつ、印刷画質を向上させることが望まれる。
【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、本開示の印刷装置の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記吐出距離は、前記第３タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい。
【0006】
本開示の印刷装置の他の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を備え、前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行し、前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、前記複数のノズルから前記ノズル面の法線方向に延びる仮想直線と前記ワークの表面との交点における前記仮想直線と前記ワークの表面とのなす角度を着弾角度としたとき、前記第１タイミングおよび前記第２タイミングのうちの一方または両方における前記着弾角度は、前記第３タイミングにおける前記着弾角度よりも小さい。
【0007】
本開示の印刷方法の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有するヘッドと、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節を含み、ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させるロボットと、を用いた印刷方法であって、前記ロボットが前記ワークに対する前記ヘッドの相対的な位置を変化させつつ、前記ヘッドが液体を吐出することにより、前記ワーク上の第１バンド領域に印刷を行う第１印刷動作を実行する場合、前記第１印刷動作の実行前に、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する経路情報を取得するステップと、前記経路情報を用いて前記第１印刷動作を実行するステップと、を含み、前記第１印刷動作を開始するタイミングを第１タイミングとし、前記第１印刷動作を終了するタイミングを第２タイミングとし、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間のタイミングを第３タイミングとし、前記ノズル面の法線方向に沿う前記複数のノズルと前記ワークとの間の距離を吐出距離としたとき、前記複数の教示点は、前記第１タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第１教示点と、前記第２タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第２教示点と、前記第３タイミングにおける前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置を示す教示点である第３教示点と、を含み、前記仮想空間において、前記第１教示点および前記第２教示点のうちの一方または両方に基づく前記吐出距離は、前記第３教示点に基づく前記吐出距離よりも大きい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る印刷装置の概略を示す斜視図である。
【図2】第１実施形態に係る印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図3】ヘッドユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図4】第１実施形態に係る印刷方法の流れを示す図である。
【図5】第１実施形態における第１バンド領域を説明するための図である。
【図6】参考例における印刷動作の実行時のヘッドの軌跡を説明するための斜視図である。
【図7】参考例における印刷動作の実行時のヘッドの移動経路を説明するための図である。
【図8】吐出距離および着弾角度を説明するための図である。
【図9】第１実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッドの軌跡を説明するための斜視図である。
【図10】第１実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッドの移動経路を説明するための図である。
【図11】第２実施形態に係る印刷方法の流れを示す図である。
【図12】第２実施形態における第１バンド領域および第２バンド領域を説明するための図である。
【図13】第２実施形態における第１印刷動作および第２印刷動作の実行時のヘッドの軌跡を説明するための斜視図である。
【図14】第２実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッドの移動経路を説明するための図である。
【図15】第２実施形態における第２印刷動作の実行時のヘッドの移動経路を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら本開示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および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、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示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。
【0010】
以下では、説明の便宜上、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて説明を行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向と反対の方向がＸ２方向である。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向がＹ１方向およびＹ２方向である。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向がＺ１方向およびＺ２方向である。
【0011】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述のロボット２が設置される空間に設定されるワールド座標系の座標軸に相当する。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。当該ワールド座標系には、ロボット２の後述の基部２１０の位置を基準とするベース座標系がキャリブレーションにより対応付けられる。以下では、便宜上、ワールド座標系をロボット座標系として用いてロボット２の動作を制御する場合が例示される。
【0012】
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。
【0013】
１－１．印刷装置の概略
図１は、第１実施形態に係る印刷装置１の概略を示す斜視図である。印刷装置１は、立体的なワークＷの表面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は、第１実施形態に係る印刷装置１の概略を示す斜視図である。印刷装置１は、立体的なワークＷの表面にインクジェット方式により印刷を行う装置である。
【0014】
ワークＷは、印刷対象となる面ＷＦを有する。図１に示す例では、面ＷＦがＹ軸に平行となるようにＺ１方向に向けて突出する凸湾曲面である。面ＷＦの曲率は、Ｘ軸に沿う方向での位置に応じて異なってもよいし、Ｘ軸に沿う方向での全域にわたり一定でもよい。なお、印刷対象は、ワークＷが有する複数の面のうち面ＷＦ以外の面でもよい。また、ワークＷの大きさ、形状または設置姿勢は、図１に示す例に限定されず、任意である。例えば、面ＷＦは、球面に沿う形状であってもよい。
【0015】
【0016】
ロボット２は、ワールド座標系でのヘッドユニット３の位置および姿勢を変化させるロボットである。図１に示す例では、ロボット２は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットである。
【0017】
図１に示すように、ロボット２は、基部２１０と腕部２２０とを有する。
【0018】
基部２１０は、腕部２２０を支持する台である。図１に示す例では、基部２１０は、Ｚ１方向を向く床面または基台等の設置面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。
【0019】
腕部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、腕部２２０は、リンクとも称されるアーム２２１、２２２、２２３、２２４、２２５および２２６を有し、これらがこの順に連結される。
【0020】
アーム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２２２は、アーム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２２３は、アーム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２２４は、アーム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２２５は、アーム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２２６は、アーム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。
【0021】
関節２３０＿１～２３０＿６のそれぞれは、基部２１０およびアーム２２１～２２６のうち互いに隣り合う２つの部材の一方を他方に対して回動可能に連結する機構である。なお、以下では、関節２３０＿１～２３０＿６のそれぞれを「関節２３０」という場合がある。
【0022】
図１では図示しないが、関節２３０＿１～２３０＿６のそれぞれには、対応する当該互いに隣り合う２つの部材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、関節２３０＿１～２３０＿６の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２ａに相当する。
【0023】
回動軸Ｏ１は、基部２１０が固定される図示しない設置面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。
【0024】
このように、ロボット２は、互いに異なる回動軸Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４、Ｏ５、Ｏ６まわりに回動可能な複数の関節２３０を含む。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°である場合のほか、２つの回動軸のなす角度が９０°から±５°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°程度の範囲内で傾斜する場合も含む。
【0025】
以上のロボット２のアーム２２１～２２６のうち最も先端に位置するアーム２２６には、エンドエフェクターとしてヘッドユニット３が装着される。ここで、ヘッドユニット３は、ネジ止め等によりアーム２２６に固定される。
【0026】
ヘッドユニット３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３ａを有するアセンブリーである。本実施形態では、ヘッドユニット３は、ヘッド３ａのほか、圧力調整弁３ｂとエネルギー出射部３ｃとを有する。なお、ヘッドユニット３の詳細については、後に図３に基づいて説明する。
【0027】
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。中でも、硬化性インクが好適に用いられる。硬化性インクは、特に限定されず、例えば、熱硬化型、光硬化型、放直線硬化型および電子線硬化型等のいずれでもよいが、紫外線硬化型等の光硬化型が好適である。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、例えば、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し、クリアインクでもよいし、ワークＷの表面処理のための処理液でもよい。
【0028】
ヘッドユニット３には、配管部１０と図示しない配線部とのそれぞれが接続される。配管部１０は、図示しないインクタンクからのインクをヘッドユニット３に供給する配管または配管群である。当該配線部は、ヘッド３ａを駆動する電気信号を供給する配線または配線群である。なお、当該配線部の引き回しは、配管部１０の引き回しと同じであっても異なってもよい。
【0029】
コントローラー５は、ロボット２の駆動を制御するロボットコントローラーである。コンピューター７は、プログラムをインストールしたデスクトップ型またはノート型等のコンピューターであり、ヘッドユニット３の駆動を制御する。以下、図２に基づいて、印刷装置１の電気的な構成について、コントローラー５およびコンピューター７の詳細な説明を含めて説明する。
【0030】
１－２．印刷装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、印刷装置１の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。図２に示すように、印刷装置１は、前述の図１に示す構成要素のほか、コントローラー５に通信可能に接続される制御モジュール６と、コントローラー５および制御モジュール６に通信可能に接続されるコンピューター７と、を有する。ここで、コントローラー５、制御モジュール６およびコンピューター７は、制御部８を構成する。制御部８は、ロボット２およびヘッドユニット３のそれぞれの動作を制御する。以下、図２に基づいて、制御部８の各部を順に説明する。
図２は、第１実施形態に係る印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、印刷装置１の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。図２に示すように、印刷装置１は、前述の図１に示す構成要素のほか、コントローラー５に通信可能に接続される制御モジュール６と、コントローラー５および制御モジュール６に通信可能に接続されるコンピューター７と、を有する。ここで、コントローラー５、制御モジュール６およびコンピューター７は、制御部８を構成する。制御部８は、ロボット２およびヘッドユニット３のそれぞれの動作を制御する。以下、図２に基づいて、制御部８の各部を順に説明する。
【0031】
なお、図２に示す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、コントローラー５または制御モジュール６の機能の一部または全部は、コンピューター７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５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。
【0032】
コントローラー５は、ロボット２の駆動を制御する機能と、ヘッドユニット３でのインクの吐出動作をロボット２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。
【0033】
コントローラー５は、記憶回路５ａと処理回路５ｂとを有する。
【0034】
記憶回路５ａは、処理回路５ｂが実行する各種プログラムと、処理回路５ｂが処理する各種データと、を記憶する。記憶回路５ａ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５ａの一部または全部は、処理回路５ｂに含まれてもよい。
【0035】
記憶回路５ａには、経路情報Ｄａが記録される。
【0036】
経路情報Ｄａは、ロボット２の動作の制御に用いられ、印刷動作の実行時にヘッド３ａの移動すべき経路におけるヘッド３ａの位置および姿勢を示す情報である。本実施形態の経路情報Ｄａは、後述の第１印刷動作、第１非印刷動作および第２非印刷動作のそれぞれにおけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点の集合に関する情報である。当該複数の教示点のそれぞれは、当該仮想空間に設定される座標系の座標値として表される。当該座標系は、特に限定されないが、例えば、ワーク座標系、ベース座標系またはワールド座標系である。経路情報Ｄａは、処理回路７ｂにより生成され、処理回路７ｂから記憶回路５ａに入力される。なお、経路情報Ｄａは、ワーク座標系の座標値を用いて表される場合、ワーク座標系の座標値からベース座標系またはワールド座標系の座標値に変換した後にロボット２の動作の制御に用いられる。
【0037】
処理回路５ｂは、経路情報Ｄａに基づいてロボット２のアーム駆動機構２ａの動作を制御するとともに、信号Ｄ３を生成する。処理回路５ｂ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５ｂ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。
【0038】
ここで、アーム駆動機構２ａは、前述の関節２３０＿１～２３０＿６の駆動機構の集合体であり、関節２３０ごとに、ロボット２の関節を駆動するためのモーターと、ロボット２の関節の回転角度を検出するエンコーダーと、を有する。
【0039】
処理回路５ｂは、経路情報Ｄａをロボット２の各関節２３０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５ｂは、各関節２３０の実際の回転角度および回転速度等の動作量が経路情報Ｄａに基づく前述の演算結果となるように、アーム駆動機構２ａの各エンコーダーからの出力Ｄ１に基づいて、制御信号Ｓｋ１を出力する。制御信号Ｓｋ１は、アーム駆動機構２ａのモーターの駆動を制御するための信号である。ここで、制御信号Ｓｋ１は、必要に応じて、図示しない距離センサーからの出力に基づいて処理回路５ｂにより補正される。
【0040】
また、処理回路５ｂは、アーム駆動機構２ａの有する複数のエンコーダーのうちの少なくとも１つからの出力Ｄ１に基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路５ｂは、当該複数のエンコーダーのうちの１つからの出力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。
【0041】
制御モジュール６は、コントローラー５から出力される信号Ｄ３とコンピューター７からの印刷データＩｍｇとに基づいて、ヘッドユニット３でのインクの吐出動作を制御する回路である。制御モジュール６は、タイミング信号生成回路６ａと電源回路６ｂと制御回路６ｃと駆動信号生成回路６ｄとを有する。
【0042】
タイミング信号生成回路６ａ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６ａ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。
【0043】
電源回路６ｂ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、制御モジュール６およびヘッドユニット３の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路６ｂ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、ヘッドユニット３に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路６ｄに供給される。
【0044】
制御回路６ｃ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６ｄに入力され、それ以外の信号は、ヘッドユニット３のスイッチ回路３ｅに入力される。
【0045】
制御信号ＳＩは、ヘッドユニット３のヘッド３ａが有する駆動素子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、印刷データＩｍｇに基づいて、当該駆動素子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ための信号である。この指定により、例えば、当該駆動素子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、当該駆動素子の駆動タイミングを規定することにより、当該ノズルからのインクの吐出タイミングを規定するための信号である。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。
【0046】
以上の制御回路６ｃは、例えば、１個以上のＣＰＵ等のプロセッサーを含む。なお、制御回路６ｃは、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。
【0047】
駆動信号生成回路６ｄは、ヘッドユニット３のヘッド３ａの有する各駆動素子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６ｄ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６ｄでは、当該ＤＡ変換回路が制御回路６ｃ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６ｂ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、当該駆動素子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、ヘッドユニット３のスイッチ回路３ｅを介して、駆動信号生成回路６ｄから当該駆動素子に供給される。
【0048】
ここで、スイッチ回路３ｅ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スイッチング素子を含む回路である。
【0049】
コンピューター７は、経路情報Ｄａを生成する機能と、コントローラー５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６に印刷データＩｍｇ等の情報を供給する機能と、を有する。本実施形態のコンピューター７は、これらの機能のほか、エネルギー出射部３ｃの駆動を制御する機能を有する。
【0050】
コンピューター７は、記憶回路７ａと処理回路７ｂとを有する。そのほか、図示しないが、コンピューター７は、ユーザーからの操作を受け付けるキーボートまたはマウス等の入力装置を有する。なお、コンピューター７は、経路情報Ｄａの生成に必要な情報を表示する液晶パネル等の表示装置を有してもよい。
【0051】
記憶回路７ａは、処理回路７ｂが実行する各種プログラムと、処理回路７ｂが処理する各種データと、を記憶する。記憶回路７ａは、例えば、ＲＡＭ等の揮発性のメモリーとＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭ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７ａの一部または全部は、処理回路７ｂに含まれてもよい。
【0052】
記憶回路７ａには、経路情報Ｄａとワーク情報Ｄｃと印刷データＩｍｇとプログラムＰＲとが記録される。
【0053】
ワーク情報Ｄｃは、ワークＷの少なくとも一部の形状を表すデータである。具体的には、ワーク情報Ｄｃは、例えば、ワークＷの形状を複数のポリゴンによって表すＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式等の３次元データである。ワーク情報Ｄｃは、ポリゴンの各頂点の座標に関する情報である座標情報と、ポリゴン面の表裏を示す法線ベクトルに関する情報であるベクトル情報と、を含む。ワーク情報Ｄｃは、ワークＷの３次元形状を示すＣＡＤ（computer-aided design）データを必要に応じて変換処理することにより得られる。なお、ワーク情報Ｄｃは、ワーク座標系の座標値を用いて表されてもよいし、ベース座標系またはワールド座標系の座標値を用いた点群データによって表されてもよい。また、ワーク情報Ｄｃは、数式等によって表されてもよく、ワーク情報Ｄｃの形式は必要に応じて適宜変換され得る。
【0054】
印刷データＩｍｇは、経路情報Ｄａの示す印刷経路の経路（パス）ごとにワークＷ上に印刷すべき画像を示す情報である。
【0055】
プログラムＰＲは、経路情報Ｄａの取得と経路情報Ｄａに基づく印刷とを実行するためのプログラムである。
【0056】
処理回路７ｂは、プログラムＰＲ等のプログラムの実行により前述の各機能を実現する。処理回路７ｂは、例えば、１個以上のＣＰＵ等のプロセッサーを含む。なお、処理回路７ｂは、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。
【0057】
【0058】
以上のように、経路情報Ｄａに基づいてロボット２の駆動が制御されるとともに、印刷データＩｍｇおよび信号Ｄ３に基づいてヘッド３ａの駆動が制御されることにより、印刷動作が行われる。印刷動作では、ロボット２が経路情報Ｄａに基づいてヘッド３ａの位置および姿勢を変化させつつ、ヘッド３ａが印刷データＩｍｇおよび信号Ｄ３に基づく適宜のタイミングでヘッド３ａからワークＷに向けてインクを吐出させる。これにより、ワークＷ上に印刷データＩｍｇに基づく画像が形成される。
【0059】
本実施形態の印刷動作は、第１非印刷動作と第１印刷動作と第２非印刷動作とをこの順で含む。後に詳述するが、第１印刷動作は、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出する。これに対し、第１非印刷動作および第２非印刷動作のそれぞれでは、ロボット２がワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させない。
【0060】
１－３．ヘッドユニットの構成
図３は、ヘッドユニット３の概略構成を示す斜視図である。以下の説明は、便宜上、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、以下の説明では、ａ軸に沿う一方向がａ１方向であり、ａ１方向と反対の方向がａ２方向である。同様に、ｂ軸に沿って互いに反対の方向がｂ１方向およびｂ２方向である。また、ｃ軸に沿って互いに反対の方向がｃ１方向およびｃ２方向である。
図３は、ヘッドユニット３の概略構成を示す斜視図である。以下の説明は、便宜上、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、以下の説明では、ａ軸に沿う一方向がａ１方向であり、ａ１方向と反対の方向がａ２方向である。同様に、ｂ軸に沿って互いに反対の方向がｂ１方向およびｂ２方向である。また、ｃ軸に沿って互いに反対の方向がｃ１方向およびｃ２方向である。
【0061】
ここで、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、ヘッドユニット３に設定されるツール座標系の座標軸に相当し、前述のロボット２の動作により前述のワールド座標系またはロボット座標系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。なお、ツール座標系とベース座標系またはロボット座標系とは、キャリブレーションにより対応付けされる。
【0062】
ツール座標系は、ツールセンターポイントＴＣＰを基準として設定される。したがって、ヘッド３ａの位置および姿勢は、ツールセンターポイントＴＣＰを基準として規定される。図３に示す例では、ツールセンターポイントＴＣＰは、ノズル面ＦＮの中心に配置される。なお、ツールセンターポイントＴＣＰの位置は、図３に示す例に限定されず、例えば、ヘッド３ａからインクの吐出方向ＤＥに間隔を隔てた位置でもよい。この場合、後述の移動経路ＲＵがワークＷの表面に設定される。
【0063】
ヘッドユニット３は、前述のように、ヘッド３ａと圧力調整弁３ｂとエネルギー出射部３ｃ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３ｆに支持される。なお、図３に示す例では、ヘッドユニット３が有するヘッド３ａおよび圧力調整弁３ｂのそれぞれの数が１個であるが、当該数は、図３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３ｂの設置位置は、アーム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。
【0064】
【0065】
以上の支持体３ｆは、前述のアーム２２６に装着される。したがって、ヘッド３ａ、圧力調整弁３ｂおよびエネルギー出射部３ｃが支持体３ｆにより一括してアーム２２６に支持される。このため、アーム２２６に対するヘッド３ａ、圧力調整弁３ｂおよびエネルギー出射部３ｃのそれぞれの相対的な位置が固定される。図３に示す例では、ヘッド３ａに対してｃ１方向の位置には、圧力調整弁３ｂが配置される。ヘッド３ａに対してａ２方向の位置には、エネルギー出射部３ｃが配置される。
【0066】
ヘッド３ａは、ノズル面ＦＮと、ノズル面ＦＮに開口する複数のノズルＮと、を有する。ノズル面ＦＮは、ノズルＮが開口するノズル面であり、例えば、シリコン(Ｓｉ)または金属等の材料で構成されるか、または、その板面を延長した平面上に他の部材がヘッドユニット３の構成要素として配置される場合、ノズルプレートの板面と当該他の部材の面とで構成される面である。ここで、ノズルプレートとは、シリコンまたは金属等で構成される板状部材に複数のノズルＮを形成した部材である。当該他の部材としては、例えば、固定板およびカバーヘッド等が挙げられる。固定板とは、当該ノズルプレートの固定または保護等の目的でノズルプレートの周囲に設けられる部材である。カバーヘッドとは、ヘッド３ａの保護等の目的で設けられる部材であり、ノズルプレートの周囲に配置される部分を有する。なお、固定板およびカバーヘッドは、ヘッド３ａの構成によっては設けらない場合もある。また、固定板およびカバーヘッドの面は、ノズルプレートの板面とは、ｃ軸に沿う方向における位置が最大で０．８ｍｍ程度異なる場合がある。図３に示す例では、ノズル面ＦＮは、１つのノズルプレートの板面のみで構成されるが、複数のノズルプレートを有していてもよく、その場合は、ノズル面ＦＮは複数のノズルプレートを包含する面として規定される。また、図３に示す例では、ノズル面ＦＮの法線方向、すなわちノズルＮからのインクの吐出方向ＤＥがｃ２方向である。なお、厳密には、ロボット２の動作による慣性または気流等の影響により、吐出方向ＤＥとｃ２方向とが平行でない場合もあるが、本実施形態においては、そうした誤差は考慮しない。
【0067】
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ＮＬ１と第２ノズル列ＮＬ２とに区分される。第１ノズル列ＮＬ１および第２ノズル列ＮＬ２のそれぞれは、ｂ軸に沿う方向であるノズル列方向ＤＮ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３ａにおける第１ノズル列ＮＬ１の各ノズルＮに関連する要素と第２ノズル列ＮＬ２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。
【0068】
ただし、第１ノズル列ＮＬ１における複数のノズルＮと第２ノズル列ＮＬ２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ＮＬ１および第２ノズル列ＮＬ２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ＮＬ１における複数のノズルＮと第２ノズル列ＮＬ２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。
【0069】
なお、以下では、第１ノズル列ＮＬ１および第２ノズル列ＮＬ２の全体をノズル列ＮＬという場合がある。ノズル列ＮＬは、第１ノズル列ＮＬ１および第２ノズル列ＮＬ２を含む。
【0070】
図示しないが、ヘッド３ａは、ノズルＮごとに、駆動素子である圧電素子と、インクを収容するキャビティと、有する。ここで、当該圧電素子は、当該圧電素子に対応するキャビティの圧力を変化させることにより、当該キャビティに対応するノズルからインクを吐出方向ＤＥに吐出させる。このようなヘッド３ａ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、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、キャビティ内のインクを加熱するヒーターを用いてもよい。
【0071】
以上のヘッド３ａには、配管部１０を介して図示しないインクタンクからインクが供給される。ここで、配管部１０は、圧力調整弁３ｂを介してヘッド３ａに接続される。
【0072】
圧力調整弁３ｂは、ヘッド３ａ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３ａと前述の図示しないインクタンクとの位置関係が変化しても、ヘッド３ａ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３ａ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。また、圧力調整弁３ｂからのインクは、図示しない分岐流路を介してヘッド３ａの複数箇所に適宜に分配される。ここで、図示しないインクタンクからのインクは、ポンプ等により所定の圧力で圧力調整弁３ｂに供給される。
【0073】
エネルギー出射部３ｃは、ワークＷ上のインクを硬化または固化させるための光、熱、電子線または放直線等のエネルギーを出射する。例えば、インクが紫外線硬化性を有する場合、エネルギー出射部３ｃは、紫外線を出射するＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子等で構成される。また、エネルギー出射部３ｃは、エネルギーの出射方向または出射範囲等を調整するためのレンズ等の光学部品等を適宜に有してもよい。
【0074】
１－４．印刷方法
図４は、第１実施形態に係る印刷方法の流れを示す図である。当該印刷方法は、前述のヘッド３ａおよびロボット２を用いて実行され、図４に示すように、経路情報Ｄａを取得するステップＳ１０と、経路情報Ｄａを用いて印刷動作を実行するステップＳ２０と、をこの順で含む。
図４は、第１実施形態に係る印刷方法の流れを示す図である。当該印刷方法は、前述のヘッド３ａおよびロボット２を用いて実行され、図４に示すように、経路情報Ｄａを取得するステップＳ１０と、経路情報Ｄａを用いて印刷動作を実行するステップＳ２０と、をこの順で含む。
【0075】
ステップＳ１０は、ワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点を設定することにより、当該複数の教示点の集合に関する経路情報Ｄａを取得する。この取得は、例えば、オンラインティーチングまたはオフラインティーチングにより行われる。
【0076】
ステップＳ２０は、ステップＳ１０で取得した経路情報Ｄａを用いてワークＷに印刷を行う。本実施形態では、ステップＳ２０は、第１非印刷動作を実行するステップＳ２１と、第１印刷動作を実行するステップＳ２２と、第２非印刷動作を実行するステップＳ２３と、をこの順で含む。
【0077】
ステップＳ２１の第１非印刷動作は、第１印刷動作の実行直前において、ロボット２がワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させない動作である。このような第１非印刷動作は、例えば、第１印刷動作の直前にヘッド３ａを助走させる助走動作として用いられる。このため、第１印刷動作を開始するタイミングでヘッド３ａを所望の移動速度で移動させることができる。一方、ステップＳ２３の第２非印刷動作は、第１印刷動作の実行直後において、ロボット２がワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させない動作である。このような第２非印刷動作は、例えば、第１印刷動作の直後にヘッド３ａを惰走させる惰走動作として用いられる。このため、第１印刷動作を終了するタイミングでヘッド３ａを所望の移動速度で移動させることができる。
【0078】
図４に示す例では、ステップＳ２２の第１印刷動作は、第１印刷動作＿１および第１印刷動作＿２のうちの一方を選択して実行する。第１印刷動作＿１は、後述の第１バンド領域ＲＰ１＿１に印刷を行う第１印刷動作である。第１印刷動作＿２は、後述の第１バンド領域ＲＰ１＿２に印刷を行う第１印刷動作である。
【0079】
図５は、第１実施形態における第１バンド領域ＲＰ１＿１、ＲＰ１＿２を説明するための図であって、ロボット２およびワークＷをＺ２方向に沿って見た場合の平面図である。なお、図５においては、ロボット２の腕部２２０やヘッドユニット３の図示を省略している。前述の図４に示すステップＳ２２の第１印刷動作は、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出することにより、ワークＷ上の第１バンド領域ＲＰ１＿１または第１バンド領域ＲＰ１＿２に印刷を行う。以下では、第１バンド領域ＲＰ１＿１および第１バンド領域ＲＰ１＿２のそれぞれを第１バンド領域ＲＰ１という場合がある。
【0080】
第１バンド領域ＲＰ１は、ヘッド３ａをワークＷに対して走査方向に沿って相対的に移動させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させたときに、ヘッド３ａのノズル列ＮＬの長さにより規定される幅で、当該走査方向に延びる帯状の印刷可能な面ＷＦの領域である。なお、当該幅を規定するノズル列ＮＬの長さは、ノズル列ＮＬを構成する複数のノズルＮのうち、インクを吐出可能な複数のノズルＮの群の長さであり、走査ごとまたは走査方向での位置に応じて可変であってもよい。
【0081】
図５に示す例では、ワークＷがロボット２の基部２１０に対してＸ２方向の位置にあり、第１バンド領域ＲＰ１＿１および第１バンド領域ＲＰ１＿２のそれぞれがＸ軸に沿う方向に延びる。ここで、第１印刷動作の実行時には、ロボット２がヘッド３ａをＺ軸に沿う方向にみてＸ１方向またはＸ２方向である主走査方向ＤＳに移動させる。このため、第１バンド領域ＲＰ１のＸ２方向での端を印刷する際には、ロボット２の腕部２２０を広げた状態となる。一方、第１バンド領域ＲＰ１のＸ１方向での端を印刷する際には、ロボット２の腕部２２０を縮めた状態となる。
【0082】
このように、第１バンド領域ＲＰ１のＸ１方向またはＸ２方向での端を印刷する際には、ロボット２の腕部２２０が動作限界に近い状態となる場合がある。このようなロボット２の腕部２２０の動作限界に近い状態でロボット２の各関節２３０の回動量をさらに増加させてしまうと、ロボット２の動作による振動に起因する印刷画質の低下を招きやすいという課題がある。なお、ロボット２の腕部２２０の動作限界とは、例えば、腕部２２０が構造上それ以上伸ばしたり縮めたりすることができないことをいう。
【0083】
そのうえ、図５に示す例では、Ｚ軸に沿う方向にみて、回動軸Ｏ１を通る仮想直線に対して、第１バンド領域ＲＰ１＿１がＹ１方向に位置するのに対し、第１バンド領域ＲＰ１＿２がＹ２方向に位置する。このように、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致しない。
【0084】
このような第１バンド領域ＲＰ１に印刷を行う場合、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致する態様に比べて、ロボット２の動作すべき関節２３０の数が多い。具体的には、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致する態様では、印刷時に回動軸Ｏ１に直交する回動軸Ｏ２、Ｏ３、Ｏ５の３つの関節２３０、すなわち、関節２３０＿２、２３０＿３、２３０＿５だけを動作させれば済む。これに対し、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致しない態様では、印刷時にロボット２のすべての関節２３０を動作させる必要がある。
【0085】
したがって、第１バンド領域ＲＰ１に印刷を行う場合、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致する態様に比べて、ロボット２の関節２３０の動作による振動が印刷画質に影響を与えやすい。
【0086】
そこで、第１印刷動作では、後に詳述するように、第１バンド領域ＲＰ１のＸ１方向およびＸ２方向の一方または両方での端を印刷する際にロボット２の各関節２３０の回動量を低減するように、ヘッド３ａの移動経路が設定される。
【0087】
図６は、参考例における印刷動作の実行時のヘッド３ａの軌跡ＴＲ＿１、ＴＲ＿２を説明するための斜視図である。なお、図６においては、ロボット２の腕部２２０およびヘッドユニット３の図示を省略している。軌跡ＴＲ＿１は、第１バンド領域ＲＰ１＿１への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。軌跡ＴＲ＿２は、第１バンド領域ＲＰ１＿２への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。ここで、軌跡ＴＲ＿１、ＴＲ＿２とワークＷとの間の距離が一定である。本実施形態では、ツールセンターポイントＴＣＰがノズル面ＦＮ上に設定されるため、軌跡ＴＲ＿１およびＴＲ＿２のそれぞれは、ノズル面ＦＮの軌跡であるともいえる。
【0088】
図７は、参考例における印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路ＲＵを説明するための図であって、ワークＷをＹ１方向に沿って見た場合の側面図である。移動経路ＲＵは、前述の図６に示す軌跡ＴＲ＿１またはＴＲ＿２の中心線であり、後に詳述するように、経路情報Ｄａの示す教示点で規定される。なお、図７では、便宜上、ヘッド３ａの移動経路ＲＵを規定するための仮想空間にワールド座標系が設定される。
【0089】
図７に示すように、移動経路ＲＵとワークＷの面ＷＦとの間の距離が一定である。ここで、印刷動作の実行時において、このような移動経路ＲＵに沿ってヘッド３ａを移動させる場合、ヘッド３ａから面ＷＦへのインクの吐出距離ＰＧおよび着弾角度θの両方が一定である。図７に示す例では、吐出距離ＰＧが吐出距離ＰＧ＿ｃで一定であるとともに、着弾角度θが着弾角度θ＿ｃで一定である。
【0090】
従来では、このように吐出距離ＰＧおよび着弾角度θの両方を一定とすることが半ば常識とされていた。しかし、吐出距離ＰＧおよび着弾角度θの両方を一定とすると、移動経路ＲＵの始端および終端付近において前述のようにロボット２の腕部２２０の動作限界に近い状態でロボット２の各関節２３０の回動量をさらに増加させてしまう場合があるので、前述のような問題が生じる。
【0091】
図８は、吐出距離ＰＧおよび着弾角度θを説明するための図であって、印刷動作の実行時においてノズル列方向ＤＮに沿って見た場合の断面図である。図８に示すように、吐出距離ＰＧは、ノズル面ＦＮの法線方向に沿う複数のノズルＮとワークＷとの間の距離である。着弾角度θは、複数のノズルＮからノズル面ＦＮの法線方向に延びる仮想直線ＬＮＨとワークＷの表面との交点Ｐｉにおいて仮想直線ＬＮＨとワークＷの表面とのなす角度である。すなわち、着弾角度θは、ノズル列方向ＤＮにみてワークＷの表面の交点Ｐｉでの面ＷＦの接線ＬＴＷと仮想直線ＬＮＨとのなす角度である。さらに言い換えると、着弾角度θは、交点Ｐｉにおいて仮想直線ＬＮＨとワークＷの表面の法線ＬＮＷとのなす角度θａを９０°から差し引いた値の絶対値である。したがって、着弾角度θは、０°越え９０°以下の範囲にあり、印刷画質を確保する観点から、好ましくは、４５°以上９０°以下の範囲内にあり、さらに好ましくは、６０°以上９０°以下の範囲内にある。なお、交点Ｐｉは、ヘッド３ａから吐出されたインクのワーク上の着弾位置に相当し、着弾角度θは、ノズル列方向ＤＮに沿って見た場合の角度である。
【0092】
図９は、第１実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッド３ａの軌跡ＴＲ１＿１、ＴＲ１＿２を説明するための斜視図である。なお、図９においては、ロボット２の腕部２２０およびヘッドユニット３の図示を省略している。軌跡ＴＲ１＿１は、第１バンド領域ＲＰ１＿１への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。軌跡ＴＲ１＿２は、第１バンド領域ＲＰ１＿２への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。ここで、軌跡ＴＲ１＿１、ＴＲ１＿２のＸ軸に沿う方向での両端のそれぞれとワークＷとの間の距離は、軌跡ＴＲ１＿１、ＴＲ１＿２のＸ軸に沿う方向での中央とワークＷとの間の距離よりも大きい。本実施形態では、ツールセンターポイントＴＣＰがノズル面ＦＮ上に設定されるため、軌跡ＴＲ＿１およびＴＲ＿２のそれぞれは、ノズル面ＦＮの軌跡であるともいえる。
【0093】
図１０は、第１実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路ＲＵ１を説明するための図である。図１０では、第１印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＺ軸に沿う方向にみてＸ１方向である場合が示される。
【0094】
移動経路ＲＵ１は、前述の図９に示す軌跡ＴＲ１＿１またはＴＲ１＿２の中心線であり、教示点ＰＴ＿１～ＰＴ７で規定される。教示点ＰＴ＿１～ＰＴ７のそれぞれは、前述の経路情報Ｄａの示す教示点であって、ワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する。前述のようにヘッド３ａの位置および姿勢がツールセンターポイントＴＣＰの位置および姿勢で規定されることから、教示点ＰＴ＿１～ＰＴ７のそれぞれは、ワークＷとツールセンターポイントＴＣＰとの相対的な位置を仮想空間において規定するともいえる。以下では、教示点ＰＴ＿１～ＰＴ＿７のそれぞれを教示点ＰＴという場合がある。なお、図１０では、便宜上、当該仮想空間にワールド座標系が設定される。
【0095】
教示点ＰＴ＿１は、「第１教示点」の一例であって、タイミングｔ１におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ１は、「第１タイミング」の一例であって、第１印刷動作を開始するタイミングである。タイミングｔ１においてヘッド３ａから吐出されるインクは、「第１位置」の一例である位置Ｐ１で面ＷＦに付与される。
【0096】
図１０に示す例では、ワークＷが、「第１面」の一例である面ＷＦと、「第２面」の一例である面ＷＦＳと、を有する。面ＷＦＳは、Ｘ２方向を向いており、面ＷＦとは異なる方向を向く面である。面ＷＦと面ＷＦＳとの間には、面ＷＦおよび面ＷＦＳによる凸状の角ＷＣが形成される。ここで、フチなし印刷を行うため、位置Ｐ１は、面ＷＦの角ＷＣを形成する端に位置しており、位置Ｐ１と角ＷＣとの間の距離が実質的にゼロである。したがって、位置Ｐ１は、位置Ｐ３よりも角ＷＣおよび面ＷＦＳに近い。
【0097】
教示点ＰＴ＿２は、「第２教示点」の一例であって、タイミングｔ２におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ２は、「第２タイミング」の一例であって、第１印刷動作を終了するタイミングである。タイミングｔ２においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ２で面ＷＦに付与される。
【0098】
教示点ＰＴ＿３は、「第３教示点」の一例であって、タイミングｔ３におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ３は、「第３タイミング」の一例であって、タイミングｔ１とタイミングｔ２との間のタイミングである。タイミングｔ３においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ３で面ＷＦに付与される。
【0099】
教示点ＰＴ＿４は、タイミングｔ４におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ４は、「第４タイミング」の一例であって、タイミングｔ１とタイミングｔ３との間のタイミングである。タイミングｔ４においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ４で面ＷＦに付与される。
【0100】
教示点ＰＴ＿５は、タイミングｔ５におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ５は、「第５タイミング」の一例であって、タイミングｔ２とタイミングｔ３との間のタイミングである。タイミングｔ５においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ５で面ＷＦに付与される。
【0101】
教示点ＰＴ＿６は、タイミングｔ６におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ６は、「第６タイミング」の一例であって、第１非印刷動作の実行中の任意のタイミングである。タイミングｔ６においてヘッド３ａから吐出されるインクは、ワークＷ上の図示しない位置に付与される。
【0102】
教示点ＰＴ＿７は、タイミングｔ７におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ７は、「第７タイミング」の一例であって、第２非印刷動作の実行中の任意のタイミングである。タイミングｔ７においてヘッド３ａから吐出されるインクは、ワーク上の図示しない位置に付与される。
【0103】
以上から理解される通り、タイミングｔ１～ｔ７は、タイミングｔ６、ｔ１、ｔ４、ｔ３、ｔ５、ｔ２、ｔ７の順で経時的に並ぶ。ここで、ヘッド３ａの移動方向がＺ軸に沿う方向にみてＸ１方向であることから、教示点ＰＴ＿１～ＰＴ＿７は、教示点ＰＴ＿６、ＰＴ＿１、ＰＴ＿４、ＰＴ＿３、ＰＴ＿５、ＰＴ＿２、ＰＴ＿７の順でＸ１方向に並ぶ。また、位置Ｐ１～Ｐ５は、位置Ｐ１、Ｐ４、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ２の順でＸ１方向に並ぶ。
【0104】
このような教示点ＰＴ＿１～ＰＴ＿６で規定される移動経路ＲＵ１において、ロボット２の動作限界に近い状態での複数の関節２３０の動作量を低減する観点から、教示点ＰＴ＿１に基づく吐出距離ＰＧ＿１、すなわちタイミングｔ１における吐出距離ＰＧは、教示点ＰＴ＿３に基づく吐出距離ＰＧ＿３、すなわちタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きい。同様に、教示点ＰＴ＿２に基づく吐出距離ＰＧ＿２、すなわちタイミングｔ２における吐出距離ＰＧは、吐出距離ＰＧ＿３よりも大きい。
【0105】
また、移動経路ＲＵ１において吐出距離ＰＧの急激な変化を低減する観点から、教示点ＰＴ＿４に基づく吐出距離ＰＧ＿４、すなわちタイミングｔ４における吐出距離ＰＧは、吐出距離ＰＧ＿３よりも大きく、かつ、吐出距離ＰＧ＿１よりも小さい。同様に、教示点ＰＴ＿５に基づく吐出距離ＰＧ＿５、すなわちタイミングｔ５における吐出距離ＰＧは、吐出距離ＰＧ＿３よりも大きく、かつ、吐出距離ＰＧ＿２よりも小さい。
【0106】
さらに、移動経路ＲＵ１において吐出距離ＰＧの急激な変化を低減しつつ、印刷画質を向上させる観点から、タイミングｔ３を含み、かつ、タイミングｔ１およびタイミングｔ２を含まない期間の少なくとも一部にわたり、吐出距離ＰＧが一定であることが好ましい。ここで、印刷動作の実行中において、当該期間以外の期間、すなわち吐出距離ＰＧが変化する期間においては、印刷画質の低下を抑制する観点から、吐出距離ＰＧが徐々に連続的に変化することが好ましい。また、図１０における図示は省略したが、移動経路ＲＵ１において、吐出距離ＰＧを一定としてヘッド３ａが走査される距離が、吐出距離ＰＧを変化させながらヘッド３ａが走査される距離よりも長くすることが好ましく、例えば、吐出距離ＰＧ＿３と、吐出距離ＰＧ＿４と、吐出距離ＰＧ＿５と、を互いに同じ距離としてもよい。
【0107】
また、他動作から第１印刷動作への移行を円滑にする観点から、教示点ＰＴ＿６に基づく吐出距離ＰＧ＿６、すなわちタイミングｔ６における吐出距離ＰＧは、吐出距離ＰＧ＿１よりも大きい。
【0108】
さらに、第１印刷動作から他動作への移行を円滑にする観点から、教示点ＰＴ＿７に基づく吐出距離ＰＧ＿７、すなわちタイミングｔ７における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧよりも大きい。
【0109】
また、印刷動作の実行中において、着弾角度θを所望範囲内に位置するため、ワークＷとヘッド３ａとの相対的な姿勢が変化する。
【0110】
ここで、ロボット２の動作限界に近い状態での複数の関節２３０の動作量を低減する観点から、教示点ＰＴ＿１に基づく着弾角度θ＿１、すなわちタイミングｔ１における着弾角度θは、教示点ＰＴ＿３に基づく着弾角度θ＿３、すなわちタイミングｔ３における着弾角度θよりも小さい。言い換えると、着弾角度θ＿３は、着弾角度θ＿１よりも９０°に近い。同様に、教示点ＰＴ＿２に基づく着弾角度θ＿２、すなわちタイミングｔ２における着弾角度θは、着弾角度θ＿３よりも小さい。言い換えると、着弾角度θ＿３は、着弾角度θ＿２よりも９０°に近い。
【0111】
また、移動経路ＲＵ１において着弾角度θの急激な変化を低減する観点から、教示点ＰＴ＿４に基づく着弾角度θ＿４、すなわちタイミングｔ４における着弾角度θは、着弾角度θ＿３よりも小さく、かつ、着弾角度θ＿１よりも大きい。同様に、教示点ＰＴ＿５に基づく着弾角度θ＿５、すなわちタイミングｔ５における着弾角度θは、着弾角度θ＿３よりも小さく、かつ、着弾角度θ＿２よりも大きい。
【0112】
さらに、移動経路ＲＵ１において着弾角度θの急激な変化を低減しつつ、印刷画質を向上させる観点から、タイミングｔ３を含み、かつ、タイミングｔ１およびタイミングｔ２を含まない期間の少なくとも一部にわたり、着弾角度θが一定であることが好ましい。ここで、印刷動作の実行中において、当該期間以外の期間、すなわち着弾角度θが変化する期間においては、印刷画質の低下を抑制する観点から、着弾角度θが徐々に連続的に変化することが好ましい。また、図１０における図示は省略したが、移動経路ＲＵ１において、着弾角度θを一定としてヘッド３ａが走査される距離が、着弾角度θを変化させながらヘッド３ａが走査される距離よりも長くすることが好ましく、例えば、着弾角度θ＿３と、着弾角度θ＿４と、着弾角度θ＿５と、を互いに同じ距離としてもよい。
【0113】
また、他動作から第１印刷動作への移行を円滑にする観点から、教示点ＰＴ＿６に基づく着弾角度θ＿６、すなわちタイミングｔ６における着弾角度θは、着弾角度θ＿１よりも小さい。
【0114】
さらに、第１印刷動作から他動作への移行を円滑にする観点から、教示点ＰＴ＿７に基づく着弾角度θ＿７、すなわちタイミングｔ７における着弾角度θは、タイミングｔ２における着弾角度θよりも小さい。
【0115】
以上のように、印刷装置１は、ヘッド３ａとロボット２とを備える。ヘッド３ａは、「液体」の一例であるインクを吐出する複数のノズルＮが設けられたノズル面ＦＮを有する。ロボット２は、互いに異なる回動軸まわりに回動可能な複数の関節２３０を含み、ワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させる。
【0116】
そのうえで、印刷装置１は、第１印刷動作を実行する。第１印刷動作は、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出することにより、ワークＷ上の第１バンド領域ＲＰ１に印刷を行う。
【0117】
しかも、第１印刷動作を開始するタイミングを「第１タイミング」の一例であるタイミングｔ１とし、第１印刷動作を終了するタイミングを「第２タイミング」の一例であるタイミングｔ２とし、タイミングｔ１とタイミングｔ２との間のタイミングを「第３タイミング」の一例であるタイミングｔ３とし、ノズル面ＦＮの法線方向に沿う複数のノズルＮとワークＷとの間の距離を吐出距離ＰＧとしたとき、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きい。
【0118】
以上の印刷装置１では、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方における吐出距離ＰＧがタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きいので、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のそれぞれにおける吐出距離ＰＧがタイミングｔ３における吐出距離ＰＧに等しい態様に比べて、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方におけるロボット２の各関節２３０の回動量を小さくすることができる。このため、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方におけるロボット２の動作による振動に起因する印刷画質の低下を抑制することができる。よって、ロボット２の動作による振動を低減しつつ、印刷画質を向上させることができる。
【0119】
より具体的に説明すると、タイミングｔ１において第１バンド領域ＲＰ１の印刷開始位置である位置Ｐ１への印刷が行われる一方、タイミングｔ２において第１バンド領域ＲＰ１の印刷終了位置である位置Ｐ２への印刷が行われる。ここで、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のロボット２の腕部２２０の状態は、第１バンド領域ＲＰ１の途中位置の印刷を行うタイミングｔ３に比べて、ロボット２の腕部２２０を広げた状態または縮めた状態であり、動作限界に近い状態である。特に、ワークＷの面ＷＦが凸湾曲面である場合、腕部２２０の動作限界に近い状態となりやすい。このようなロボット２の腕部２２０の動作限界に近い状態で吐出距離ＰＧを小さくすると、ロボット２の各関節の回動量をさらに増加させてしまう場合があるので、ロボット２の動作による振動に起因する印刷画質の低下を招きやすい。
【0120】
そこで、印刷装置１は、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方における吐出距離ＰＧをタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きくすることにより、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方におけるロボット２の各関節２３０の回動量を小さくする。これにより、ロボット２の動作による振動に伴うヘッド３ａの振動が低減されるので、ロボット２の動作による振動に起因する印刷画質の低下が抑制される。以下、このようなタイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方における吐出距離ＰＧを大きくすることにより画質を向上させる作用を「振動抑制による画質向上作用」という。なお、吐出距離ＰＧと各関節２３０の回動量との関係は必ずしも単純な比例関係にないため、数ｍｍ程度の吐出距離ＰＧの増加であっても各関節の回動量が大幅に抑制され得る。
【0121】
ここで、一般に、吐出距離ＰＧが大きくなるほど、ヘッド３ａから吐出されたインク滴がワークＷに着弾するまでの間に気流の影響を受けやすくなるので、ワークＷに対するインク滴の着弾位置のバラツキによる画質の低下が生じやすい。以下、このような画質の低下の作用を「吐出距離ＰＧの増加による画質低下作用」という。
【0122】
しかし、ヘッド３ａから吐出されるインク滴のサイズを大きくしたり、ヘッド３ａから吐出される複数のインク滴をワークＷへの着弾前に合体させたりすることにより、ワークＷへの着弾前のインク滴が気流の影響を受け難くすれば、吐出距離ＰＧ増加による画質低下作用を低減することができる。このため、前述の振動抑制による画質向上作用を吐出距離ＰＧの増加による画質低下作用よりも大きくすることが可能である。したがって、第１バンド領域ＲＰ１の印刷開始位置および印刷終了位置の一方または両方において吐出距離ＰＧを大きくしてワークＷに対するヘッド３ａの移動経路の追従性を敢えて低下させることにより、印刷画質を向上させることができる。
【0123】
本実施形態では、前述のように、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧがタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きいので、第１バンド領域ＲＰ１の印刷開始位置の画質を向上させることができる。
【0124】
また、前述のように、タイミングｔ１とタイミングｔ３との間のタイミングを「第４タイミング」の一例であるタイミングｔ４としたとき、タイミングｔ４における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧよりも小さい。このため、タイミングｔ１とタイミングｔ３との間における吐出距離ＰＧの急激な変化による第１バンド領域ＲＰ１の画質低下を抑制することができる。
【0125】
さらに、前述のように、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧがタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きいので、第１バンド領域ＲＰ１の印刷終了位置の画質を向上させることができる。
【0126】
また、前述のように、タイミングｔ２とタイミングｔ３との間のタイミングを「第５タイミング」の一例であるタイミングｔ５としたとき、タイミングｔ５における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧよりも小さい。このため、タイミングｔ２とタイミングｔ３との間における吐出距離ＰＧの急激な変化による第１バンド領域ＲＰ１の画質低下を抑制することができる。
【0127】
さらに、前述のように、タイミングｔ３を含み、かつ、タイミングｔ１およびタイミングｔ２を含まない期間の少なくとも一部にわたり、吐出距離ＰＧが一定である。このため、ロボット２の腕部２２０の状態が動作限界に近くない状態において、吐出距離ＰＧを一定にすることにより、吐出距離ＰＧの増加による画質低下作用を抑制することができる。この結果、比較的簡単な制御で画質を向上させることができる。
【0128】
また、前述のように、第１印刷動作の実行中においてワークＷとヘッド３ａとの相対的な姿勢が変化する。このため、ワークＷの印刷対象となる面ＷＦが曲面であっても、画質を向上させることができる。
【0129】
さらに、前述のように、ワークＷは、「第１面」の一例である面ＷＦと、「第２面」の一例である面ＷＦＳと、を有する。面ＷＦＳは、面ＷＦとは異なる方向を向いており、面ＷＦと面ＷＦＳとの間には、面ＷＦおよび面ＷＦＳによる凸状の角ＷＣが形成される。第１バンド領域ＲＰ１は、面ＷＦに設けられる。そのうえで、タイミングｔ１においてヘッド３ａからインクが付与される面ＷＦの位置を「第１位置」の一例である位置Ｐ１とし、タイミングｔ３においてヘッド３ａからインクが付与される面ＷＦの位置を「第３位置」の一例である位置Ｐ３としたとき、位置Ｐ１は、位置Ｐ３よりも角ＷＣおよび面ＷＦＳに近い。このため、面ＷＦの広範囲に印刷を行うことができる。また、このように面ＷＦの広範囲に印刷を行っても、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧがタイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きいので、ヘッド３ａの側面とワークＷの側面または角ＷＣとの衝突を抑制し、万一衝突した場合であっても、ヘッド３ａまたはワークＷの損傷の程度を小さくすることができる。
【0130】
また、前述のように、位置Ｐ１は、面ＷＦの角ＷＣを形成する端に位置する。すなわち、位置Ｐ１と角ＷＣとの間の距離が実質的にゼロとなる。このため、フチなし印刷を実行することができる。
【0131】
さらに、前述のように、印刷装置１は、第１印刷動作の実行直前において、ロボット２がワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させない第１非印刷動作を実行する。そのうえで、第１非印刷動作の実行中の任意のタイミングを「第６タイミング」の一例であるタイミングｔ６としたとき、タイミングｔ６における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧよりも大きい。このため、タイミングｔ６においてロボット２の状態が動作限界を超え難くすることができる。また、ヘッド３ａをキャッピングする位置等の位置から効率的に第１印刷動作に移行することができる。さらに、タイミングｔ６におけるロボット２の各関節２３０の回動量を少なくすることにより、タイミングｔ６におけるロボット２の振動がタイミングｔ１における画質に悪影響を与えることを低減することができる。なお、当該キャッピングする位置は、例えば、印刷動作の実行時のロボット２と接触せず、かつ、ワークＷから離れた位置であって、ノズルＮのインクが乾燥することを抑制する観点からノズル面ＦＮの少なくとも一部を被覆可能なキャップ部材が設けられた位置である。
【0132】
ここで、前述のように、印刷装置１は、ロボット２の動作を制御する制御部８をさらに備える。制御部８は、経路情報Ｄａを取得する。経路情報Ｄａは、第１印刷動作および第１非印刷動作のそれぞれにおけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点ＰＴの集合に関する情報である。複数の教示点ＰＴは、「第１教示点」の一例である教示点ＰＴ＿１と、「第３教示点」の一例である教示点ＰＴ＿３と、「第６教示点」の一例である教示点ＰＴ＿６と、を含む。教示点ＰＴ＿１は、タイミングｔ１におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。教示点ＰＴ＿３は、タイミングｔ３におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。教示点ＰＴ＿６は、タイミングｔ６におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。そのうえで、当該仮想空間において、教示点ＰＴ＿１に基づく吐出距離ＰＧは、教示点ＰＴ＿３に基づく吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、教示点ＰＴ＿６に基づく吐出距離ＰＧよりも小さい。このため、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧを、タイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、タイミングｔ６における吐出距離ＰＧよりも小さくすることができる。
【0133】
さらに、前述のように、印刷装置１は、第１印刷動作の実行直後において、第２非印刷動作を実行する。第２非印刷動作は、ロボット２がワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させない。そのうえで、第２非印刷動作の実行中の任意のタイミングを「第７タイミング」の一例であるタイミングｔ７としたとき、タイミングｔ７における吐出距離ＰＧは、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧよりも大きい。このため、タイミングｔ７においてロボット２の状態が動作限界を超え難くすることができる。また、第１印刷動作の後にヘッド３ａをキャッピングする位置等の位置へ効率的に移動させることができる。
【0134】
ここで、前述のように、経路情報Ｄａは、第１印刷動作および第２非印刷動作のそれぞれにおけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点ＰＴの集合に関する情報である。複数の教示点ＰＴは、「第２教示点」の一例である教示点ＰＴ＿２と、「第３教示点」の一例である教示点ＰＴ＿３と、「第７教示点」の一例である教示点ＰＴ＿７と、を含む。教示点ＰＴ＿２は、タイミングｔ２におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。教示点ＰＴ＿３は、タイミングｔ３におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。教示点ＰＴ＿７は、タイミングｔ７におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。そのうえで、当該仮想空間において、教示点ＰＴ＿２に基づく吐出距離ＰＧは、教示点ＰＴ＿３に基づく吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、教示点ＰＴ＿７に基づく吐出距離ＰＧよりも小さい。このため、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧを、タイミングｔ３における吐出距離ＰＧよりも大きく、かつ、タイミングｔ７における吐出距離ＰＧよりも小さくすることができる。
【0135】
また、前述のように、複数のノズルＮからノズル面ＦＮの法線方向に延びる仮想直線ＬＮＨとワークＷの表面との交点において仮想直線ＬＮＨとワークＷの表面とのなす角度を着弾角度θとしたとき、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方における着弾角度θは、タイミングｔ３における着弾角度θよりも小さい。このため、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のそれぞれにおける着弾角度θがタイミングｔ３における着弾角度θに等しい態様に比べて、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方におけるロボット２の各関節の回動量を小さくすることができる。この結果、タイミングｔ１およびタイミングｔ２のうちの一方または両方におけるロボット２の動作による振動に起因する印刷画質の低下を抑制することができる。よって、ロボット２の動作による振動を低減しつつ、印刷画質を向上させることができる。
【0136】
ここで、前述のように、タイミングｔ１における着弾角度θをタイミングｔ３における着弾角度θよりも小さくすることにより、第１バンド領域ＲＰ１の印刷開始位置の画質を向上させることができる。
【0137】
また、前述のように、タイミングｔ２における着弾角度θをタイミングｔ３における着弾角度θよりも小さくすることにより、第１バンド領域ＲＰ１の印刷終了位置の画質を向上させることができる。
【0138】
以上のような印刷装置１のヘッド３ａおよびロボット２を用いた印刷方法は、第１印刷動作を実行する場合、第１印刷動作の実行前に経路情報Ｄａを取得するステップＳ１０と、経路情報Ｄａを用いて第１印刷動作を実行するステップＳ２２と、を含む。以上の印刷方法では、ロボット２の動作による振動を低減しつつ、印刷画質を向上させることができる。
【0139】
２．第２実施形態
以下、本開示の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0140】
図１１は、第２実施形態に係る印刷方法の流れを示す図である。当該印刷方法は、図１１に示すように、経路情報Ｄａを取得するステップＳ３０と、経路情報Ｄａを用いて印刷動作を実行するステップＳ４０と、をこの順で含む。
【0141】
ステップＳ３０は、ワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を仮想空間において規定する複数の教示点を設定することにより、当該複数の教示点の集合に関する経路情報Ｄａを取得する。この取得は、例えば、オンラインティーチングまたはオフラインティーチングにより行われる。
【0142】
ステップＳ４０は、ステップＳ３０で取得した経路情報Ｄａを用いてワークＷに印刷を行う。本実施形態では、ステップＳ４０は、第１印刷動作＿１を実行するステップＳ４１と、第２印刷動作を実行するステップＳ４２と、第１印刷動作＿２を実行するステップＳ４３と、をこの順で含む。ここで、第１印刷動作＿１と第２印刷動作と第１印刷動作＿２とは、互いに異なるパスの印刷動作である。また、互いに隣り合う領域に対して印刷を行う２つの印刷動作の間には、ロボット２がヘッド３ａを主走査方向ＤＳに交差する方向に移動させる改行動作を実行する。
【0143】
なお、ステップＳ４１およびステップＳ４３のうちの一方または両方の第１印刷動作の直前には、第１実施形態のステップＳ２１と同様の第１非印刷動作が行われてもよい。また、ステップＳ４１およびステップＳ４３のうちの一方または両方の第１印刷動作の直後には、第１実施形態のステップＳ２３と同様の第２非印刷動作が行われてもよい。
【0144】
図１２は、第２実施形態における第１バンド領域ＲＰ１＿１、ＲＰ１＿２および第２バンド領域ＲＰ２を説明するための図である。前述の図１１に示すステップＳ４１の第１印刷動作は、第１実施形態の第１印刷動作と同様、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出することにより、ワークＷ上の第１バンド領域ＲＰ１＿１に印刷を行う。同様に、前述の図１１に示すステップＳ４４の第１印刷動作は、第１実施形態の第１印刷動作と同様、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出することにより、ワークＷ上の第１バンド領域ＲＰ１＿２に印刷を行う。
【0145】
本実施形態においても、第１バンド領域ＲＰ１＿１、ＲＰ１＿２のそれぞれは、第１実施形態と同様、Ｚ軸に沿う方向にみて第１バンド領域ＲＰ１の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致しない。ただし、本実施形態では、第１バンド領域ＲＰ１＿１と第１バンド領域ＲＰ１＿２との間には、第２バンド領域ＲＰ２が介在する。
【0146】
第２バンド領域ＲＰ２には、前述の図１１に示すステップＳ４２の第２印刷動作による印刷が行われる。すなわち、当該第２印刷動作は、ロボット２がワークＷに対するヘッド３ａの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａがインクを吐出することにより、ワークＷ上の第２バンド領域ＲＰ２に印刷を行う。
【0147】
第２バンド領域ＲＰ２は、ヘッド３ａをワークＷに対して走査方向に沿って相対的に移動させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出させたときに、ヘッド３ａのノズル列ＮＬの長さにより規定される幅で、当該走査方向に延びる帯状の印刷可能な面ＷＦの領域である。なお、当該幅を規定するノズル列ＮＬの長さは、ノズル列ＮＬを構成する複数のノズルＮのうち、インクを吐出可能な複数のノズルＮの群の長さであり、走査ごとまたは走査方向での位置に応じて可変であってもよい。また、第２バンド領域ＲＰ２の幅は、第１バンド領域ＲＰ１の幅と同じであってもよいし異なってもよい。
【0148】
図１１に示す例では、第２バンド領域ＲＰ２がＸ軸に沿う方向に延びる。ここで、第２印刷動作の実行時には、ロボット２がヘッド３ａをＺ軸に沿う方向にみてＸ１方向またはＸ２方向に移動させる。このため、第１印刷動作と同様、第２バンド領域ＲＰ２のＸ２方向での端を印刷する際には、ロボット２の腕部２２０を広げた状態となる。一方、第２バンド領域ＲＰ２のＸ１方向での端を印刷する際には、ロボット２の腕部２２０を縮めた状態となる。
【0149】
ただし、Ｚ軸に沿う方向にみて第２バンド領域ＲＰ２の中心線が回動軸Ｏ１を通る仮想直線に一致する。このため、第２印刷動作の実行時には、回動軸Ｏ１に直交する回動軸Ｏ２、Ｏ３、Ｏ５の３つの関節２３０、すなわち、関節２３０＿２、２３０＿３、２３０＿５だけを動作させれば済む。したがって、第２バンド領域ＲＰ２に印刷を行う場合、第１バンド領域ＲＰ１に印刷を行う場合に比べて、ロボット２の関節２３０の動作による振動が印刷画質に影響を与え難い。
【0150】
そこで、第２印刷動作の実行時には、第１印刷動作の実行時に比べて、吐出距離ＰＧおよび着弾角度θの変化が少ない。
【0151】
図１３は、第２実施形態における第１印刷動作および第２印刷動作の実行時のヘッド３ａの軌跡ＴＲ１＿１、ＴＲ２、ＴＲ１＿２を説明するための斜視図である。軌跡ＴＲ１＿１、ＴＲ１＿２は、第１実施形態と同様、第１バンド領域ＲＰ１＿１、ＲＰ１＿２への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。軌跡ＴＲ２は、第２バンド領域ＲＰ２への印刷時のヘッド３ａのノズル列ＮＬの軌跡であって、図６に網掛けによって視認可能に示す。本実施形態では、ツールセンターポイントＴＣＰがノズル面ＦＮ上に設定されるため、軌跡ＴＲ＿１およびＴＲ＿２のそれぞれは、ノズル面ＦＮの軌跡であるともいえる。
【0152】
図１４は、第２実施形態における第１印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路ＲＵ１を説明するための図である。図１４は、第２実施形態における第２印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路ＲＵ２を説明するための図である。図１４および図１５では、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＺ軸に沿う方向にみてＸ１方向である場合が示される。
【0153】
図１４に示すように、移動経路ＲＵ１は、ステップＳ４１、Ｓ４３の第１印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路であり、Ｙ軸に沿う方向にみて第１実施形態の移動経路ＲＵ１と同様である。一方、図１５に示すように、移動経路ＲＵ２は、ステップＳ４２の第２印刷動作の実行時のヘッド３ａの移動経路であり、Ｙ軸に沿う方向にみて移動経路ＲＵ１に比べて前述の参考例の移動経路ＲＵに近い経路である。なお、移動経路ＲＵ２は、Ｙ軸に沿う方向にみて参考例の移動経路ＲＵと同じであってもよい。
【0154】
移動経路ＲＵ２は、教示点ＰＴ＿８、ＰＴ＿９、ＰＴ＿１０を含む複数の教示点で規定される。
【0155】
教示点ＰＴ＿８は、タイミングｔ８におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ８は、「第８タイミング」の一例であって、第２印刷動作を開始するタイミングである。タイミングｔ８においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ８で面ＷＦに付与される。図１４に示す例では、位置Ｐ８は、面ＷＦの角ＷＣを形成する端に位置する。
【0156】
教示点ＰＴ＿９は、タイミングｔ９におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ９は、「第９タイミング」の一例であって、第２印刷動作を終了するタイミングである。タイミングｔ９においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ９で面ＷＦに付与される。
【0157】
教示点ＰＴ＿１０は、タイミングｔ１０におけるワークＷとヘッド３ａとの相対的な位置を示す教示点ＰＴである。タイミングｔ１０は、タイミングｔ８とタイミングｔ９との間のタイミングである。タイミングｔ１０においてヘッド３ａから吐出されるインクは、位置Ｐ１０で面ＷＦに付与される。
【0158】
このような教示点ＰＴ＿８、ＰＴ＿９、ＰＴ＿１０を含む複数の教示点で規定される移動経路ＲＵ２において、生産性と画質との両立を図る観点から、教示点ＰＴ＿８に基づく吐出距離ＰＧ＿８、すなわちタイミングｔ８における吐出距離ＰＧは、移動経路ＲＵ１の教示点ＰＴ＿１に基づく吐出距離ＰＧ＿１、すなわちタイミングｔ１における吐出距離ＰＧよりも小さい。同様に、教示点ＰＴ＿９に基づく吐出距離ＰＧ＿９、すなわちタイミングｔ９における吐出距離ＰＧは、移動経路ＲＵ１の教示点ＰＴ＿２に基づく吐出距離ＰＧ＿２、すなわちタイミングｔ２における吐出距離ＰＧよりも小さい。教示点ＰＴ＿１０に基づく吐出距離ＰＧ＿１０、すなわちタイミングｔ１０における吐出距離ＰＧは、移動経路ＲＵ１の教示点ＰＴ＿３に基づく吐出距離ＰＧ＿３、すなわちタイミングｔ３における吐出距離ＰＧと等しいことが好ましい。
【0159】
このような教示点ＰＴ＿８、ＰＴ＿９、ＰＴ＿１０を用いることにより、教示点ＰＴ＿８に基づく吐出距離ＰＧ＿８と教示点ＰＴ＿９に基づく吐出距離ＰＧ＿９と教示点ＰＴ＿１０に基づく吐出距離ＰＧ＿１０とを互いに等しくすることができる。なお、教示点ＰＴ＿８に基づく着弾角度θ＿８と教示点ＰＴ＿９に基づく着弾角度θ＿９と教示点ＰＴ＿１０に基づく着弾角度θ＿１０とは、互いに異なってもよいが、画質を高める観点から互いに等しいことが好ましい。しかしながら、例えば、第１バンド領域ＲＰ１と第２バンド領域ＲＰ２との間で画質差が顕著となってしまう場合や、第２印刷動作におけるロボット２の振動に起因して第２バンド領域ＲＰ２の画質が低下する場合等においては、吐出距離ＰＧ＿８は、吐出距離ＰＧ＿１０または吐出距離ＰＧ＿３よりも大きく、かつ、吐出距離ＰＧ＿１よりも小さくしてもよく、同様に、吐出距離ＰＧ＿９は、吐出距離ＰＧ１０または吐出距離ＰＧ＿３よりも大きく、かつ、吐出距離ＰＧ＿２よりも小さくしてもよい。また、着弾角度θ＿８は、着弾角度θ＿１０または着弾角度θ＿３と、着弾角度θ＿１との間の角度としてもよく、同様に、着弾角度θ＿９は、着弾角度θ＿１０または着弾角度θ＿３と、着弾角度θ＿２との間の角度としてもよい。
【0160】
なお、ワークＷの配置等によっては、吐出距離ＰＧ＿８が吐出距離ＰＧ＿１よりも大きくてもよいし、吐出距離ＰＧ＿９が吐出距離ＰＧ＿２よりも大きくてもよい。また、吐出距離ＰＧ＿８が吐出距離ＰＧ＿１と異なっていれば、吐出距離ＰＧ＿９が吐出距離ＰＧ＿２と等しくてもよい。同様、吐出距離ＰＧ＿９が吐出距離ＰＧ＿２と異なっていれば、吐出距離ＰＧ＿８が吐出距離ＰＧ＿１と等しくてもよい。
【0161】
以上の第２実施形態によっても、ロボット２の動作による振動を低減しつつ、印刷画質を向上させることができる。本実施形態の印刷装置１Ａは、前述のように、第２印刷動作を実行する。第２印刷動作は、ロボット２が前記ワークＷと前記ヘッド３ａとの相対的な位置を変化させつつ、ヘッド３ａからインクを吐出することにより、ワークＷ上の第１バンド領域ＲＰ１に隣接する第２バンド領域ＲＰ２に印刷を行う。そのうえで、第２印刷動作を開始するタイミングを「第８タイミング」の一例であるタイミングｔ８とし、第２印刷動作を終了するタイミングを「第９タイミング」の一例であるタイミングｔ９としたとき、タイミングｔ１における吐出距離ＰＧとタイミングｔ８における吐出距離ＰＧとが互いに異なることと、タイミングｔ２における吐出距離ＰＧとタイミングｔ８における吐出距離ＰＧとが互いに異なることと、のうち一方または両方を満足する。このため、生産性と画質との両立を図りつつ、第１バンド領域ＲＰ１および第２バンド領域ＲＰ２に印刷を行うことができる。
【0162】
３．変形例
以上の例示における各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
以上の例示における各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【0163】
３－１．変形例１
前述の各形態では、第１バンド領域への印刷時における吐出距離および着弾角度のうちの両方が第１タイミングまたは第２タイミングと第３タイミングとの間で異なる態様が例示されるが、第１バンド領域への印刷時における吐出距離および着弾角度の片方のみが第１タイミングまたは第２タイミングと第３タイミングとの間で異なってもよい。
前述の各形態では、第１バンド領域への印刷時における吐出距離および着弾角度のうちの両方が第１タイミングまたは第２タイミングと第３タイミングとの間で異なる態様が例示されるが、第１バンド領域への印刷時における吐出距離および着弾角度の片方のみが第１タイミングまたは第２タイミングと第３タイミングとの間で異なってもよい。
【0164】
また、吐出距離または着弾角度が第１タイミングおよび第２タイミングのうちの一方と第３タイミングとの間で異なればよく、吐出距離または着弾角度が第１タイミングおよび第２タイミングのうちの他方と第３タイミングとの間で同じであってもよい。
【0165】
３－２．変形例２
前述の形態では、フチなし印刷を行う態様が例示されるが、この態様に限定されず、位置Ｐ１が角ＷＣから離れた位置であってもよい。
前述の形態では、フチなし印刷を行う態様が例示されるが、この態様に限定されず、位置Ｐ１が角ＷＣから離れた位置であってもよい。
【0166】
３－３．変形例３
前述の形態では、Ｚ軸に沿う方向にみて第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ１方向である場合が例示されるが、これに限定されない。例えば、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ２方向であってもよいし、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ軸に直交する方向であってもよいし、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ軸およびＹ軸の両方に傾斜する方向であってもよい。
前述の形態では、Ｚ軸に沿う方向にみて第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ１方向である場合が例示されるが、これに限定されない。例えば、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ２方向であってもよいし、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ軸に直交する方向であってもよいし、Ｚ軸に沿う方向にみて、第１印刷動作および第２印刷動作の実行時におけるヘッド３ａの移動方向がＸ軸およびＹ軸の両方に傾斜する方向であってもよい。
【0167】
３－４．変形例４
前述の形態では、ロボットとして６軸の垂直多軸ロボットを用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。ロボットは、例えば、６軸以外の垂直多軸ロボットでもよいし、水平多軸ロボットでもよい。また、ロボットの腕部は、回動機構で構成される関節に加えて、伸縮機構または直動機構等を有してもよい。ただし、印刷動作での印刷品質と非印刷動作でのロボットの動作の自由度とのバランスの観点から、ロボットは、６軸以上の多軸ロボットであることが好ましい。
前述の形態では、ロボットとして６軸の垂直多軸ロボットを用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。ロボットは、例えば、６軸以外の垂直多軸ロボットでもよいし、水平多軸ロボットでもよい。また、ロボットの腕部は、回動機構で構成される関節に加えて、伸縮機構または直動機構等を有してもよい。ただし、印刷動作での印刷品質と非印刷動作でのロボットの動作の自由度とのバランスの観点から、ロボットは、６軸以上の多軸ロボットであることが好ましい。
【0168】
３－５．変形例５
前述の形態では、ロボットに対するヘッド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、ロボットのエンドエフェクターとして装着されるハンド等の把持機構によりヘッドを把持することにより、ロボットに対してヘッドを固定してもよい。
前述の形態では、ロボットに対するヘッド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、ロボットのエンドエフェクターとして装着されるハンド等の把持機構によりヘッドを把持することにより、ロボットに対してヘッドを固定してもよい。
【0169】
３－６．変形例６
また、前述の形態では、ヘッドを移動させる構成のロボットが例示されるが、当該構成に限定されず、例えば、液体吐出ヘッドの位置が固定されており、ロボットがワークを移動させ、ヘッドに対してワークの位置および姿勢を３次元的に変化させる構成でもよい。この場合、例えば、ロボットアームの先端に装着されるハンド等の把持機構によりワークが把持される。
また、前述の形態では、ヘッドを移動させる構成のロボットが例示されるが、当該構成に限定されず、例えば、液体吐出ヘッドの位置が固定されており、ロボットがワークを移動させ、ヘッドに対してワークの位置および姿勢を３次元的に変化させる構成でもよい。この場合、例えば、ロボットアームの先端に装着されるハンド等の把持機構によりワークが把持される。
【0170】
３－７．変形例７
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種以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本開示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種以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本開示を適用することができる。
【0171】
３－８．変形例８
本開示の印刷装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する印刷装置は、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、印刷装置は、接着剤等の液体を媒体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。
本開示の印刷装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する印刷装置は、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、印刷装置は、接着剤等の液体を媒体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】
【0172】
１…印刷装置、１Ａ…印刷装置、２…ロボット、２ａ…アーム駆動機構、３…ヘッドユニット、３ａ…ヘッド、３ｂ…圧力調整弁、３ｃ…エネルギー出射部、３ｅ…スイッチ回路、３ｆ…支持体、５…コントローラー、５ａ…記憶回路、５ｂ…処理回路、６…制御モジュール、６ａ…タイミング信号生成回路、６ｂ…電源回路、６ｃ…制御回路、６ｄ…駆動信号生成回路、７…コンピューター、７ａ…記憶回路、７ｂ…処理回路、８…制御部、１０…配管部、２１０…基部、２２０…腕部、２２１…アーム、２２２…アーム、２２３…アーム、２２４…アーム、２２５…アーム、２２６…アーム、２３０…関節、２３０＿１…関節、２３０＿２…関節、２３０＿３…関節、２３０＿４…関節、２３０＿５…関節、２３０＿６…関節、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＧ…チェンジ信号、Ｃｏｍ…駆動信号、Ｄ１…出力、Ｄ３…信号、ＤＥ…吐出方向、ＤＮ…ノズル列方向、Ｄａ…経路情報、Ｄｃ…ワーク情報、ＦＮ…ノズル面、Ｉｍｇ…印刷データ、ＬＡＴ…ラッチ信号、ＬＮＨ…仮想直線、ＬＮＷ…法線、ＬＴＷ…接線、Ｎ…ノズル、ＮＬ…ノズル列、ＮＬ１…第１ノズル列、ＮＬ２…第２ノズル列、Ｏ１…回動軸、Ｏ２…回動軸、Ｏ３…回動軸、Ｏ４…回動軸、Ｏ５…回動軸、Ｏ６…回動軸、Ｐ１…位置（第１位置）、Ｐ２…位置（第２位置）、Ｐ３…位置（第３位置）、Ｐ４…位置（第４位置）、Ｐ５…位置（第５位置）、Ｐ８…位置（第８位置）、Ｐ９…位置（第９位置）、ＰＤ…駆動パルス、ＰＧ…吐出距離、ＰＧ＿１…吐出距離、ＰＧ＿２…吐出距離、ＰＧ＿３…吐出距離、ＰＧ＿４…吐出距離、ＰＧ＿５…吐出距離、ＰＧ＿６…吐出距離、ＰＧ＿７…吐出距離、ＰＧ＿８…吐出距離、ＰＧ＿９…吐出距離、ＰＲ…プログラム、ＰＴ…教示点、ＰＴＳ…タイミング信号、ＰＴ＿１…教示点（第１教示点）、ＰＴ＿２…教示点（第２教示点）、ＰＴ＿３…教示点（第３教示点）、ＰＴ＿４…教示点（第４教示点）、ＰＴ＿５…教示点（第５教示点）、ＰＴ＿６…教示点（第６教示点）、ＰＴ＿７…教示点（第７教示点）、ＰＴ＿８…教示点（第８教示点）、ＰＴ＿９…教示点（第９教示点）、Ｐｉ…交点、ＲＰ１…第１バンド領域、ＲＰ１＿１…第１バンド領域、ＲＰ１＿２…第１バンド領域、ＲＰ２…第２バンド領域、ＲＵ…移動経路、ＲＵ１…移動経路、ＲＵ２…移動経路、Ｓ１０…ステップ、Ｓ２０…ステップ、Ｓ２１…ステップ、Ｓ２２…ステップ、Ｓ２３…ステップ、Ｓ３０…ステップ、Ｓ４０…ステップ、Ｓ４１…ステップ、Ｓ４２…ステップ、Ｓ４３…ステップ、Ｓ４４…ステップ、ＳＩ…制御信号、Ｓｋ１…制御信号、ＴＣＰ…ツールセンターポイント、ＴＲ１＿１…軌跡、ＴＲ１＿２…軌跡、ＴＲ２…軌跡、ＴＲ＿１…軌跡、ＴＲ＿２…軌跡、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、Ｗ…ワーク、ＷＣ…角、ＷＦ…面、ＷＦＳ…面、ｄＣｏｍ…波形指定信号、ｔ１…タイミング（第１タイミング）、ｔ２…タイミング（第２タイミング）、ｔ３…タイミング（第３タイミング）、ｔ４…タイミング（第４タイミング）、ｔ５…タイミング（第５タイミング）、ｔ６…タイミング（第６タイミング）、ｔ７…タイミング（第７タイミング）、ｔ８…タイミング（第８タイミング）、ｔ９…タイミング（第９タイミング）、θ…着弾角度、θ＿１…着弾角度、θ＿２…着弾角度、θ＿３…着弾角度、θ＿４…着弾角度、θ＿５…着弾角度、θ＿６…着弾角度、θ＿７…着弾角度、θａ…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】
【図14】
【図15】