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(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】P2024134718
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】立体物印刷装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 109
B41J2/01 129
B41J2/01 307
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045061
(22)【出願日】2023-03-22
(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】和田 一志
【テーマコード（参考）】
2C056
【Ｆターム（参考）】
2C056EB13
2C056EB36
2C056EB37
2C056EC07
2C056EC33
2C056EC37
2C056FA09
2C056FB09
2C056HA02
2C056HA07
2C056HA12
(57)【要約】
【課題】画質を向上させる。
【解決手段】立体物印刷装置は、立体的なワークに対してヘッドから液体を吐出させつつ、Ｚ移動機構およびＸ移動機構の動作によって、ワークに対してヘッドを移動させる印刷動作の実行中において、ヘッドがワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、ヘッドがワーク上の第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、ノズルとワークとの間のＺ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、Ｚ軸およびＸ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、第１領域および第２領域の傾きが互いに異なる場合、第１タイミングにおける吐出距離と第２タイミングにおける吐出距離とが互いに異なる。
【選択図】図６
【解決手段】立体物印刷装置は、立体的なワークに対してヘッドから液体を吐出させつつ、Ｚ移動機構およびＸ移動機構の動作によって、ワークに対してヘッドを移動させる印刷動作の実行中において、ヘッドがワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、ヘッドがワーク上の第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、ノズルとワークとの間のＺ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、Ｚ軸およびＸ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、第１領域および第２領域の傾きが互いに異なる場合、第１タイミングにおける吐出距離と第２タイミングにおける吐出距離とが互いに異なる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出するノズルを有するヘッドと、
前記ヘッドをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記Ｚ移動機構を移動させることにより、前記ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、
立体的なワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させつつ、前記Ｚ移動機構および前記Ｘ移動機構の動作によって、前記ワークに対して前記ヘッドを移動させる印刷動作を実行し、
前記印刷動作の実行中において、
前記ヘッドが前記ワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、
前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、
前記ノズルと前記ワークとの間の前記Ｚ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、
前記第１タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なるとともに、前記第１タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なり、
前記Ｚ軸および前記Ｘ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、前記第１領域および前記第２領域の傾きが互いに異なる場合、前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第２タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なる、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
前記ヘッドをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記Ｚ移動機構を移動させることにより、前記ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、
立体的なワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させつつ、前記Ｚ移動機構および前記Ｘ移動機構の動作によって、前記ワークに対して前記ヘッドを移動させる印刷動作を実行し、
前記印刷動作の実行中において、
前記ヘッドが前記ワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、
前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、
前記ノズルと前記ワークとの間の前記Ｚ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、
前記第１タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なるとともに、前記第１タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なり、
前記Ｚ軸および前記Ｘ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、前記第１領域および前記第２領域の傾きが互いに異なる場合、前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第２タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なる、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
【請求項2】
前記Ｙ軸に沿う方向にみて、前記第１領域の傾きが前記第２領域の傾きよりも大きく、かつ、前記第１タイミングにおける前記吐出距離が前記第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１に記載の立体物印刷装置。
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】
前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域に対向するタイミングであって、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タイミングとしたとき、
前記第３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小さく、かつ、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
ことを特徴とする請求項２に記載の立体物印刷装置。
前記第３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小さく、かつ、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい、
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】
前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域に対向するタイミングであって、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３タイミングにおける前記吐出距離とが互いに等しい、
ことを特徴とする請求項２に記載の立体物印刷装置。
前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第３タイミングにおける前記吐出距離とが互いに等しい、
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5】
前記第１領域および前記第２領域のうち、一方の領域の傾きが上り勾配であり、他方の領域の傾きが下り勾配である、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷装置。
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6】
前記第１領域が上り勾配であり、前記第２領域が下り勾配であり、
前記第１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小さい、
ことを特徴とする請求項５に記載の立体物印刷装置。
前記第１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小さい、
ことを特徴とする請求項５に記載の立体物印刷装置。
【請求項7】
前記ヘッドは、前記ノズルを含むノズル列が設けられた吐出面を有し、
前記吐出面を前記ノズル列に対して前記印刷動作の実行時の前記Ｘ移動機構による前記ヘッドの移動方向で前方の第１部分と後方の第２部分とに区分したとき、
前記第１部分の前記Ｘ軸に沿う幅は、前記第２部分の前記Ｘ軸に沿う幅よりも小さい、
ことを特徴とする請求項６に記載の立体物印刷装置。
前記吐出面を前記ノズル列に対して前記印刷動作の実行時の前記Ｘ移動機構による前記ヘッドの移動方向で前方の第１部分と後方の第２部分とに区分したとき、
前記第１部分の前記Ｘ軸に沿う幅は、前記第２部分の前記Ｘ軸に沿う幅よりも小さい、
ことを特徴とする請求項６に記載の立体物印刷装置。
【請求項8】
前記ワーク上の液体を硬化または半硬化させる光を出射する光源をさらに備え、
前記Ｚ移動機構は、前記光源を前記ヘッドとともに前記Ｚ軸に沿って移動させる、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の立体物印刷装置。
前記Ｚ移動機構は、前記光源を前記ヘッドとともに前記Ｚ軸に沿って移動させる、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の立体物印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、立体物印刷装置に関する。
【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に記載の装置は、複数のヘッドと、複数のヘッドを上下させるヘッド上下機構と、を有する。特許文献１では、ヘッドのノズルとワークの印刷面との間隔を一定値に保った状態で印刷が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１２－０３５５５２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に記載の装置では、ヘッドのノズルとワークの印刷面との間隔を一定であるため、印刷面が傾斜の異なる複数の部分を有する場合、当該複数の部分のうち最も傾斜のきつい部分への印刷時にヘッドがワークに衝突しないようにヘッドのノズルとワークの印刷面との間隔を設定する必要がある。そうすると、他の部分への印刷時にヘッドのノズルとワークの印刷面との間隔が必要以上に大きくなってしまうので、印刷品位の低下を招くおそれがある。
【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、本開示の立体物印刷装置の一態様は、液体を吐出するノズルを有するヘッドと、前記ヘッドをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構と、前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記Ｚ移動機構を移動させることにより、前記ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、立体的なワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させつつ、前記Ｚ移動機構および前記Ｘ移動機構の動作によって、前記ワークに対して前記ヘッドを移動させる印刷動作を実行し、前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、前記ノズルと前記ワークとの間の前記Ｚ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、前記第１タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なるとともに、前記第１タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なり、前記Ｚ軸および前記Ｘ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、前記第１領域および前記第２領域の傾きが互いに異なる場合、前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第２タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態に係る立体物印刷装置の概略を示す斜視図である。
【図2】第１実施形態に係る立体物印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図3】ヘッドユニットおよび調整機構の概略構成を示す斜視図である。
【図4】ヘッドの吐出面を説明するための側面図である。
【図5】立体物印刷装置の印刷動作の概略を示す図である。
【図6】第１実施形態における上り勾配での吐出距離を説明するための図である。
【図7】参考例における上り勾配での吐出距離を説明するための図である。
【図8】第１実施形態における下り勾配での吐出距離を説明するための図である。
【図9】第１実施形態における吐出距離の設定方法の一例を示すフローチャートである。
【図10】印刷対象領域の傾きを説明するための図である。
【図11】第１実施形態における吐出距離の設定を説明するための図である。
【図12】第１実施形態における吐出距離の設定方法の他の例を示すフローチャートである。
【図13】第２実施形態における上り勾配での吐出距離を説明するための図である。
【図14】第２実施形態における吐出距離の設定方法を示すフローチャートである。
【図15】仮吐出距離の設定を説明するための図である。
【図16】対象Ｘ位置がｘ１である場合の吐出距離の設定を説明するための図である。
【図17】対象Ｘ位置がｘ３である場合の吐出距離の設定を説明するための図である。
【図18】第２実施形態における吐出距離の設定を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
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。
【0008】
以下の説明は、便宜上、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、以下の説明では、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。
【0009】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述の移動機構２および支持機構４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。以下では、便宜上、ワールド座標系を用いて移動機構２の動作を制御する場合が例示される。
【0010】
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．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１の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置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。
１－１．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１の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置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。
【0012】
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。ここで、Ｘ軸に対する面ＷＦの傾斜の程度は、Ｘ１方向またはＸ２方向に向かうに従い変化する。なお、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。
【0013】
図１に示すように、立体物印刷装置１は、基台１０と移動機構２とヘッドユニット３＿１～３＿４とセンサーユニット３０と支持機構４とメンテナンス機構１２とを備える。以下、図１に基づいて、立体物印刷装置１の各部を順次簡単に説明する。なお、以下では、ヘッドユニット３＿１～３＿４のそれぞれをヘッドユニット３という場合がある。
【0014】
基台１０は、移動機構２、支持機構４およびメンテナンス機構１２を支持する面１０ａを有する台である。面１０ａは、Ｚ１方向を向く面である。ここで、移動機構２、支持機構４およびメンテナンス機構１２のそれぞれは、基台１０に対して、ネジ止め等により直接的または他の部材を介して間接的に固定される。
【0015】
図１に示す例では、基台１０が箱状をなしており、面１０ａがＺ１方向を向く面である。基台１０に対してＺ１方向の位置には、詳細な図示を省略するが、図１中の二点鎖線で示すように、ケース１１が配置される。ケース１１は、基台１０に支持される移動機構２、支持機構４およびメンテナンス機構１２等の構造物を収容する空間を面１０ａとの間に形成する箱状の構造体である。ケース１１は、例えば、金属等で構成される複数の柱および複数の梁と、アクリル樹脂等の透明材料で構成される天板および壁板等の複数の板材と、を有する。また、図１では図示を省略するが、ケース１１には、支持機構４へのワークＷの供給および取り出しのための扉と、ケース１１の外部からメンテナンス機構１２を視認するための窓と、が設けられる。
【0016】
なお、基台１０の構成は、図１に示す例に限定されず、任意である。また、基台１０およびケース１１のそれぞれは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。言い換えると、基台１０は、立体物印刷装置１の構成要素でなくともよく、例えば、建物の床、壁または天井等でもよい。
【0017】
移動機構２は、ワークＷに対するヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０の相対的な位置を変化させる機構である。
【0018】
図１に示す例では、移動機構２は、ワークＷに対するヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０の相対的な位置をＸ軸およびＺ軸に沿う方向で変化させる。移動機構２は、Ｘ移動機構２ＸとＺ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４とを備える。なお、以下では、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４のそれぞれをＺ移動機構２Ｚという場合がある。
【0019】
Ｘ移動機構２Ｘは、Ｚ軸と直交するＸ軸に沿ってワークＷに対するヘッドユニット３およびセンサーユニット３０のそれぞれの相対位置を変化させる直動機構である。図１に示す例では、Ｘ移動機構２Ｘは、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４を介してヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０を支持しており、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４を一括してＸ軸に沿って移動させる。これにより、ヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０がワークＷに対してＸ軸に沿う主走査方向に移動する。
【0020】
Ｘ移動機構２Ｘは、１対の柱２ａと梁２ｂと１対のレール２ｃと可動体２ｄとを有する。
【0021】
１対の柱２ａのそれぞれは、基台１０の面１０ａからＺ１方向に延びる部材である。図１に示す例では、１対の柱２ａがＸ軸に沿う方向に並ぶ。１対の柱２ａの先端には、梁２ｂが架け渡される。梁２ｂは、１対の柱２ａに支持される部材である。図１に示す例では、梁２ｂは、Ｘ軸に沿う方向に延びており、Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする板状をなす。梁２ｂのＺ１方向を向く面には、１対のレール２ｃが配置される。１対のレール２ｃのそれぞれは、可動体２ｄを１対の柱２ａおよび梁２ｂに対してＸ軸に沿う方向に相対的に移動させるように案内するリニアレールであり、Ｘ軸に沿う方向に延びる。１対のレール２ｃには、図示しない直動軸受を介して、可動体２ｄが取り付けられる。可動体２ｄは、１対の柱２ａおよび梁２ｂに対してＸ軸に沿う方向に相対的に移動する部材である。図１に示す例では、Ｚ軸に沿う方向を厚さ方向とする板状をなす。図示しないが、Ｘ移動機構２Ｘは、当該移動のための駆動力を発生させるサーボモーター等の電動機を有するアクチュエーターと、当該移動の動作量を検出するリニアエンコーダー等のエンコーダーと、を有する。なお、Ｘ移動機構２Ｘの構成は、図１に示す例に限定されない。
【0022】
以上のＸ移動機構２Ｘの可動体２ｄには、支持体２ｅを介してＺ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４が取り付けられる。これにより、可動体２ｄの移動に伴って、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４がＸ軸に沿う方向に移動する。
【0023】
ここで、支持体２ｅは、図示しない直動機構を介して可動体２ｄに取り付けられる。当該直動機構は、可動体２ｄに対して支持体２ｅをＺ軸に沿う方向に移動させる。これにより、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４が一括してＺ軸に沿う方向に移動する。当該直動機構は、例えば、Ｚ移動機構２Ｚと同様に構成される電動式の機構であってもよいし、手動式の機構であってもよい。当該直動機構は、電動式である場合、印刷時に駆動制御されてもよい。
【0024】
Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４のそれぞれは、Ｚ軸に沿ってワークＷに対してヘッドユニット３を移動させる直動機構である。図１に示す例では、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４が支持体２ｅを介して前述のＸ移動機構２Ｘの可動体２ｄに取り付けられており、ヘッドユニット３をＺ軸に沿う方向に移動させる。また、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４がこの順でＸ２方向に並ぶ。
【0025】
ここで、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４には、ヘッドユニット３＿１～３＿４がそれぞれ一対一で対応する。そして、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４のそれぞれには、対応するヘッドユニット３が取り付けられる。したがって、Ｚ移動機構２Ｚ＿１は、ワークＷに対するヘッドユニット３＿１の相対的な位置をＺ軸に沿う方向で変化させる。同様に、Ｚ移動機構２Ｚ＿２～２Ｚ＿４は、ワークＷに対するヘッドユニット３＿２～３＿４の相対的な位置をそれぞれＺ軸に沿う方向で変化させる。このように、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４は、ワークＷに対するヘッドユニット３＿１～３＿４の相対的な位置を互いに独立にＺ軸に沿う方向で変化させる。
【0026】
これに対し、Ｚ移動機構２Ｚ＿０は、Ｚ軸に沿ってワークＷに対してセンサーユニット３０を移動させる直動機構であり、前述のＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４のそれぞれとは独立に動作する。Ｚ移動機構２Ｚ＿０には、センサーユニット３０が取り付けられる。図１に示す例では、Ｚ移動機構２Ｚ＿０が支持体２ｅを介して前述のＸ移動機構２Ｘの可動体２ｄに取り付けられており、センサーユニット３０をＺ軸に沿う方向に移動させる。このように、Ｚ移動機構２Ｚ＿０は、ワークＷに対するセンサーユニット３０の相対的な位置をヘッドユニット３＿１～３＿４のそれぞれとは独立にＺ軸に沿う方向で変化させる。また、Ｚ移動機構２Ｚ＿０は、Ｚ移動機構２Ｚ＿１に対してＸ１方向の位置で隣り合う。すなわち、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４がこの順でＸ２方向に並ぶ。
【0027】
以上のＺ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４は、前述のように移動の対象が異なること以外は、互いに同様に構成される。図示しないが、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４のそれぞれは、レールと可動体とアクチュエーターとエンコーダーとを有する。当該レールは、支持体２ｅに固定されており、Ｚ軸に沿う方向に延びるリニアレールである。当該可動体は、直動軸受を介して当該レールに取り付けられており、Ｚ軸に沿う方向に移動する。当該アクチュエーターは、当該移動のための駆動力を発生させるサーボモーター等の電動機を有する。当該エンコーダーは、当該移動の動作量を検出するリニアエンコーダー等である。なお、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４の構成は、互いに異なってもよい。ただし、低コスト化等の観点から、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４は、互いに同一の構成であることが好ましい。また、Ｚ移動機構２Ｚ＿０は、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0028】
図１では、図示を省略するが、当該可動体には、ヘッドユニット３またはセンサーユニット３０の姿勢を微調整するための調整機構を介して、ヘッドユニット３またはセンサーユニット３０が取り付けられる。当該調整機構の具体例については、後に図３に基づいて説明する。
【0029】
ヘッドユニット３＿１～３＿４のそれぞれは、「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。ヘッドユニット３の詳細については、後に図３および図４に基づいて説明する。
【0030】
当該インクとしては、特に限定されないが、本実施形態では、紫外線硬化性インクが用いられる。なお、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。
【0031】
ヘッドユニット３には、図示しない配線および供給管が接続される。当該配線は、ヘッド３ａを駆動するための電気信号をヘッド３ａに供給する。当該配線は、当該供給管と同じ経路で配置されてもよいし、当該供給管と異なる経路で配置されてもよい。当該供給管は、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に供給する可撓性の管体である。なお、ヘッドユニット３＿１～３＿４に用いるインクの種類は、互いに同一であっても異なってもよい。
【0032】
センサーユニット３０は、ワークＷとの位置関係を検出するセンサー３１を有するアセンブリーである。図１に示す例では、センサーユニット３０は、センサー３１と光源３２とを有する。
【0033】
センサー３１は、例えば、ワークＷとの接触を検出する接触式のセンサーと、ワークＷとの間の距離を検出する光学式の変位センサーと、のうちの一方または両方を有する。光源３２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を出射する。ここで、「硬化」とは、硬化反応により液状から固体状に変化することを意味し、完全硬化の場合のほか、完全硬化に至らずに部分的に硬化した状態の場合を含む。「固化」とは、溶媒または分散媒の揮発により液状から固体状に変化することを意味し、完全固化の場合のほか、完全固化に至らずに部分的に固化した状態の場合を含む。本実施形態では、光源３２として、紫外線を出射するＬＥＤ（light emitting diode）が用いられる。なお、光源３２は、光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有してもよい。また、センサー３１および光源３２のうちの一方または両方は、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0034】
支持機構４は、ワークＷを支持する機構である。図１に示す例では、支持機構４は、Ｙ移動機構４Ｙを有する。
【0035】
Ｙ移動機構４Ｙは、ワークＷに対するヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０の相対的な位置をＹ軸に沿う方向で変化させる直動機構である。図１に示す例では、Ｙ移動機構４Ｙは、ワークＷをＹ軸に沿う方向に移動させる。これにより、ヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０がワークＷに対して主走査方向に直交する副走査方向に相対的に移動する。
【0036】
Ｙ移動機構４Ｙは、支持体４ａと１対のレール４ｂと可動体４ｃとを有する。
【0037】
支持体４ａは、基台１０の面１０ａに固定される部材である。支持体４ａのＺ１方向を向く面には、１対のレール４ｂが配置される。１対のレール４ｂのそれぞれは、可動体４ｃを支持体４ａに対してＹ軸に沿う方向に相対的に移動させるように案内するリニアレールであり、Ｙ軸に沿う方向に延びる。１対のレール４ｂには、図示しない直動軸受を介して、可動体４ｃが取り付けられる。可動体４ｃは、支持体４ａに対してＹ軸に沿う方向に相対的に移動する部材である。図示しないが、Ｙ移動機構４Ｙは、当該移動のための駆動力を発生させるサーボモーター等の電動機を有するアクチュエーターと、当該移動の動作量を検出するリニアエンコーダー等のエンコーダーと、を有する。
【0038】
可動体４ｃには、ステージ４ｄが取り付けられる。ステージ４ｄは、ワークＷを載置するための部材である。図１に示す例では、ステージ４ｄは、板状をなす。ここで、図示しないが、可動体４ｃとステージ４ｄとの間には、可動体４ｃに対してステージ４ｄをＸ軸に平行な軸まわりに回動させる調整機構が介在する。当該調整機構により、ワークＷのＸ軸に平行な軸まわりの姿勢を微調整することができる。当該調整機構は、アクチュエーターおよびエンコーダーを含む電動式の構成であってもよいし、手動で調整可能な構成であってもよい。
【0039】
なお、Ｙ移動機構４Ｙの構成は、図１に示す例に限定されない。例えば、支持体４ａが省略されてもよいし、支持体４ａが１対のレール４ｂと一体で構成されてもよい。支持体４ａが省略される場合、１対のレール４ｂが基台１０に直接にネジ留め等により固定される。また、可動体４ｃとステージ４ｄとの間に介在する調整機構は、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0040】
メンテナンス機構１２は、ヘッドユニット３のヘッド３ａ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、メンテナンス機構１２は、キャップユニット１２ａとキャップカバー１２ｂとを有する。キャップユニット１２ａは、ヘッド３ａの吐出面を覆うことにより、当該吐出面のノズル付近のインクの乾燥、硬化または固化を防止する。キャップカバー１２ｂは、Ｙ軸に沿う方向に移動可能に構成されており、Ｚ軸に沿う方向にみてキャップユニット１２ａに重なる状態と重ならない状態とを切り替える。ここで、キャップユニット１２ａを使用しない場合、キャップカバー１２ｂは、Ｚ軸に沿う方向にみてキャップユニット１２ａに重なる状態であり、キャップユニット１２ａを覆うカバーとして機能する。この状態のキャップカバー１２ｂは、試験印刷のための媒体を支持する検査台としても利用可能である。一方、キャップユニット１２ａを使用する場合、キャップカバー１２ｂは、Ｚ軸に沿う方向にみてキャップユニット１２ａに重ならない状態である。
【0041】
なお、メンテナンス機構１２の構成は、図１に示す例に限定されず、任意である。また、メンテナンス機構１２は、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0042】
以上のように、立体物印刷装置１は、液体を吐出するノズルＮを有するヘッド３ａと、ヘッド３ａをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構２Ｚと、Ｚ軸に交差するＸ軸に沿ってＺ移動機構２Ｚを移動させることにより、ヘッド３ａをＸ軸に沿って移動させるＸ移動機構２Ｘと、を備える。
【0043】
１－２．印刷装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、立体物印刷装置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、立体物印刷装置１は、前述の図１に示す構成要素のほか、制御部５０を有する。
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、立体物印刷装置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、立体物印刷装置１は、前述の図１に示す構成要素のほか、制御部５０を有する。
【0044】
制御部５０は、移動機構２、ヘッドユニット３＿１～３＿４、支持機構４およびセンサーユニット３０の動作を制御する。図２に示す例では、制御部５０は、コントローラー５と制御モジュール６とコンピューター７とを有する。以下、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を順次説明する。
【0045】
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。
【0046】
コントローラー５は、移動機構２および支持機構４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移動機構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。
【0047】
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。
【0048】
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。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。
【0049】
記憶回路５ａには、経路情報Ｄａが記憶される。経路情報Ｄａは、移動機構２の動作の制御に用いられ、ヘッド３ａの移動すべき経路である後述の移動経路ＲＵにおけるヘッド３ａの位置を目標位置として示す情報である。経路情報Ｄａは、例えば、ワールド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の少なくとも一部の形状を表すワークデータに基づいて、コンピューター７により生成される。当該ワークデータは、例えば、ＳＴＬ（Standard Triangulated Language）形式のＣＡＤ（computer-aided design）データであるか、または、３次元カメラによりワークＷの形状を計測したデータである。経路情報Ｄａは、コンピューター７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てもよい。この場合、経路情報Ｄａは、ワーク座標系の座標値からワールド座標系の座標値に変換した後に移動機構２の動作の制御に用いられる。
【0050】
処理回路５ｂは、移動機構２の動作を制御する移動制御部５ｂ１として機能するとともに、信号Ｄ３を生成する。
【0051】
移動制御部５ｂ１は、処理回路５ｂが記憶回路５ａ等から読み込んだプログラムを実行することにより実現される。移動制御部５ｂ１は、経路情報Ｄａを移動機構２の移動量および移動速度等の動作量に変換する演算を行う。そして、移動制御部５ｂ１は、移動機構２の実際の動作量が前述の演算結果となるように、移動機構２の各エンコーダーからの出力信号Ｄｘ、Ｄｚ＿０～Ｄｚ４に基づいて、制御信号Ｓｘ、Ｓｚ＿０～Ｓｚ＿４を出力する。出力信号Ｄｘは、Ｘ移動機構２Ｘのエンコーダーから出力される信号である。出力信号Ｄｚ＿０～Ｄｚ＿４は、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４のエンコーダーから出力される信号である。制御信号Ｓｘは、Ｘ移動機構２Ｘのアクチュエーターの駆動を制御するための信号である。制御信号Ｓｚ＿０～Ｓｚ＿４は、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４のアクチュエ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Ｓｘ、Ｓｚ＿０～Ｓｚ＿４は、必要に応じて、センサーユニット３０のセンサー３１からの出力信号Ｄ１に基づいて移動制御部５ｂ１により補正される。
【0052】
また、処理回路５ｂは、出力信号Ｄｘ、Ｄｚ＿０～Ｄｚ＿４のうちの少なくとも１つの信号に基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路５ｂは、出力信号Ｄｘが所定値となるタイミングのパルスを含む信号Ｄ３を生成してもよいし、出力信号Ｄｘをそのまま信号Ｄ３として出力してもよい。
【0053】
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。
【0054】
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か、または、信号Ｄ３が出力信号Ｄｘである場合、出力信号Ｄｘのパルスに同期したタイミングのパルスを含む信号をタイミング信号ＰＴＳとして生成する回路で構成される。
【0055】
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。
【0056】
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み、タイミング信号ＰＴＳに基づいて、制御信号ＳＩ＿１～ＳＩ＿４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。制御信号ＳＩ＿１～ＳＩ＿４は、ヘッドユニット３＿１～３＿４にそれぞれ一対一で対応する。なお、以下では、制御信号ＳＩ＿１～ＳＩ＿４のそれぞれを制御信号ＳＩという場合がある。
【0057】
制御信号ＳＩは、ヘッドユニット３のヘッド３ａの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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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る。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に印刷データ等の情報を供給する機能と、ユーザーからの指示を受け付ける機能と、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、ヘッドユニット３の光源３ｃとセンサーユニット３０の光源３２との駆動を制御する機能を有する。
【0061】
コンピューター７は、記憶回路７ａと処理回路７ｂと表示装置７ｃと入力装置７ｄとを有する。本実施形態のコンピューター７は、前述の経路情報Ｄａを生成する機能を有する。
【0062】
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が処理する経路情報Ｄａ等の各種データと、を記憶する。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。
【0063】
処理回路７ｂは、記憶回路７ａからプログラムを読み込んで実行することにより、各種機能を実現する。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。
【0064】
表示装置７ｃは、処理回路７ｂによる制御のもとで各種の画像を表示する。ここで、表示装置７ｃは、例えば、液晶表示パネルを有する。なお、表示装置７ｃは、コンピューター７の外部に設けられてもよい。また、表示装置７ｃは、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0065】
入力装置７ｄは、作業者からの操作を受け付ける機器である。例えば、入力装置７ｄは、タッチパッド、タッチパネルまたはマウス等のポインティングデバイスを有する。
【0066】
【0067】
調整機構２ｆは、Ｚ移動機構２Ｚとヘッドユニット３とのＹ軸に沿う方向での位置関係、Ｚ移動機構２Ｚとヘッドユニット３とのＸ軸に平行な軸まわりの位置関係、Ｚ移動機構２Ｚとヘッドユニット３とのＺ軸に平行な軸まわりの位置関係、を微調整するための機構である。図示しないが、調整機構２ｆには、当該微調整のためのツマミ等が設けられており、それぞれの位置関係を手動により当該微調整が可能である。調整機構２ｆは、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0068】
図３に示すように、ヘッドユニット３は、ヘッド３ａのほか、流路構造体３ｂと光源３ｃと支持体３ｇとカバー３ｈと保護部材３ｆとを有する。ヘッドユニット３を構成する要素のうち、支持体３ｇ以外の要素は、支持体３ｇに直接的または間接的に支持される。また、ヘッドユニット３の構成要素は、図３に示す例に限定されず、例えば、ヒーターおよび温度センサー等を含んでもよい。
【0069】
支持体３ｇは、前述の調整機構２ｆを介してＺ移動機構２Ｚに装着される。したがって、ヘッド３ａ、流路構造体３ｂおよび光源３ｃが支持体３ｇにより一括してＺ移動機構２Ｚに支持される。
【0070】
支持体３ｇは、実質的な剛体であり、例えば、金属材料等で構成される。支持体３ｇは、ヒーター３ｄに熱的に接続されており、ヒーター３ｄからの熱を受ける。なお、図３では、支持体３ｇが板状をなすが、支持体３ｇの形状は、特に限定されず、任意である。また、支持体３ｇは、複数の部材で構成されてもよい。
【0071】
前述の支持体３ｇに対してＸ１方向の位置には、ヘッド３ａ、流路構造体３ｂおよびカバー３ｈが配置される。これらは、支持体３ｇに対してねじ留め等により固定される。
【0072】
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。図３に示す例では、ノズル面ＦＮがヘッド３ａのＺ２方向を向く面であり、当該複数のノズルＮがＸ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶノズル列ＮＬａとノズル列ＮＬｂとに区分される。ノズル列ＮＬａおよびノズル列ＮＬｂのそれぞれは、Ｙ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におけるノズル列ＮＬａの各ノズルＮに関連する要素とノズル列ＮＬｂの各ノズルＮに関連する要素とがＸ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。以下では、ノズル列ＮＬａおよびノズル列ＮＬｂの集合をノズル列ＮＬという場合がある。
【0073】
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。
【0074】
ここで、ヘッド３ａは、ノズル面ＦＮの少なくとも一部を構成するノズルプレートを有する。当該ノズルプレートは、前述の複数のノズルＮが設けられる板状部材であり、例えば、シリコン（Ｓｉ）または金属等の材料で構成される。ノズル面ＦＮの少なくとも一部は、当該ノズルプレートの１対の板面のうち、ヘッド３ａの外表面の一部を構成する板面、すなわち当該ノズルプレートのＺ２方向を向く面によって構成される。なお、ヘッド３ａは、ノズル面ＦＮの少なくとも一部を構成する固定板やカバーヘッドを有する場合がある。固定板やカバーヘッドは、ノズルプレートの固定や保護の目的で設けられ、Ｚ１方向にみて、ノズルプレートの外周を覆うように構成される部材であって、金属等の材料によって構成される。つまり、ノズル面ＦＮは、ノズルプレートに加え、固定板もしくはカバーヘッドの外表面のＺ２方向を向く面によって構成される場合がある。また、ノズル面ＦＮは、後述の吐出面ＦＴの少なくとも一部を構成する。
【0075】
以上のヘッド３ａには、流路構造体３ｂを介して供給管２０ａおよび排出管２０ｂに接続される。供給管２０ａ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に供給する可撓性の管体である。排出管２０ｂは、図示しない循環機構または排出機構へインクを移送するための可撓性の管体である。
【0076】
流路構造体３ｂは、ヘッド３ａに対してＺ１方向の位置に配置される。また、流路構造体３ｂは、供給管３ｉ１および排出管３ｉ２を介してヘッド３ａに接続される。供給管３ｉ１は、流路構造体３ｂからヘッド３ａにインクを供給するための管体である。排出管３ｉ２は、ヘッド３ａから排出されるインクを流路構造体３ｂに導入するための管体である。
【0077】
流路構造体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し、ノズルＮからインクが溢れ出すことが防止される。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供給管２０ａ内に移送される。
【0078】
カバー３ｈは、流路構造体３ｂの周囲を覆う箱状の部材でる。カバー３ｈは、支持体３ｇとの間に流路構造体３ｂを収容する空間を形成する。
【0079】
前述の支持体３ｇに対してＸ２方向の位置には、光源３ｃが配置される。光源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を出射する。本実施形態では、光源３ｃとして、紫外線を出射するＬＥＤ（light emitting diode）が用いられる。また、光源３ｃは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。
【0080】
前述の支持体３ｇに対してＺ２方向の位置には、保護部材３ｆが設けられる。保護部材３ｆは、ヘッド３ａをワークＷ等との衝突から保護するための部材であり、例えば、ステンレス鋼、チタンおよびマグネシウム合金等の金属材料等で構成される。保護部材３ｆには、ヘッド３ａのノズル面ＦＮを露出させる開口部３ｆ１が設けられる。
【0081】
以上の保護部材３ｆのＺ２方向を向く面ＦＣと前述のヘッド３ａのノズル面ＦＮとは、吐出面ＦＴを構成する。ここで、保護部材３ｆは、ヘッド３ａとは構造上は別体に設けられており、脱着可能であるが、ヘッド３ａの一部としてみなされる。したがって、ヘッド３ａは、ノズルＮを含むノズル列ＮＬが設けられた吐出面ＦＴを有する。以下、吐出面ＦＴについて図４に基づいて説明する。
【0082】
図４は、ヘッド３ａの吐出面ＦＴを説明するための側面図である。図４に示すように、吐出面ＦＴは、ヘッドユニット３のＺ２方向を向く先端面である。より具体的に説明すると、ノズル面ＦＮを延長した仮想的な平面に沿う領域にヘッドユニット３の構成要素として他の部材がある場合、吐出面ＦＴは、ノズル面ＦＮと当該他の部材のＺ２方向を向く面とで構成される面である。ここで、当該平面に沿う領域とは、ノズル面ＦＮをＺ軸に直交する方向に延長した仮想的な平面に対してＺ１方向およびＺ２方向に５ｍｍ以下（好ましくは２ｍｍ以下）の範囲内にある領域である。
【0083】
なお、保護部材３ｆは、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。ノズル面ＦＮを延長した平面に沿う領域にヘッドユニット３の構成要素として他の部材がない場合、吐出面ＦＴは、ノズル面ＦＮである。また、吐出面ＦＴは、ノズル面ＦＮと保護部材３ｆの一部とで構成される態様に限定されず、例えば、ヘッド３ａを固定するための固定板等を含んでもよい。固定板とは、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。また、本実施形態では、吐出面ＦＴに含まれるノズル面ＦＮまたはノズルプレートの数が１つであるが、これに限定されず、吐出面ＦＴに含まれるノズル面ＦＮまたはノズルプレートの数が複数であってもよい。
【0084】
本実施形態では、ノズル面ＦＮを延長した領域に当該他の部材として保護部材３ｆの一部が位置しており、吐出面ＦＴは、ノズル面ＦＮと保護部材３ｆのＺ２方向を向く面ＦＣとで構成される。
【0085】
吐出面ＦＴは、第１部分ＦＴ１と第２部分ＦＴ２とに区分される。第１部分ＦＴ１は、ノズル列ＮＬに対してＸ１方向に位置する吐出面ＦＴの部分である。第２部分ＦＴ２は、ノズル列ＮＬに対してＸ２方向に位置する吐出面ＦＴの部分である。後述の印刷動作の実行時には、Ｘ移動機構２Ｘによるヘッド３ａの移動方向がＸ１方向であることから、第１部分ＦＴ１がノズル列ＮＬに対して当該移動方向で前方の部分であり、第２部分ＦＴ２がノズル列ＦＬに対して当該移動方向で後方の部分である。
【0086】
【0087】
１－４．印刷動作
図５は、立体物印刷装置１の印刷動作の概略を示す図である。図５では、印刷動作の実行中の立体物印刷装置１の状態が示される。以下、図５に基づいて、印刷動作の実行中におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４とワークＷとの位置関係の変化の概略を説明する。なお、本実施形態では、ワークＷの面ＷＦのＸ軸に沿う方向での全域を印刷領域ＲＰとする場合が例示される。
図５は、立体物印刷装置１の印刷動作の概略を示す図である。図５では、印刷動作の実行中の立体物印刷装置１の状態が示される。以下、図５に基づいて、印刷動作の実行中におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４とワークＷとの位置関係の変化の概略を説明する。なお、本実施形態では、ワークＷの面ＷＦのＸ軸に沿う方向での全域を印刷領域ＲＰとする場合が例示される。
【0088】
ヘッド３ａ＿１は、ヘッドユニット３＿１の有するヘッド３ａであり、ヘッド３ａ＿２は、ヘッドユニット３＿２の有するヘッド３ａであり、ヘッド３ａ＿３は、ヘッドユニット３＿３の有するヘッド３ａであり、ヘッド３ａ＿４は、ヘッドユニット３＿４の有するヘッド３ａである。ただし、以下では、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４を区別せずにヘッド３ａという場合がある。
【0089】
図５に示すように、立体物印刷装置１では、ワークＷの面ＷＦに印刷を行う印刷動作を実行する場合、Ｘ移動機構２Ｘがヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびセンサーユニット３０をＸ１方向である移動方向ＤＳに移動させるとともに、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４がヘッド３ａ＿１～３ａ＿４をワークＷの面ＷＦに沿うようにＺ軸に沿って移動させながら、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４が印刷データに基づいて面ＷＦに向けてインクを吐出する。
【0090】
ここで、印刷動作におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４の移動経路ＲＵは、前述の経路情報Ｄａの示す位置により規定される。なお、センサーユニット３０の移動経路は、特に限定されないが、例えば、移動経路ＲＵよりもＺ１方向に退避した経路である。また、印刷動作の実行中、センサーユニット３０は、必要に応じて動作させればよい。
【0091】
立体物印刷装置１が印刷動作の開始指示を受けると、Ｘ移動機構２Ｘの動作によりヘッド３ａ＿１～３＿４のヘッド３ａがワークＷの面ＷＦに対してＸ２方向の領域に位置した状態からＸ１方向に移動する。ここで、前述のように、ヘッドユニット３＿１～３＿４がこの順でＸ２方向に並ぶので、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４は、ヘッド３ａ＿１を先頭として、最後尾のヘッド３ａ＿４が面ＷＦ上を過ぎるまでＸ１方向に移動する。ここで、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４は、Ｚ軸に沿う方向にみてワークＷの面ＷＦに順に重なった後にＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の動作によりワークＷの面ＷＦに沿うようにＺ軸に沿って移動しながら、面ＷＦに向けてインクを吐出する。
【0092】
以上のように、立体物印刷装置１は、立体的なワークＷに対してヘッド３ａからインクを吐出させつつ、Ｚ移動機構２ＺおよびＸ移動機構２Ｘの動作によって、ワークＷに対してヘッド３ａを移動させる印刷動作を実行する。
【0093】
ここで、印刷動作の実行中のヘッド３ａのＹ軸まわりの姿勢が一定である。それにもかかわらず、後述する参考例のように、従来では、ノズルＮとワークＷの面ＷＦとの間の距離が一定とされていた。このため、従来では、面ＷＦの最も傾斜が大きい部分への印刷時にヘッド３ａがワークＷに衝突しないようにノズルＮとワークＷの面ＷＦとの間の距離を設定すると、面ＷＦの他の部分、つまり、面ＷＦの傾斜が比較的小さい部分への印刷時にノズルＮとワークＷの面ＷＦとの間の距離が必要以上に大きくなってしまう。この結果、従来では、面ＷＦの傾斜が比較的小さい部分において、印刷品位の低下を招くおそれがある。
【0094】
【0095】
図６は、第１実施形態における上り勾配での吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３を説明するための図である。図６では、前述のヘッドユニット３＿１～３＿４のうちの任意の１つのヘッドユニット３に着目し、同一の印刷パスの実行中における時間の経過に応じた位置の変遷がヘッドユニット３－ｔ１、３－ｔ２、３－ｔ３として代表的に示される。吐出距離ＰＧ１は、第１タイミングｔ１におけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。吐出距離ＰＧ２は、第２タイミングｔ２におけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。吐出距離ＰＧ３は、第３タイミングｔ３におけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。以下では、吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のそれぞれを区別せずに吐出距離ＰＧという場合がある。
【0096】
なお、「上り勾配」とは、印刷動作の実行時のＸ移動機構２Ｘによるヘッド３ａの移動方向ＤＳでの前方に向かうに従いＺ１方向に向けて上昇する傾きである。「印刷パス」とは、ヘッド３ａのワークＷに対する位置を副走査方向、つまり、Ｙ軸に沿う方向にＹ移動機構４Ｙによって移動する改行動作と、ヘッド３ａの移動方向ＤＳを反対方向に切り替える戻り動作と、のいずれも含まずに、ヘッド３ａを移動経路ＲＵに沿って移動させつつ、ヘッド３ａによるインクの吐出を連続的に実行する一連の印刷動作のことをいう。
【0097】
図６において、ヘッドユニット３－ｔ１は、第１タイミングｔ１におけるヘッドユニット３の位置を示す。ヘッドユニット３－ｔ２は、第２タイミングｔ２におけるヘッドユニット３の位置を示す。ヘッドユニット３－ｔ３は、第３タイミングｔ３におけるヘッドユニット３の位置を示す。
【0098】
第１タイミングｔ１は、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１に対向するタイミングである。第２タイミングｔ２は、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１とは異なる第２領域Ｒ２に対向するタイミングであって、第１タイミングｔ１よりも後のタイミングである。第３タイミングｔ３は、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の第３領域Ｒ３に対向するタイミングであって、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間のタイミングである。
【0099】
第１領域Ｒ１は、第１タイミングｔ１で吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第１領域Ｒ１は、傾斜角度θ１でＸ軸に対して傾斜する上り勾配の面である。第２領域Ｒ２は、第２タイミングｔ２で吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第２領域Ｒ２は、傾斜角度θ２でＸ軸に対して傾斜する頂面または平坦面である。第３領域Ｒ３は、第３タイミングｔ３で吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第３領域Ｒ３は、傾斜角度θ３でＸ軸に対して傾斜する上り勾配の面である。
【0100】
なお、傾斜角度θ１、θ２、θ３は、後に図１０に基づく説明で定義される「傾き」である。
【0101】
ここで、第１タイミングｔ１におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置とが互いに異なる。図６に示す例では、第２タイミングｔ２におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が第１タイミングｔ１におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置よりもＸ１方向の位置である。第３タイミングｔ３におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置は、第１タイミングｔ１におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置との間の位置である。
【0102】
また、第１タイミングｔ１におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置とが互いに異なる。第３タイミングｔ３におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置は、第１タイミングｔ１におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置との間の位置である。
【0103】
傾斜角度θ１および傾斜角度θ２は、互いに異なる。すなわち、Ｚ軸およびＸ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の傾きが互いに異なる。また、傾斜角度θ３は、傾斜角度θ１および傾斜角度θ２のそれぞれと異なる。すなわち、Ｙ軸に沿う方向にみて、第３領域Ｒ３の傾きは、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれの傾きと異なる。
【0104】
なお、「傾きが異なる」とは、後に図１０に基づく説明で定義される「傾き」の絶対値が異なる場合のほか、「傾き」の正負が異なる場合、つまり、上り勾配であるか下り勾配であるかといった違いがある場合も含む。
【0105】
図６に示す例では、第１領域Ｒ１が上り勾配であるのに対し、第２領域Ｒ２が頂面または平坦面であることから、傾斜角度θ１が正の値であるのに対し、傾斜角度θ２が０またはその近傍値である。ここで、傾斜角度θ１の絶対値は、傾斜角度θ２の絶対値よりも大きい。すなわち、Ｙ軸に沿う方向にみて、第１領域Ｒ１の傾きが第２領域Ｒ２の傾きよりも大きい。また、第３領域Ｒ３が上り勾配であることから、傾斜角度θ３が正の値である。ここで、傾斜角度θ３の絶対値は、傾斜角度θ１の絶対値と傾斜角度θ２の絶対値との間の値である。
【0106】
図６に示す例では、第１タイミングｔ１における吐出距離ＰＧ１が第２タイミングｔ２における吐出距離ＰＧ２よりも大きい。このように第１タイミングｔ１における吐出距離ＰＧ１と第２タイミングｔ２における吐出距離ＰＧ２とが互いに異なることにより、第２領域Ｒ２での画質を高める一方で、第１領域Ｒ１でのヘッド３ａとワークＷとの接触を防止することができる。
【0107】
第３タイミングｔ３における吐出距離ＰＧ３は、第１タイミングｔ１における吐出距離ＰＧ１よりも小さく、かつ、第２タイミングｔ２における吐出距離ＰＧ２よりも大きい。このため、本実施形態のように第１領域Ｒ１、第３領域Ｒ３、第２領域Ｒ２の傾きが段階的または連続的に変化する場合、これらの領域のそれぞれにおいて、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【0108】
前述のように、立体物印刷装置１は、ワークＷ上のインクに向けて光を照射する光源３ｃをさらに備え、Ｚ移動機構２Ｚは、光源３ｃをヘッド３ａとともにＺ軸に沿って移動させる。このため、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止するとともに光源３ｃとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【0109】
図７は、参考例における上り勾配での吐出距離ＰＧＸを説明するための図である。図７では、前述のヘッドユニット３＿１～３＿４のうちの任意の１つのヘッドユニット３の同一の印刷パス中における変遷がヘッドユニット３－ｔ１、３－ｔ２、３－ｔ３として代表的に示される。吐出距離ＰＧＸは、第１タイミングｔ１、第２タイミングｔ２および第３タイミングｔ３におけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。なお、図７に示す参考例は、ノズルＮとワークＷとの間の距離が異なること以外は、前述の図６に示す本実施形態と同様である。
【0110】
図７に示す参考例では、吐出距離ＰＧＸが一定であり、第１タイミングｔ１、第２タイミングｔ２および第３タイミングｔ３における吐出距離ＰＧＸが互いに等しい。このような参考例では、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３のうち、最も傾斜のきつい第１領域Ｒ１への印刷時にヘッド３ａがワークＷに衝突しないように吐出距離ＰＧＸを設定すると、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３への印刷時におけるノズルＮとワークＷとの間の距離が必要以上に大きくなってしまう。ここで、第２タイミングｔ２および第３タイミングｔ３では、ノズルＮとワークＷとの間の距離を吐出距離ＰＧＸよりも小さくしても、ワークＷに対するヘッド３ａの衝突を防止することが可能である。
【0111】
ノズルＮとワークＷとの間の距離は、大きくなるほど、ノズルＮから吐出されるインク滴が気流の影響を受けやすくなったり、ノズルＮから吐出されるインク滴の飛翔方向の誤差がワークＷ上に現れやすくなったりする。このため、吐出距離ＰＧＸが必要以上に大きくなると、印刷品位の低下を招くおそれがある。
【0112】
なお、参考例では、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３への印刷時の印刷品位が高まるように、第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３への印刷時におけるノズルＮとワークＷとの間の距離を小さくした場合、吐出距離ＰＧＸが一定であるため、第１領域Ｒ１への印刷時におけるノズルＮとワークＷとの間の距離が小さくなりすぎてしまう。この結果、第１領域Ｒ１への印刷時にヘッド３ａがワークＷに衝突する可能性が高まる。
【0113】
以上のような参考例の問題を解決するため、立体物印刷装置１では、吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３が前述のような大小関係を有する。このような問題は、印刷対象となる面が上り勾配である場合だけでなく、印刷対象となる面が下り勾配である場合にも同様に生じる。以下、この点を図８に基づいて説明する。
【0114】
なお、「下り勾配」とは、印刷動作の実行時のＸ移動機構２Ｘによるヘッド３ａの移動方向ＤＳでの前方に向かうに従いＺ２方向に向けて下降する傾きである。
【0115】
図８は、第１実施形態における下り勾配での吐出距離ＰＧ１ａ、ＰＧ２ａを説明するための図である。図８では、前述のヘッドユニット３＿１～３＿４のうちの任意の１つのヘッドユニット３の同一の印刷パス中における変遷がヘッドユニット３－ｔ１ａ、３－ｔ２ａとして代表的に示される。吐出距離ＰＧ１ａは、第１タイミングｔ１ａにおけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。吐出距離ＰＧ２ａは、第２タイミングｔ２ａにおけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。以下では、前述の吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３と同様、吐出距離ＰＧ１ａ、ＰＧ２ａのそれぞれを区別せずに吐出距離ＰＧという場合がある。
【0116】
ヘッドユニット３－ｔ１ａは、第１タイミングｔ１ａにおけるヘッドユニット３である。ヘッドユニット３－ｔ２ａは、第２タイミングｔ２ａにおけるヘッドユニット３である。
【0117】
第１タイミングｔ１ａは、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１ａに対向するタイミングである。第２タイミングｔ２ａは、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１ａとは異なる第２領域Ｒ２ａに対向するタイミングである。
【0118】
第１領域Ｒ１ａは、第１タイミングｔ１ａで吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第１領域Ｒ１ａは、傾斜角度θ１ａでＸ軸に対して傾斜する上り勾配の面である。第２領域Ｒ２ａは、第２タイミングｔ２ａで吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第２領域Ｒ２ａは、傾斜角度θ２ａでＸ軸に対して傾斜する頂面または平坦面である。
【0119】
ここで、第１タイミングｔ１ａにおけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２ａにおけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置とが互いに異なる。図８に示す例では、第２タイミングｔ２ａにおけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が第１タイミングｔ１ａにおけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置よりもＸ１方向の位置である。これに対し、第１タイミングｔ１ａにおけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２ａにおけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置とが互いに等しい。なお、第１タイミングｔ１ａにおけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２ａにおけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置とが互いに異なってもよい。
【0120】
傾斜角度θ１ａおよび傾斜角度θ２ａは、互いに異なる。すなわち、Ｚ軸およびＸ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、第１領域Ｒ１ａおよび第２領域Ｒ２ａの傾きが互いに異なる。
【0121】
図８に示す例では、第１領域Ｒ１ａが上り勾配であるのに対し、第２領域Ｒ２ａが下り勾配であることから、傾斜角度θ１ａが正の値であるのに対し、傾斜角度θ２ａが負の値である。ここで、傾斜角度θ１ａの絶対値は、傾斜角度θ２ａの絶対値と等しい。すなわち、Ｙ軸に沿う方向にみて、第１領域Ｒ１ａの傾きが第２領域Ｒ２ａの傾きと等しい。なお、傾斜角度θ１ａの絶対値は、傾斜角度θ２ａの絶対値と異なってもよい。
【0122】
図８に示す例では、第１タイミングｔ１ａにおける吐出距離ＰＧ１ａが第２タイミングｔ２ａにおける吐出距離ＰＧ２よりも小さい。このように第１タイミングｔ１ａにおける吐出距離ＰＧ１ａと第２タイミングｔ２ａにおける吐出距離ＰＧ２ａとが互いに異なることにより、第２領域Ｒ２ａでの画質を高める一方で、第１領域Ｒ１ａでのヘッド３ａとワークＷとの接触を防止することができる。
【0123】
具体的に説明すると、前述のように、本実施形態では、ヘッド３ａの吐出面ＦＴのノズル列ＮＬに対して前方の第１部分ＦＴ１の幅Ｗ１が後方の第２部分ＦＴ２の幅Ｗ２よりも狭い。このような場合において、前述のように、第１領域Ｒ１ａが上り勾配であり、かつ、第２領域Ｒ２ａが下り勾配であると、傾斜角度θ１ａおよび傾斜角度θ２ａの絶対値が互いに等しくても、吐出距離ＰＧ１ａおよび吐出距離ＰＧ２ａが互いに等しい場合、ヘッド３ａがワークＷに接触したり、画質が低下したりする可能性が高まる。
【0124】
ここで、上り勾配の第１領域Ｒ１ａへの印刷時には、ヘッド３ａの移動方向ＤＳの前方の第１部分ＦＴ１とワークＷとが接触しないように吐出距離ＰＧ１ａを設定する必要がある。これに対し、下り勾配の第２領域Ｒ２ａへの印刷時には、ヘッド３ａの移動方向ＤＳの後方の第２部分ＦＴ２とワークＷとが接触しないように吐出距離ＰＧ２ａを設定する必要がある。ここで、傾斜角度θ１ａおよび傾斜角度θ２ａの絶対値が互いに等しくても、幅Ｗ２が幅Ｗ１よりも大きいので、吐出距離ＰＧ２ａを吐出距離ＰＧ１ａよりも大きくする必要がある。
【0125】
そこで、第１タイミングｔ１ａにおける吐出距離ＰＧ１ａは、第２タイミングｔ２ａにおける吐出距離ＰＧ２ａよりも小さい。このため、前述のようにヘッド３ａの吐出面ＦＴの第１部分ＦＴ１の幅Ｗ１が第２部分ＦＴ２の幅Ｗ２よりも小さい場合、第１領域Ｒ１ａでの吐出距離ＰＧ１ａを当該他方の領域での吐出距離よりも小さくすることにより、第１領域Ｒ１ａでの画質を高める一方で、第２領域Ｒ２ａでのヘッド３ａとワークＷとの接触を防止することができる。
【0126】
図９は、第１実施形態における吐出距離ＰＧの設定方法の一例を示すフローチャートである。図９に示す設定方法は、ステップＳＴ１～ステップＳＴ５をこの順に含む。なお、ステップＳＴ１～ステップＳＴ５は、例えば、コンピューター７により実行される。
【0127】
ステップＳＴ１は、ワークＷの形状を取得する。この取得は、ワークＷの形状を示すＣＡＤデータ等のワークデータを取得することにより行われる。当該ワークデータは、ＳＴＬ形式等のデータである場合、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が含まれる。
【0128】
ステップＳＴ２は、ワークＷ上の印刷対象となる印刷領域ＲＰを決定する。この決定は、例えば、ユーザーがコンピューター７を用いて、前述のワークデータに基づく情報を表示させておき、ＧＵＩ（graphical user interface）によりワークデータの示すワークＷ上の領域を印刷領域ＲＰとして指定することにより行われる。
【0129】
ステップＳＴ３は、印刷領域ＲＰの各部の傾斜を確認する。この確認は、印刷領域ＲＰの座標情報およびベクトル情報に基づいて、Ｘ軸に関する所定間隔の位置ごとに印刷領域ＲＰの傾斜角度θを算出することにより行われる。
【0130】
ステップＳＴ４は、基準ＥＧを設定する。基準ＥＧは、後に詳述するが、吐出面ＦＴの前端または後端とワークＷとのＺ軸に沿う方向での距離である。
【0131】
ステップＳＴ５は、基準ＥＧに基づいて、吐出距離ＰＧを算出することにより、移動経路ＲＵを設定する。
【0132】
【0133】
図１０は、印刷対象の領域Ｒの傾きを説明するための図である。図１０では、領域Ｒに対して印刷を行う場合のヘッドユニット３が示される。領域Ｒは、吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。図１０に示す例では、領域Ｒが傾斜角度θでＸ軸に対して傾斜する上り勾配の面である。ここで、前述の第１タイミングｔ１の領域Ｒは、前述の第１領域Ｒ１に相当する。同様に、前述の第２タイミングｔ２の領域Ｒは、前述の第２領域Ｒ２に相当する。前述の第３タイミングｔ３の領域Ｒは、前述の第３領域Ｒ３に相当する。前述の第１タイミングｔ１ａの領域Ｒは、前述の第１領域Ｒ１ａに相当する。前述の第２タイミングｔ２ａの領域Ｒは、前述の第２領域Ｒ２ａに相当する。
【0134】
前述のステップＳＴ３では、Ｘ軸に関する所定間隔の位置ごとに、領域Ｒの傾きが算出される。この「傾き」は、例えば、Ｙ軸に沿う方向にみて、ワークＷ上のヘッド３ａに対向する領域ＲのＸ軸に沿う方向での両端Ｐ１、Ｐ２を通る直線ＬＳのＸ軸に対する傾きとして定義される。したがって、「傾きの角度」である傾斜角度θは、直線ＬＳとＸ軸とのなす角度であり、９０°以下の数値として、上り勾配を正の値、下り勾配を負の値で表す。「傾きの大小」は、傾きの絶対値の大小である。なお、傾斜角度θは、概略的には、Ｙ軸に沿う方向にみて、ノズルＮの位置における吐出面ＦＴの法線Ｌ０と面ＷＦとの交点ＰＸにおける面ＷＦの接線とＸ軸とのなす角度として定義してもよい。また、Ｘ軸に沿ってみたときに領域Ｒが傾斜している場合においては、例えば、ノズル列ＮＬの中心、もしくは、吐出面ＦＴの中心とＹ軸方向における位置が等しい位置において、上述の傾きを定義することができる。
【0135】
前述のステップＳＴ４では、ステップＳＴ３で算出された傾斜角度θに基づいて、基準ＥＧが算出される。基準ＥＧは、領域Ｒが上り勾配である場合、吐出面ＦＴの前端とワークＷとのＺ軸に沿う方向での距離である。この場合、基準ＥＧは、吐出面ＦＴの前端とワークＷとが互いに接触しない最小値が好適に採用される。
【0136】
なお、基準ＥＧは、領域Ｒが下り勾配である場合、吐出面ＦＴの後端とワークＷとのＺ軸に沿う方向での距離である。この場合、基準ＥＧは、吐出面ＦＴの後端とワークＷとが互いに接触しない最小値が好適に採用される。
【0137】
図１１は、第１実施形態における吐出距離ＰＧの設定を説明するための図である。図１１では、説明の便宜上、第１タイミングｔ１でのヘッドユニット３－ｔ１と第２タイミングｔ２でのヘッドユニット３－ｔ２とが示される。また、図１１では、説明の便宜上、第１タイミングｔ１および第２タイミングｔ２のいずれも上り勾配の面に印刷を行うように、印刷領域ＲＰの形状が模式的に示される。ただし、前述の通り、傾斜角度θ１は、傾斜角度θ２よりも大きい。
【0138】
前述のステップＳＴ５では、ステップＳＴ４で算出された基準ＥＧに基づいて、吐出距離ＰＧが算出される。ここで、第１領域Ｒ１に対する吐出距離ＰＧ１は、図１１に示すように、基準ＥＧと最小吐出距離miniＰＧ１との合計である。最小吐出距離miniＰＧ１は、（Ｗ１）×ｔａｎθ１に等しい。同様に、第２領域Ｒ２に対する吐出距離ＰＧ２は、基準ＥＧと最小吐出距離miniＰＧ２との合計である。最小吐出距離miniＰＧ２は、（Ｗ１）×ｔａｎθ２に等しい。
【0139】
このように、領域Ｒに対する吐出距離ＰＧは、基準ＥＧと最小吐出距離miniＰＧとの合計である。領域Ｒが上り勾配である場合、最小吐出距離miniＰＧは、（Ｗ１）×ｔａｎθに等しい。なお、図示しないが、領域Ｒが下り勾配である場合、最小吐出距離miniＰＧは、（Ｗ２）×ｔａｎθに等しい。
【0140】
このように算出された吐出距離ＰＧに基づいて、移動経路ＲＵが設定される。具体的には、前述の印刷領域ＲＰの座標情報のＺ軸方向での位置を示す座標値に吐出距離ＰＧ応じた値を加算することにより、移動経路ＲＵを示す経路情報Ｄａが生成される。
【0141】
【0142】
図１２は、第１実施形態における吐出距離ＰＧの設定方法の他の例を示すフローチャートである。図１２に示す設定方法は、ステップＳＴ４およびステップＳＴ５に代えて、ステップＳＴ６～ＳＴ８を含むこと以外は、前述の図９に示す例と同様である。図１２示す設定方法は、ステップＳＴ３の後、ステップＳＴ６～ステップＳＴ８をこの順に含む。
【0143】
ステップＳＴ６は、基準となる吐出距離ＰＧＸを設定する。吐出距離ＰＧＸは、ノズルＮとワークＷとの間のＺ軸に沿う方向での距離であり、前述の図７に示す吐出距離ＰＧＸに相当する。印刷領域ＲＰの上り勾配となる範囲では、吐出距離ＰＧＸは、最も傾斜角度θの大きい領域Ｒにおいて、吐出面ＦＴの前端とワークＷとが互いに接触しないように吐出距離ＰＧの最小値が好適に採用される。一方、印刷領域ＲＰの下り勾配となる範囲では、吐出距離ＰＧＸは、最も傾斜角度θの大きい領域Ｒにおいて、吐出面ＦＴの後端とワークＷとが互いに接触しないように吐出距離ＰＧの最小値が好適に採用される。
【0144】
ステップＳＴ７は、吐出距離ＰＧＸを印刷領域ＲＰの全域にわたり設定することにより、基準経路を設定する。この基準経路は、前述の図７に示す参考例の移動経路に相当する。すなわち、この基準経路は、吐出距離ＰＧを一定とする経路である。
【0145】
ステップＳＴ８は、ステップＳＴ７で設定した基準経路を補正することにより、補正経路を移動経路ＲＵとして設定する。この設定は、最も傾斜角度θの大きい領域Ｒを除いて、吐出距離ＰＧが傾斜角度θに応じて小さくなるように当該基準経路を補正することにより行われる。その補正量は、Ｘ軸に沿う方向での位置に応じて、一定であっても、異なってもよい。ただし、この補正は、ヘッド３ａとワークＷとが接触しないように、前述の基準ＥＧの制限のもとで行われる。また、前述の図９に示す例のように基準ＥＧを一定とするように補正が行われてもよい。
【0146】
以上のように、立体物印刷装置１では、領域Ｒの傾きの程度に応じて吐出距離ＰＧを変化させることができる。これにより、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
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。
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。
【0147】
図１３は、第２実施形態における上り勾配での吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３ａを説明するための図である。図１３では、前述のヘッドユニット３＿１～３＿４のうちの任意の１つのヘッドユニット３の同一の印刷パス中における変遷がヘッドユニット３－ｔ１、３－ｔ２、３－ｔ３ａとして代表的に示される。吐出距離ＰＧ３ａは、第３タイミングｔ３ａにおけるヘッド３ａのノズルＮとワークＷとの間の距離である。以下では、吐出距離ＰＧ３ａを他の吐出距離ＰＧと区別せずに吐出距離ＰＧという場合がある。なお、吐出距離ＰＧ１、ＰＧ２は、前述の第１実施形態と同様である。
【0148】
ヘッドユニット３－ｔ３ａは、第３タイミングｔ３ａにおけるヘッドユニット３である。第３タイミングｔ３ａは、印刷動作の実行中において、ヘッド３ａがワークＷ上の第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の第３領域Ｒ３ａに対向するタイミングであって、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間のタイミングである。
【0149】
第３領域Ｒ３ａは、第３タイミングｔ３ａで吐出面ＦＴをＺ軸に沿う方向にワークＷの面ＷＦに投影した領域である。第３領域Ｒ３ａは、傾斜角度θ３ａでＸ軸に対して傾斜する上り勾配の面である。
【0150】
ここで、第３タイミングｔ３ａにおけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置は、第１タイミングｔ１におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＸ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置との間の位置である。第３タイミングｔ３ａにおけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置は、第１タイミングｔ１におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置と第２タイミングｔ２におけるＺ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置との間の位置である。
【0151】
傾斜角度θ３ａは、傾斜角度θ１および傾斜角度θ２のそれぞれと異なる。すなわち、Ｙ軸に沿う方向にみて、第３領域Ｒ３ａの傾きは、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれの傾きと異なる。ここで、傾斜角度θ３ａの絶対値は、傾斜角度θ１の絶対値と傾斜角度θ２の絶対値との間の値である。
【0152】
第１タイミングｔ１における吐出距離ＰＧ１と第３タイミングｔ３ａにおける吐出距離ＰＧ３ａとが互いに等しい。このため、第１領域Ｒ１、第３領域Ｒ３ａ、第２領域Ｒ２の傾きが段階的または連続的に変化しても、その変化量が所定以下である場合、Ｚ移動機構２Ｚの過度な動作を低減することができる。この結果、Ｚ移動機構２Ｚの動作制御のための演算が容易となるとともに、Ｚ移動機構２Ｚの過度な動作に起因するヘッド３ａの振動による画質低下を低減することができる。
【0153】
図１４は、第２実施形態における吐出距離ＰＧの設定方法を示すフローチャートである。図１４に示す設定方法は、第１実施形態のステップＳＴ３からおよびステップＳＴ５に代えて、ステップＳＴ１１～ＳＴ１９を含むこと以外は、前述の第１実施形態の図９に示す例と同様である。以下、ステップＳＴ１１～ＳＴ１９を説明する。
【0154】
ステップＳＴ２の後、ステップＳＴ１１において、仮の吐出距離ＰＧが設定される。この仮の吐出距離ＰＧは、ヘッド３ａとワークＷとが接触しないように、ヘッド３ａの位置がワークＷからＺ１方向に十分に離れた位置となる吐出距離ＰＧであり、印刷領域ＲＰのＸ軸に沿う方向での全域にわたり一定に設定される。この設定は、後に図１５に基づいて説明する。
【0155】
ステップＳＴ１１の後、ステップＳＴ１２において、印刷領域ＲＰのＸ軸に沿う方向での位置のうち吐出距離ＰＧの設定対象である対象Ｘ位置の開始位置として印刷領域ＲＰのＸ軸に沿う方向における一端の位置が設定される。その後、ステップＳＴ１３において、対象Ｘ位置すなわち開始位置の吐出距離ＰＧが算出される。この算出は、例えば、前述の第１実施形態の図９のステップＳＴ３からステップＳＴ５と同様に行われる。
【0156】
ステップＳＴ１３の後、ステップＳＴ１４において、印刷領域ＲＰの対象Ｘ位置での傾きの変化量が閾値以上であるか否かが判断される。当該変化量は、最後に吐出距離ＰＧを算出したときの対象Ｘ位置の傾きから現在の対象Ｘ位置の傾きへの変化量である。ここで、最初のステップＳＴ１４では、最後に吐出距離ＰＧを算出したときの対象Ｘ位置と現在の対象Ｘ位置とが一致するので、当該変化量は、０である。
【0157】
対象Ｘ位置での傾きの変化量が閾値未満である場合（ステップＳＴ１４：ＮＯ）、ステップＳＴ１５において、最後に算出された既存の吐出距離ＰＧが対象Ｘ位置での吐出距離ＰＧとして設定される。ここで、最初のステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１３で算出された吐出距離ＰＧが開始位置である対象Ｘ位置の吐出距離ＰＧとして決定される。
【0158】
一方、対象Ｘ位置での傾きの変化量が閾値以上である場合（ステップＳＴ１４：ＹＥＳ）、ステップＳＴ１６において、対象Ｘ位置の吐出距離ＰＧが算出される。この算出は、前述のステップＳＴ１３と同様、例えば、前述の第１実施形態の図９のステップＳＴ３からステップＳＴ５と同様に行われる。
【0159】
ステップＳＴ１６の後、ステップＳＴ１７において、ステップＳＴ１６で算出された新たな吐出距離ＰＧが対象Ｘ位置での吐出距離ＰＧとして決定される。
【0160】
ステップＳＴ１５またはステップＳＴ１７の後、ステップＳＴ１８において、対象Ｘ位置が印刷領域ＲＰのＸ軸に沿う方向における他端の位置である終了位置であるか否かが判断される。
【0161】
対象Ｘ位置が終了位置でない場合（ステップＳＴ１８：ＮＯ）、ステップＳＴ１９において、対象Ｘ位置が現在の対象Ｘ位置と印刷領域ＲＰの他端に向かう方向に隣り合う次の位置に変更される。その後、前述のステップＳＴ１４が再び実行される。
【0162】
一方、対象Ｘ位置が終了位置である場合（ステップＳＴ１８：ＹＥＳ）、処理が終了される。すなわち、対象Ｘ位置が終了位置となるまで、前述のステップＳＴ１４からステップＳＴ１８が繰り返される。これにより、印刷領域ＲＰのＸ軸に沿う方向での全域にわたり吐出距離ＰＧが設定される。
【0163】
図１５は、仮の吐出距離ＰＧの設定を説明するための図である。図１５では、前述のステップＳＴ１１での仮の吐出距離ＰＧによるヘッド３ａのＸ位置とＺ軸に沿う方向での位置であるＺ位置との関係が模式的に示される。また、図１５では、説明の便宜上、印刷領域ＲＰが他の図示と異なり上り勾配のみで構成される。これらの点は、以下の図１６および図１７も同様である。
【0164】
前述のステップＳＴ１１では、図１５に示において、ヘッド３ａとワークＷとが接触しないように、ヘッド３ａの位置がワークＷからＺ１方向に十分に離れたＺ位置となる仮の吐出距離ＰＧが設定される。この仮の吐出距離ＰＧは、対象Ｘ位置の開始位置ｘ１から終了位置ｘｎまでの全域にわたり一定に設定される。
【0165】
図１６は、対象Ｘ位置が開始位置ｘ１である場合の吐出距離ＰＧの設定を説明するための図である。前述のステップＳＴ１３では、開始位置ｘ１の吐出距離ＰＧとして吐出距離ＰＧｘ１が設定される。その後、開始位置ｘ１の次の対象Ｘ位置である位置ｘ２について、吐出距離ＰＧの設定が行われる。ここで、位置ｘ２での傾きの変化量が閾値未満である場合、前述のステップＳＴ１５では、位置ｘ２での吐出距離ＰＧの算出が新たに行われず、位置ｘ２での吐出距離ＰＧとして開始位置ｘ１と同様に吐出距離ＰＧｘ１が設定される。
【0166】
図１７は、対象Ｘ位置が位置ｘ３である場合の吐出距離ＰＧの設定を説明するための図である。位置ｘ２での吐出距離ＰＧの設定後、位置ｘ２の次の対象Ｘ位置である位置ｘ３での傾きの変化量が閾値以上である場合、前述のステップＳＴ１６では、位置ｘ３での吐出距離ＰＧとして吐出距離ＰＧｘ３が新たに算出される。そして、位置ｘ３での吐出距離ＰＧとして吐出距離ＰＧｘ３が設定される。
【0167】
以上のように、開始位置ｘ１および位置ｘ２での吐出距離ＰＧがともに吐出距離ＰＧｘ１であるが、位置ｘ３での吐出距離ＰＧが吐出距離ＰＧｘ１とは異なる吐出距離ＰＧｘ３である。
【0168】
図１８は、第２実施形態における吐出距離ＰＧの設定を説明するための図である。図１８では、説明の便宜上、第１タイミングｔ１でのヘッドユニット３－ｔ１と第２タイミングｔ２でのヘッドユニット３－ｔ２と第３タイミングｔ３ａでのヘッドユニット３－ｔ３ａとが示される。また、図１８では、説明の便宜上、第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２と第３タイミングｔ３ａとのいずれも上り勾配の面に印刷を行うように、印刷領域ＲＰの形状が模式的に示される。ただし、前述の通り、傾斜角度θ１は、傾斜角度θ２よりも大きい。
【0169】
第３領域Ｒ３ａでの吐出距離ＰＧを設定するとき、最後に算出した吐出距離ＰＧが吐出距離ＰＧ１であり、かつ、第１領域Ｒ１からの第３領域Ｒ３ａでの傾きの変化量が閾値未満である場合、第３領域Ｒ３ａでの吐出距離ＰＧ３の新たな算出が行われず、第３領域Ｒ３ａでの吐出距離ＰＧ３として第１領域Ｒ１と同様に吐出距離ＰＧ１が設定される。
【0170】
以上のように、第２実施形態によっても、領域Ｒの傾きの程度に応じて吐出距離ＰＧを変化させることができる。これにより、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。本実施形態では、前述のように、第１タイミングｔ１における吐出距離ＰＧ１と第３タイミングｔ３ａにおける吐出距離ＰＧ３ａとが互いに等しいため、Ｚ移動機構２Ｚの過度な動作を低減することができる。この結果、Ｚ移動機構２Ｚの動作制御のための演算が容易となるとともに、Ｚ移動機構２Ｚの過度な動作に起因するヘッド３ａの振動による画質低下を低減することができる。
【0171】
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。
【0172】
３－１．変形例１
前述の形態では、印刷対象となるワークＷの面ＷＦが凸面である場合が例示されるが、面ＷＦが凹面であってもよい。すなわち、第１領域Ｒ１ａが下り勾配であり、かつ、第２領域Ｒ２ａが上り勾配であってもよい。この場合であっても、ヘッド３ａの吐出面ＦＴのノズル列ＮＬに対して前方の第１部分ＦＴ１の幅Ｗ１が後方の第２部分ＦＴ２の幅Ｗ２と異なる場合、第１領域Ｒ１ａでの吐出距離ＰＧ１ａと第２領域Ｒ２ａでの吐出距離ＰＧ２ａとを互いに異ならせることにより、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。ただし、この場合、前述のように、上り勾配では、幅Ｗ１を用いて吐出距離ＰＧが算出され、下り勾配では、幅Ｗ２を用いて吐出距離ＰＧが算出される。
前述の形態では、印刷対象となるワークＷの面ＷＦが凸面である場合が例示されるが、面ＷＦが凹面であってもよい。すなわち、第１領域Ｒ１ａが下り勾配であり、かつ、第２領域Ｒ２ａが上り勾配であってもよい。この場合であっても、ヘッド３ａの吐出面ＦＴのノズル列ＮＬに対して前方の第１部分ＦＴ１の幅Ｗ１が後方の第２部分ＦＴ２の幅Ｗ２と異なる場合、第１領域Ｒ１ａでの吐出距離ＰＧ１ａと第２領域Ｒ２ａでの吐出距離ＰＧ２ａとを互いに異ならせることにより、ヘッド３ａとワークＷとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。ただし、この場合、前述のように、上り勾配では、幅Ｗ１を用いて吐出距離ＰＧが算出され、下り勾配では、幅Ｗ２を用いて吐出距離ＰＧが算出される。
【0173】
３－２．変形例２
前述の形態では、ヘッド３ａをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構２Ｚの数が４個である態様が例示されるが、この態様に限定されず、当該数またはヘッド３ａの数が２個または３個でもよいし、５個以上でもよい。
前述の形態では、ヘッド３ａをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構２Ｚの数が４個である態様が例示されるが、この態様に限定されず、当該数またはヘッド３ａの数が２個または３個でもよいし、５個以上でもよい。
【0174】
３－３．変形例３
移動機構２がヘッドユニット３およびセンサーユニット３０をＹ軸に沿う方向に移動させる機構を備えてもよい。
移動機構２がヘッドユニット３およびセンサーユニット３０をＹ軸に沿う方向に移動させる機構を備えてもよい。
【0175】
４．本開示のまとめ
以下、本開示のまとめを付記する。
以下、本開示のまとめを付記する。
【0176】
（付記１）本開示の好適例である第１態様の立体物印刷装置は、液体を吐出するノズルを有するヘッドと、前記ヘッドをＺ軸に沿って移動させるＺ移動機構と、前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記Ｚ移動機構を移動させることにより、前記ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、立体的なワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させつつ、前記Ｚ移動機構および前記Ｘ移動機構の動作によって、前記ワークに対して前記ヘッドを移動させる印刷動作を実行し、前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の第１領域に対向するタイミングを第１タイミングとし、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域とは異なる第２領域に対向するタイミングを第２タイミングとし、前記ノズルと前記ワークとの間の前記Ｚ軸に沿う距離を吐出距離としたとき、前記第１タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｘ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なるとともに、前記第１タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置と前記第２タイミングにおける前記Ｚ軸に沿う方向での前記ヘッドの位置とが互いに異なり、前記Ｚ軸および前記Ｘ軸の両方に交差するＹ軸に沿う方向にみて、前記第１領域および前記第２領域の傾きが互いに異なる場合、前記第１タイミングにおける前記吐出距離と前記第２タイミングにおける前記吐出距離とが互いに異なる。
【0177】
以上の第１態様では、Ｙ軸に沿う方向にみて、第１領域および第２領域の傾きが互いに異なる場合、第１タイミングにおける吐出距離と第２タイミングにおける吐出距離とが互いに異なるので、第１領域および第２領域の傾きの程度に応じて吐出距離を変化させることができる。これにより、ヘッドとワークとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【0178】
例えば、第１領域および第２領域のうち、一方の領域が平坦面または凸面の頂面等であり、他方の領域が傾斜面である場合、当該一方の領域での吐出距離を当該他方の領域での吐出距離よりも小さくすることにより、当該一方の領域での画質を高める一方で、当該他方の領域でのヘッドとワークとの接触を防止することができる。
【0179】
また、例えば、ヘッドの吐出面のノズル列に対して前方の部分の幅が後方の部分の幅よりも狭く、かつ、第１領域および第２領域のうち、一方の領域が上り勾配であり、他方の領域が下り勾配である場合、当該一方の領域での吐出距離を当該他方の領域での吐出距離よりも小さくすることにより、当該一方の領域での画質を高める一方で、当該他方の領域でのヘッドとワークとの接触を防止することができる。
【0180】
なお、第１タイミングおよび第２タイミングは、同一の印刷パス中におけるタイミングである。「傾き」は、Ｙ軸に沿う方向にみて、ワーク上のヘッドに対向する領域のＸ軸に沿う方向での両端を通る直線のＸ軸に対する傾きである。したがって、「傾きの角度」である傾斜角度は、当該直線とＸ軸とのなす角度であり、９０°以下の数値として、上り勾配を正の値、下り勾配を負の値で表す。「傾きが異なる」とは、傾きの絶対値が異なる場合のほか、傾きの正負が異なる場合が異なる場合も含む。「傾きの大小」は、傾きの絶対値の大小である。「上り勾配」は、Ｘ移動機構によるヘッドの移動方向での前方に向かうに従い上昇する傾きである。「下り勾配」は、Ｘ移動機構によるヘッドの移動方向での前方に向かうに従い下降する傾きである。
【0181】
（付記２）第１態様の好適例である第２態様において、前記Ｙ軸に沿う方向にみて、前記第１領域の傾きが前記第２領域の傾きよりも大きく、かつ、前記第１タイミングにおける前記吐出距離が前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい。以上の第２態様では、第２領域での画質を高める一方で、第１領域でのヘッドとワークとの接触を防止することができる。
【0182】
（付記３）第２態様の好適例である第３態様において、前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域に対向するタイミングであって、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タイミングとしたとき、前記第３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小さく、かつ、前記第２タイミングにおける前記吐出距離よりも大きい。以上の第３態様では、第１領域、第３領域、第２領域の傾きが段階的または連続的に変化する場合、これらの領域のそれぞれにおいて、ヘッドとワークとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【0183】
なお、第３タイミングは、第１タイミングおよび第２タイミングと同一の印刷パス中におけるタイミングである。
【0184】
（付記４）第２態様の好適例である第４態様において、前記印刷動作の実行中において、前記ヘッドが前記ワーク上の前記第１領域と前記第２領域との間の第３領域に対向するタイミングであって、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３タイミングにおける前記吐出距離とが互いに等しい。以上の第４態様では、第１領域、第３領域、第２領域の傾きが段階的または連続的に変化しても、その変化量が所定以下である場合、Ｚ移動機構の過度な動作を低減することができる。この結果、Ｚ移動機構の動作制御のための演算が容易となるとともに、Ｚ移動機構の過度な動作に起因するヘッドの振動による画質低下を低減することができる。
【0185】
（付記５）第１態様から第４態様のいずれかの好適例である第５態様において、前記第１領域および前記第２領域のうち、一方の領域の傾きが上り勾配であり、他方の領域の傾きが下り勾配である。以上の第５態様では、ヘッドの吐出面のノズル列に対して前方の部分の幅が後方の部分の幅と異なる場合、第１領域での吐出距離と第２領域での吐出距離とを互いに異ならせることにより、ヘッドとワークとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【0186】
（付記６）第５態様の好適例である第６態様において、前記第１領域が上り勾配であり、前記第２領域が下り勾配であり、前記第１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小さい。以上の第６態様では、ヘッドの吐出面のノズル列に対して前方の部分の幅が後方の部分の幅よりも小さい場合、第１領域での吐出距離を第２領域での吐出距離よりも小さくすることにより、第１領域での画質を高める一方で、第２領域でのヘッドとワークとの接触を防止することができる。
【0187】
（付記７）第６態様の好適例である第７態様において、前記ヘッドは、前記ノズルを含むノズル列が設けられた吐出面を有し、前記吐出面を前記ノズル列に対して前記印刷動作の実行時の前記Ｘ移動機構による前記ヘッドの移動方向で前方の第１部分と後方の第２部分とに区分したとき、前記第１部分の前記Ｘ軸に沿う幅は、前記第２部分の前記Ｘ軸に沿う幅よりも小さい。以上の第7態様では、吐出面のノズル列に対して前方の部分の幅が後方の部分の幅と異なる場合、当該一方の領域での吐出距離を当該他方の領域での吐出距離よりも小さくすることにより、当該一方の領域での画質を高める一方で、当該他方の領域でのヘッドとワークとの接触を防止することができる。
【0188】
（付記８）第６態様または第７態様の好適例である第８態様において、前記ワーク上の液体を硬化または半硬化させる光を出射する光源をさらに備え、前記Ｚ移動機構は、前記光源を前記ヘッドとともに前記Ｚ軸に沿って移動させる。以上の第8態様では、ヘッドとワークとの接触を防止するとともに光源とワークとの接触を防止しつつ、画質を高めることができる。
【符号の説明】
【0189】
１…立体物印刷装置、２…移動機構、２Ｘ…Ｘ移動機構、２Ｚ…Ｚ移動機構、２Ｚ＿０～２Ｚ＿４…Ｚ移動機構、２ａ…柱、２ｂ…梁、２ｃ…レール、２ｄ…可動体、２ｅ…支持体、２ｆ…調整機構、３…ヘッドユニット、３－１…ヘッドユニット、３－２…ヘッドユニット、３－３ａ…ヘッドユニット、３－ｔ１…ヘッドユニット、３－ｔ１ａ…ヘッドユニット、３－ｔ２…ヘッドユニット、３－ｔ２ａ…ヘッドユニット、３－ｔ３…ヘッドユニット、３－ｔ３ａ…ヘッドユニット、３＿１…ヘッドユニット、３＿２…ヘッドユニット、３＿３…ヘッドユニット、３＿４…ヘッドユニット、３ａ…ヘッド、３ａ＿１…ヘッド、３ａ＿２…ヘッド、３ａ＿３…ヘッド、３ａ＿４…ヘッド、３ｂ…流路構造体、３ｃ…光源、３ｄ…ヒーター、３ｅ…スイッチ回路、３ｆ…保護部材、３ｆ１…開口部、３ｇ…支持体、３ｈ…カバー、３ｉ１…供給管、３ｉ２…排出管、４…支持機構、４Ｙ…Ｙ移動機構、４ａ…支持体、４ｂ…レール、４ｃ…可動体、４ｄ…ステージ、５…コントローラー、５ａ…記憶回路、５ｂ…処理回路、５ｂ１…移動制御部、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、７ｃ…表示装置、７ｄ…入力装置、１０…基台、１０ａ…面、１１…ケース、１２…メンテナンス機構、１２ａ…キャップユニット、１２ｂ…キャップカバー、２０ａ…供給管、２０ｂ…排出管、３０…センサーユニット、３１…センサー、３２…光源、５０…制御部、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＧ…チェンジ信号、Ｃｏｍ…駆動信号、Ｄ１…出力信号、Ｄ３…信号、ＤＮ…ノズル列方向、ＤＳ…移動方向、Ｄａ…経路情報、Ｄｘ…出力信号、Ｄｚ＿０～Ｄｚ＿４…出力信号、ＦＣ…面、ＦＬ…ノズル列、ＦＮ…ノズル面、ＦＴ…吐出面、ＦＴ１…第１部分、ＦＴ２…第２部分、Ｌ０…法線、ＬＡＴ…ラッチ信号、ＬＳ…直線、Ｎ…ノズル、ＮＬ…ノズル列、ＮＬａ…ノズル列、ＮＬｂ…ノズル列、Ｐ１…端、Ｐ２…端、ＰＤ…駆動パルス、ＰＧ…吐出距離、ＰＧ１…吐出距離、ＰＧ１ａ…吐出距離、ＰＧ２…吐出距離、ＰＧ２ａ…吐出距離、ＰＧ３…吐出距離、ＰＧ３ａ…吐出距離、ＰＧＸ…吐出距離、ＰＧｘ１…吐出距離、ＰＧｘ３…吐出距離、ＰＴＳ…タイミング信号、ＰＸ…交点、Ｒ…領域、Ｒ１…第１領域、Ｒ１ａ…第１領域、Ｒ２…第２領域、Ｒ２ａ…第２領域、Ｒ３…第３領域、Ｒ３ａ…第３領域、ＲＰ…印刷領域、ＲＵ…移動経路、ＳＩ…制御信号、ＳＩ＿１～ＳＩ＿４…制御信号、ＳＴ１…ステップ、ＳＴ２…ステップ、ＳＴ３…ステップ、ＳＴ４…ステップ、ＳＴ５…ステップ、ＳＴ６…ステップ、ＳＴ７…ステップ、ＳＴ８…ステップ、ＳＴ１１…ステップ、ＳＴ１２…ステップ、ＳＴ１３…ステップ、ＳＴ１４…ステップ、ＳＴ１５…ステップ、ＳＴ１６…ステップ、ＳＴ１７…ステップ、ＳＴ１８…ステップ、ＳＴ１９…ステップ、Ｓｘ…制御信号、Ｓｚ＿０～Ｓｚ＿４…制御信号、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、Ｗ…ワーク、Ｗ１…幅、Ｗ２…幅、ＷＦ…面、ｄＣｏｍ…波形指定信号、miniＰＧ…最小吐出距離、miniＰＧ１…最小吐出距離、miniＰＧ２…最小吐出距離、ｔ１…第１タイミング、ｔ１ａ…第１タイミング、ｔ２…第２タイミング、ｔ２ａ…第２タイミング、ｔ３…第３タイミング、ｔ３ａ…第３タイミング、ｘ１…開始位置、ｘ２…位置、ｘ３…位置、ｘｎ…終了位置、θ…傾斜角度、θ１…傾斜角度、θ１ａ…傾斜角度、θ２…傾斜角度、θ２ａ…傾斜角度、θ３…傾斜角度、θ３ａ…傾斜角度。
【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】
【図16】
【図17】
【図18】