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】P2024156336
(43)【公開日】2024-11-06
(54)【発明の名称】印刷方法、及び印刷装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20241029BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 203
B41J2/01 109
B41J2/01 451
B41J2/01 401
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023070710
(22)【出願日】2023-04-24
(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】岩▲崎▼ 友寿
【テーマコード（参考）】
2C056
【Ｆターム（参考）】
2C056EA04
2C056EB27
2C056EB36
2C056EB59
2C056EC07
2C056EC28
2C056FA09
2C056FB09
2C056FB10
2C056HA58
(57)【要約】
【課題】ロボットが印刷ヘッドを移動させるとき、駆動振動が生じる。駆動振動によって、インクの着弾位置が変動し、画質が低下する。
【解決手段】印刷方法は、ロボット、前記ロボットに支持されるステージ、及び前記ステージに支持される印刷ヘッドを用いる印刷方法であって、前記印刷ヘッドが前記インクを吐出しているとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている。
【選択図】図１８
【解決手段】印刷方法は、ロボット、前記ロボットに支持されるステージ、及び前記ステージに支持される印刷ヘッドを用いる印刷方法であって、前記印刷ヘッドが前記インクを吐出しているとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている。
【選択図】図１８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボット、前記ロボットに支持されるステージ、及び前記ステージに支持される印刷ヘッドを用いる印刷方法であって、
前記印刷ヘッドがインクを吐出しているとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、
前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている、
印刷方法。
前記印刷ヘッドがインクを吐出しているとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、
前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている、
印刷方法。
【請求項2】
前記駆動振動に係る着弾データを予め記憶し、
前記着弾データに基づいて、前記補正振動に係る補正データを生成し、
前記補正データに基づいて、前記ステージは、前記補正振動で動作する、
請求項１に記載の印刷方法。
前記着弾データに基づいて、前記補正振動に係る補正データを生成し、
前記補正データに基づいて、前記ステージは、前記補正振動で動作する、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項3】
前記着弾データは、前記印刷ヘッドが所定の方向に移動するときに所定の時間間隔で吐出した前記インクの着弾位置を検出し、前記着弾位置に基づいて生成される、
請求項２に記載の印刷方法。
請求項２に記載の印刷方法。
【請求項4】
前記駆動振動に係る振動データを予め記憶し、
前記振動データに対して周波数解析を行って周波数データを生成し、
前記補正振動は前記周波数データから前記ロボットの共振周波数が除去されている、
請求項３に記載の印刷方法。
前記振動データに対して周波数解析を行って周波数データを生成し、
前記補正振動は前記周波数データから前記ロボットの共振周波数が除去されている、
請求項３に記載の印刷方法。
【請求項5】
予め検出した前記駆動振動に基づいて、前記補正振動に係る補正駆動信号を生成し、
前記ロボットの共振周波数を減衰するバンドフィルターを介した前記補正駆動信号に基づいて、前記ステージは前記補正振動で動作する、
請求項１に記載の印刷方法。
前記ロボットの共振周波数を減衰するバンドフィルターを介した前記補正駆動信号に基づいて、前記ステージは前記補正振動で動作する、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項6】
インクを吐出する印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドを支持するステージと、
前記ステージを支持し、前記ステージに支持された前記印刷ヘッドを搬送するロボットと、
前記印刷ヘッド、前記ステージ、及び前記ロボットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記ロボットに前記印刷ヘッドを所定の方向に搬送させながら前記インクを吐出させ、
前記印刷ヘッドが前記インクを吐出するとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、
前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている、
印刷装置。
前記印刷ヘッドを支持するステージと、
前記ステージを支持し、前記ステージに支持された前記印刷ヘッドを搬送するロボットと、
前記印刷ヘッド、前記ステージ、及び前記ロボットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記ロボットに前記印刷ヘッドを所定の方向に搬送させながら前記インクを吐出させ、
前記印刷ヘッドが前記インクを吐出するとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、
前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている、
印刷装置。
【請求項7】
前記駆動振動に係る着弾データを記憶する記憶ユニットを備え、
前記制御ユニットは、
前記着弾データに基づいて、前記補正振動に係る補正データを生成し、
前記補正データに基づいて、前記ステージに前記補正振動で動作させる、
請求項６に記載の印刷装置。
前記制御ユニットは、
前記着弾データに基づいて、前記補正振動に係る補正データを生成し、
前記補正データに基づいて、前記ステージに前記補正振動で動作させる、
請求項６に記載の印刷装置。
【請求項8】
前記制御ユニットは、
前記駆動振動に係る振動データを予め記憶し、
前記振動データに対して周波数解析を行って周波数データを生成し、
前記補正振動は前記周波数データから前記ロボットの共振周波数が除去されている、
請求項６に記載の印刷装置。
前記駆動振動に係る振動データを予め記憶し、
前記振動データに対して周波数解析を行って周波数データを生成し、
前記補正振動は前記周波数データから前記ロボットの共振周波数が除去されている、
請求項６に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、印刷方法、及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ロボットに設けられる印刷ヘッドを用いて印刷を行う印刷方法が知られている。特許文献１に記載されるシステムは、ロボットと、印刷ヘッドと、ピエゾアクチュエーターと、を備える。ロボットは、印刷ヘッドを対象物の表面に移動させる。印刷ヘッドは、ロボットによって移動するときに印刷軌道の印刷を行う。印刷ヘッドは、所定の方向に複数の印刷軌道の印刷を行う。ピエゾアクチュエーターは、印刷ヘッドをロボットに対して相対移動させる。ピエゾアクチュエーターは、印刷軌道間に生じるストリップ形成を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１３－２０２７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ロボットが印刷ヘッドを移動させるとき、駆動振動が生じる。駆動振動によって、インクの着弾位置が変動し、画質が低下する。特許文献１では、駆動振動によって生じるインクの着弾位置の補正方法は検討されていない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の印刷方法は、ロボット、前記ロボットに支持されるステージ、及び前記ステージに支持される印刷ヘッドを用いる印刷方法であって、前記印刷ヘッドが前記インクを吐出しているとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている。
【0006】
本開示の印刷装置は、インクを吐出する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドを支持するステージと、前記ステージを支持し、前記ステージに支持された前記印刷ヘッドを搬送するロボットと、前記印刷ヘッド、前記ステージ、及び前記ロボットを制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記ロボットに前記印刷ヘッドを所定の方向に搬送させながら前記インクを吐出させ、前記印刷ヘッドが前記インクを吐出するとき、前記ステージは、前記ロボットの駆動によって生じる駆動振動に対して逆位相の補正振動で動作し、前記補正振動は前記ロボットの共振周波数が除去されている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ロボットシステムの全体構成を示す図。
【図2】多関節ロボットに接続されるエンドエフェクターを示す図。
【図3】エンドエフェクターの概略構成を示す図。
【図4】エンドエフェクターの概略構成を示す図。
【図5】インクの着弾位置を模式的に示す図。
【図6A】着弾位置のずれを模式的に示す図。
【図6B】移動ステージの動作を模式的に示す図。
【図7】ロボットシステムで実行される制御フローを示す図。
【図8】エンドエフェクターの概略構成を示す図。
【図9】ロボットシステムのブロック構成を示す図。
【図10】プレ印刷データの一例を示す図。
【図11】プレ印刷データを生成する制御フローを示す図。
【図12】ロボットシステムで実行される制御フローを示す図。
【図13】ロボットシステムのブロック構成を示す図。
【図14】時間周波数解析の解析結果の一例を示す図。
【図15】フーリエ変換データに対するデータ処理結果の一例を示す図。
【図16】修正フーリエ変換データに対して逆短時間フーリエ変換を行った結果を示す図。
【図17】プレ印刷データの一部と修正プレ印刷データの一部を示す図。
【図18】修正プレ印刷データを生成する制御フローを示す図。
【図19】ロボットシステムのブロック構成を示す図。
【図20】ロボットシステムで実行される制御フローを示す図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
図１は、ロボットシステム１００の全体構成を示している。ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００と、エンドエフェクター３００と、制御装置５００と、を備える。ロボットシステム１００と制御装置５００は、通信可能に接続される。図１では、ロボットシステム１００と制御装置５００は、異なる構成として示しているが、制御装置５００はロボットシステム１００に内蔵されてもよい。ロボットシステム１００は、印刷装置の一例に対応する。
【0009】
多関節ロボット２００は、６つの駆動軸を有する６軸ロボットである。多関節ロボット２００は、基台２１０と、ロボットアーム２２０と、ロボットコントローラー２３０と、を備える。多関節ロボット２００は、ロボットの一例に対応する。
【0010】
基台２１０は、床等の設置面に固定される。基台２１０は、ロボットアーム２２０と接続する。基台２１０は、ロボットアーム２２０を回転可能に支持する。基台２１０は、制御装置５００と接続するインターフェイス等を備える。
【0011】
ロボットアーム２２０は、基台２１０と接続する。ロボットアーム２２０は、複数のアーム部材を有する。図１に示すロボットアーム２２０は、第１アーム２２１と、第２アーム２２２と、第３アーム２２３と、第４アーム２２４と、第５アーム２２５と、第６アーム２２６とで構成される。アーム部材は、６個に限定されない。ロボットアーム２２０は、２個以上のアーム部材で構成される。
【0012】
第１アーム２２１は、第１関節Ｊ１を介して基台２１０と接続する。第１関節Ｊ１には、第１関節モーターＪ１Ｍと第１関節エンコーダーＪ１Ｅが配置される。第１関節モーターＪ１Ｍは、第１アーム２２１を回転させる。第１関節エンコーダーＪ１Ｅは、第１関節モーターＪ１Ｍの回転量、もしくは第１アーム２２１の回動角を検出する。第１関節Ｊ１は、ねじり関節である。
【0013】
第２アーム２２２は、第２関節Ｊ２を介して第１アーム２２１と接続する。第２関節Ｊ２には、第２関節モーターＪ２Ｍと第２関節エンコーダーＪ２Ｅが配置される。第２関節モーターＪ２Ｍは、第２アーム２２２を回転させる。第２関節エンコーダーＪ２Ｅは、第２関節モーターＪ２Ｍの回転量、もしくは第２アーム２２２の回動角を検出する。第２関節Ｊ２は、曲げ関節である。
【0014】
第３アーム２２３は、第３関節Ｊ３を介して第２アーム２２２と接続する。第３関節Ｊ３には、第３関節モーターＪ３Ｍと第３関節エンコーダーＪ３Ｅが配置される。第３関節モーターＪ３Ｍは、第３アーム２２３を回転させる。第３関節エンコーダーＪ３Ｅは、第３関節モーターＪ３Ｍの回転量、もしくは第３アーム２２３の回動角を検出する。第３関節Ｊ３は、曲げ関節である。
【0015】
第４アーム２２４は、第４関節Ｊ４を介して第３アーム２２３と接続する。第４関節Ｊ４には、第４関節モーターＪ４Ｍと第４関節エンコーダーＪ４Ｅが配置される。第４関節モーターＪ４Ｍは、第４アーム２２４を回転させる。第４関節エンコーダーＪ４Ｅは、第４関節モーターＪ４Ｍの回転量、もしくは第４アーム２２４の回動角を検出する。第４関節Ｊ４は、ねじり関節である。
【0016】
第５アーム２２５は、第５関節Ｊ５を介して第４アーム２２４と接続する。第５関節Ｊ５には、第５関節モーターＪ５Ｍと第５関節エンコーダーＪ５Ｅが配置される。第５関節モーターＪ５Ｍは、第５アーム２２５を回転させる。第５関節エンコーダーＪ５Ｅは、第５関節モーターＪ５Ｍの回転量、もしくは第５アーム２２５の回動角を検出する。第５関節Ｊ５は、曲げ関節である。
【0017】
第６アーム２２６は、第６関節Ｊ６を介して第５アーム２２５と接続する。第６関節Ｊ６には、第６関節モーターＪ６Ｍと第６関節エンコーダーＪ６Ｅが配置される。第６関節モーターＪ６Ｍは、第６アーム２２６を回転させる。第６関節エンコーダーＪ６Ｅは、第６関節モーターＪ６Ｍの回転量、もしくは第６アーム２２６の回動角を検出する。第６関節Ｊ６は、ねじり関節である。第６アーム２２６は、エンドエフェクター３００を支持する。
【0018】
ロボットコントローラー２３０は、ロボットアーム２２０の駆動を制御する。ロボットコントローラー２３０は、第１関節モーターＪ１Ｍ、第２関節モーターＪ２Ｍ、第３関節モーターＪ３Ｍ、第４関節モーターＪ４Ｍ、第５関節モーターＪ５Ｍ、及び第６関節モーターＪ６Ｍの駆動を制御する。ロボットコントローラー２３０は、第１関節エンコーダーＪ１Ｅ、第２関節エンコーダーＪ２Ｅ、第３関節エンコーダーＪ３Ｅ、第４関節エンコーダーＪ４Ｅ、第５関節エンコーダーＪ５Ｅ、及び第６関節エンコーダーＪ６Ｅで検出される各アームの回転量、もしくは回動角を取得する。ロボットコントローラー２３０は、各アームの回転量、もしくは回動角に基づいて各種制御を行う。
【0019】
エンドエフェクター３００は、対象物の表面に対してインクを吐出する。エンドエフェクター３００は、インクを対象物に吐出することによって、対象物の表面に印刷を行う。エンドエフェクター３００の詳細構成は、後述される。
【0020】
制御装置５００は、多関節ロボット２００及びエンドエフェクター３００を制御する。制御装置５００は、エンドエフェクター３００に含まれる印刷ヘッドユニット３１０、ステージ駆動機構３２５等を制御する。印刷ヘッドユニット３１０、ステージ駆動機構３２５は、後述される。制御装置５００は、多関節ロボット２００及びエンドエフェクター３００と通信可能に接続する。制御装置５００は、多関節ロボット２００に動作制御データを送信する。制御装置５００は、動作制御データによって、多関節ロボット２００の駆動を制御する。制御装置５００は、エンドエフェクター３００に印刷データを送信する。制御装置５００は、印刷データによって、エンドエフェクター３００による印刷を制御する。制御装置５００は、多関節ロボット２００及びエンドエフェクター３００から各種データを受信する。制御装置５００は、外部装置と通信可能に接続してもよい。制御装置５００は、外部装置から画像データ等を受信する。制御装置５００は、制御ユニットの一例に対応する。
【0021】
図２は、多関節ロボット２００に接続されるエンドエフェクター３００を示している。図２は、多関節ロボット２００の一部とエンドエフェクター３００とを示している。図２は、多関節ロボット２００に含まれる第４アーム２２４、第５アーム２２５、及び第６アーム２２６を示している。図２は、エンドエフェクター３００に含まれる印刷ヘッドユニット３１０、及びステージユニット３２０を示している。
【0022】
図２を含む複数の図は、ＸＹＺ座標系を示している。Ｘ軸は、印刷ヘッドユニット３１０がインクを吐出するときに多関節ロボット２００の駆動によって移動する方向と平行な軸である。＋Ｘ方向は、図２の奥から手前に向かう方向である。－Ｘ方向は、図２の手前から奥に向かう方向である。Ｙ軸は、印刷ヘッドユニット３１０を支持する移動ステージ３２３の面内で、Ｘ軸と直交する軸である。＋Ｙ方向は、ステージ駆動機構３２５から印刷ヘッドユニット３１０へ向かう方向である。－Ｙ方向は、印刷ヘッドユニット３１０からステージ駆動機構３２５へ向かう方向である。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸と直交する軸である。＋Ｚ方向は、図２の固定ステージ３２１から第６アーム２２６へ向かう方向である。－Ｚ方向は、図２の第６アーム２２６から固定ステージ３２１へ向かう方向である。
【0023】
多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００を対象物に対して印刷可能な位置に移動させる。多関節ロボット２００は、印刷ヘッドユニット３１０が対象物の表面にインクを吐出するときに、＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向にエンドエフェクター３００を移動させる。印刷ヘッドユニット３１０は、対象物の表面に対して印刷を行うときに、多関節ロボット２００の駆動によって＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動する。印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って印刷を行ったのち、多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させる。多関節ロボット２００が＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向にエンドエフェクター３００を移動させたのち、印刷ヘッドユニット３１０は、対象物の表面に印刷を行う。多関節ロボット２００は、印刷ヘッドユニット３１０が対象物の表面に印刷を行うときに、エンドエフェクター３００を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動させる。＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向は、所定の方向の一例に対応する。
【0024】
エンドエフェクター３００は、対象物の表面に対して印刷を行う。エンドエフェクター３００は、第６アーム２２６の先端に固定される。エンドエフェクター３００は、印刷ヘッドユニット３１０と、ステージユニット３２０と、を備える。
【0025】
印刷ヘッドユニット３１０は、対象物の表面にインクを吐出する。印刷ヘッドユニット３１０は、多関節ロボット２００の駆動によって＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動するときに、所定の時間間隔でインクを吐出する。印刷ヘッドユニット３１０は、印刷ヘッドの一例に対応する。
【0026】
ステージユニット３２０は、第６アーム２２６に支持される。ステージユニット３２０は、印刷ヘッドユニット３１０を支持する。ステージユニット３２０は、多関節ロボット２００に対して、印刷ヘッドユニット３１０を相対的に移動させる。ステージユニット３２０は、印刷ヘッドユニット３１０が対象物の表面にインクを吐出するときに、印刷ヘッドユニット３１０を移動させる。図２に示すステージユニット３２０は、印刷ヘッドユニット３１０をＹ軸に沿って移動させる。ステージユニット３２０は、固定ステージ３２１と、移動ステージ３２３と、ステージ駆動機構３２５と、を備える。
【0027】
固定ステージ３２１は、第６アーム２２６に支持される。固定ステージ３２１は、直接もしくは他の部材を介して、第６アーム２２６に固定される。固定ステージ３２１は、ステージ駆動機構３２５を介して移動ステージ３２３を移動可能に支持する。固定ステージ３２１は、第６アーム２２６を含む多関節ロボット２００と移動ステージ３２３との間に配置される。
【0028】
移動ステージ３２３は、固定ステージ３２１を介して多関節ロボット２００に支持される。移動ステージ３２３は、固定ステージ３２１に対して移動可能に支持される。移動ステージ３２３は、印刷ヘッドユニット３１０を支持する。移動ステージ３２３は、図示しない開口を有する。開口に印刷ヘッドユニット３１０は配置される。移動ステージ３２３は、固定ステージ３２１の＋Ｙ方向の位置で印刷ヘッドユニット３１０を支持する。移動ステージ３２３は、ステージの一例に対応する。
【0029】
ステージ駆動機構３２５は、固定ステージ３２１に対して移動ステージ３２３を移動させる。ステージ駆動機構３２５は、制御装置５００の制御に基づいて移動ステージ３２３を移動させる。図２に示すステージ駆動機構３２５は、Ｙ軸に沿って、＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動ステージ３２３を移動させる。ステージ駆動機構３２５は、Ｙ軸に沿って移動ステージ３２３を移動させることによって、印刷ヘッドユニット３１０をＹ軸に沿って移動させる。ステージ駆動機構３２５は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って移動してインクを吐出するときに、印刷ヘッドユニット３１０をＹ軸に沿って移動させる。ステージ駆動機構３２５は、Ｘ軸に沿って、＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動ステージ３２３を移動させてもよい。ステージ駆動機構３２５は、Ｘ軸に沿って移動ステージ３２３を移動させることによって、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿って移動させる。ステージ駆動機構３２５は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って移動してインクを吐出するときに、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿って移動させる。ステージ駆動機構３２５は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って移動してインクを吐出するときに、移動ステージ３２３をＸ軸及びＹ軸に沿って移動させてもよい。
【0030】
図３は、エンドエフェクター３００の概略構成を示している。エンドエフェクター３００は、印刷ヘッドユニット３１０と、ステージユニット３２０と、を備える。印刷ヘッドユニット３１０は、液体吐出ヘッド３１１、及びインクタンク３１３を有する。ステージユニット３２０は、固定ステージ３２１、移動ステージ３２３、ステージ駆動機構３２５、ネジ３３５、及びステージコントローラー３５０を有する。
【0031】
液体吐出ヘッド３１１は、対象物に向けてインクを吐出する。液体吐出ヘッド３１１は、－Ｚ方向の位置に固定された対象物の表面にインクを吐出することによって、印刷を行う。液体吐出ヘッド３１１は、ステージユニット３２０を介して、多関節ロボット２００に取り付けられる。液体吐出ヘッド３１１は、多関節ロボット２００の駆動により、エンドエフェクター３００が＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動するときに、インクを吐出する。液体吐出ヘッド３１１は、Ｘ軸に沿って所定の時間間隔でインクを吐出する。液体吐出ヘッド３１１は、内部に図示しないインク供給経路、プリントコントローラー３４０等を有する。液体吐出ヘッド３１１の対象物と対向するインク吐出面には、複数のノズルが形成される。ノズルは、対象物の表面にインクを吐出する開口である。ノズルは図示されない。
【0032】
インクタンク３１３は、インクを貯留する。インクタンク３１３は、インク供給経路と接続し、液体吐出ヘッド３１１にインクを供給する。図３に示す印刷ヘッドユニット３１０は、複数のインクタンク３１３を有する。複数のインクタンク３１３のそれぞれは、異なる色のインクを貯留する。複数のインクタンク３１３は、同色のインクを貯留してもよい。図３に示す印刷ヘッドユニット３１０は、４個のインクタンク３１３を有しているが、これに限定されない。インクタンク３１３の数は、３個以下でもよいし、５個以上でもよい。インクタンク３１３の数は、適宜設定される。
【0033】
図３に示す印刷ヘッドユニット３１０は、インクタンク３１３を有するが、これに限定されない。インクタンク３１３に代わり、インク貯留容器が印刷ヘッドユニット３１０の外部に設けられてもよい。インク貯留容器は、インク流路を介して、液体吐出ヘッド３１１にインクを供給する。
【0034】
移動ステージ３２３は、液体吐出ヘッド３１１を支持する。移動ステージ３２３の図示しない開口に液体吐出ヘッド３１１は配置される。開口によって、液体吐出ヘッド３１１のインク吐出面は、移動ステージ３２３の－Ｚ方向の位置に配置された対象物と対向する。インク吐出面に形成されるノズルは、対象物の表面にインクを吐出することができる。
【0035】
ステージ駆動機構３２５は、固定ステージ３２１と移動ステージ３２３との間に配置される。ステージ駆動機構３２５は、支持部３２７、超音波モーター３２９、キャリッジ３３１、及びレール３３３を有する。
【0036】
支持部３２７は、移動ステージ３２３上に配置される。支持部３２７は、印刷ヘッドユニット３１０の－Ｙ方向の位置に配置される。支持部３２７は、キャリッジ３３１、及びレール３３３を支持する。
【0037】
超音波モーター３２９は、移動ステージ３２３を移動させる駆動力を発生する。超音波モーター３２９は、ピエゾ駆動することによって、駆動力を発生する。超音波モーター３２９は、固定ステージ３２１に対して、移動ステージ３２３をＹ軸に沿って、＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させる。
【0038】
キャリッジ３３１は、固定ステージ３２１に対して移動ステージ３２３をＹ軸に沿って移動させる。キャリッジ３３１は、超音波モーター３２９の駆動力によって、移動ステージ３２３を移動させる。
【0039】
レール３３３は、支持部３２７の＋Ｚ方向の面に配置される。レール３３３は、図示しないリニアガイドボールを介して、キャリッジ３３１と接続する。レール３３３は、キャリッジ３３１をＹ軸に沿ってスライド移動可能に支持する。
【0040】
ネジ３３５は、第６アーム２２６と固定ステージ３２１とを固定する。ネジ３３５は、第６アーム２２６と固定ステージ３２１とを直接、もしくは他の部材を介して固定する。ネジ３３５が固定ステージ３２１を第６アーム２２６に固定することによって、エンドエフェクター３００は多関節ロボット２００に固定される。
【0041】
ステージコントローラー３５０は、ステージ駆動機構３２５の駆動を制御する。ステージコントローラー３５０は、移動ステージ３２３の移動タイミング、移動方向、移動量等を制御する。図３に示すステージコントローラー３５０は、移動ステージ３２３上に配置されるが、これに限定されない。ステージコントローラー３５０の配置位置は、適宜設定される。
【0042】
図３に示すエンドエフェクター３００は、移動ステージ３２３を移動させることによって、印刷ヘッドユニット３１０をＹ軸に沿ってスライド移動させることができる。移動ステージ３２３による印刷ヘッドユニット３１０の移動距離は、多関節ロボット２００による印刷ヘッドユニット３１０の搬送距離よりも短い。エンドエフェクター３００は、移動ステージ３２３を移動させることによって、＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向のインクの着弾位置のずれを補正することができる。
【0043】
図３に示すエンドエフェクター３００は、超音波モーター３２９を用いて移動ステージ３２３を移動させるが、この構成に限定されない。移動ステージ３２３は、圧電駆動、電磁ダイレクト駆動、電磁減速機構等で移動されてもよい。
【0044】
図４は、エンドエフェクター３００の概略構成を示している。図４に示すエンドエフェクター３００は、移動ステージ３２３をＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能に構成される。図４に示すエンドエフェクター３００は、印刷ヘッドユニット３１０と、ステージユニット３２０と、を備える。図４に示す印刷ヘッドユニット３１０は、図３に示す印刷ヘッドユニット３１０と同じ構成である。図４に示すステージユニット３２０は、図３に示すステージユニット３２０の構成に加えて、第２移動ステージ３６１、及び第２キャリッジ３６３を有している。図４に示す固定ステージ３２１、移動ステージ３２３、ステージ駆動機構３２５、ネジ３３５、及びステージコントローラー３５０は、図３に示す固定ステージ３２１、移動ステージ３２３、ステージ駆動機構３２５、ネジ３３５、及びステージコントローラー３５０と同じ構成である。
【0045】
第２移動ステージ３６１は、固定ステージ３２１とステージ駆動機構３２５との間に設けられる。第２移動ステージ３６１は、固定ステージ３２１に移動可能に支持される。第２移動ステージ３６１は、移動ステージ３２３を移動可能に支持する。第２移動ステージ３６１は、第２キャリッジ３６３を含む第２ステージ駆動機構によって、Ｘ軸に沿って＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向にスライド移動する。第２キャリッジ３６３以外の第２ステージ駆動機構の構成は、図示されない。
【0046】
第２キャリッジ３６３は、第２ステージ駆動機構に含まれる。第２キャリッジ３６３は、固定ステージ３２１に対して第２移動ステージ３６１をＸ軸に沿って移動させる。第２キャリッジ３６３は、図示しない第２超音波モーターの駆動力によって、第２移動ステージ３６１を移動させる。
【0047】
図４に示すエンドエフェクター３００は、移動ステージ３２３を移動させることによって、印刷ヘッドユニット３１０をＹ軸に沿ってスライド移動させることができる。移動ステージ３２３による印刷ヘッドユニット３１０の移動距離は、多関節ロボット２００による印刷ヘッドユニット３１０の搬送距離よりも短い。エンドエフェクター３００は、移動ステージ３２３を移動させることによって、＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向のインクの着弾位置のずれを補正することができる。
【0048】
図４に示すエンドエフェクター３００は、第２移動ステージ３６１を移動させることによって、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿ってスライド移動させることができる。第２移動ステージ３６１による印刷ヘッドユニット３１０の移動距離は、多関節ロボット２００による印刷ヘッドユニット３１０の搬送距離よりも短い。エンドエフェクター３００は、第２移動ステージ３６１を移動させることによって、＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向のインクの着弾位置のずれを補正することができる。ロボットシステム１００は、図３に示すエンドエフェクター３００、もしくは図４に示すエンドエフェクター３００を有して構成される。
【0049】
図５は、インクの着弾位置を模式的に示している。図５は、印刷ヘッドユニット３１０が対象物の表面にインクを吐出したときのインクの着弾位置を示している。図５は、多関節ロボット２００が印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向に搬送するときに吐出したインクの着弾位置の一例を実着弾位置ＡＰとして模式的に示している。実着弾位置ＡＰは、対象物の表面に形成されるインクドットを示している。印刷ヘッドユニット３１０は、所定の時間間隔でインクを対象物の表面に吐出する。図５は、複数の実着弾位置ＡＰと複数の制御着弾位置ＣＰを示している。図５は、印刷仮想線ＶＬを示している。印刷仮想線ＶＬは、Ｘ軸に平行な仮想線である。
【0050】
制御着弾位置ＣＰは、印刷データに基づいて印刷ヘッドユニット３１０がインクを対象物の表面に吐出するときの想定位置である。制御着弾位置ＣＰは、印刷仮想線ＶＬ上に位置する。印刷ヘッドユニット３１０は、制御着弾位置ＣＰに向けてインクを吐出する。印刷ヘッドユニット３１０に変位が生じていないと、実着弾位置ＡＰは、制御着弾位置ＣＰ上に位置する。
【0051】
図５に示すように、実着弾位置ＡＰは、制御着弾位置ＣＰと異なる。多関節ロボット２００がエンドエフェクター３００をＸ軸に沿って搬送すると、多関節ロボット２００に駆動振動が生じる。印刷ヘッドユニット３１０の位置は、駆動振動によって変位する。印刷ヘッドユニット３１０の変位によって、インクの実着弾位置ＡＰは制御着弾位置ＣＰに対してずれた位置に位置する。実着弾位置ＡＰは、制御着弾位置ＣＰに対して、Ｘ軸もしくはＹ軸に沿った方向にずれた位置に位置する。複数の実着弾位置ＡＰは、それぞれの制御着弾位置ＣＰに対してずれた位置に位置する。図５に示すように、ｋ番目の実着弾位置ＡＰである第ｋ実着弾位置ＡＰkは、一例として、ｋ番目の制御着弾位置ＣＰである第ｋ制御着弾位置ＣＰkに対して、－Ｙ方向にずれた位置に位置する。ここで、ｋは任意の整数である。
【0052】
図６Ａは、着弾位置のずれを模式的に示している。図６Ａは、ロボットシステム１００がＸ軸に対して平行なラインの印刷を行ったときの実着弾位置ＡＰのずれを模式的に示している。多関節ロボット２００は、Ｘ軸に沿って印刷ヘッドユニット３１０を搬送する。印刷ヘッドユニット３１０は、所定の時間間隔でインクを対象物の表面に吐出する。図６Ａの横軸は、ラインの印刷を行うときの時間を示している。横軸は、印刷されたＸ軸に対して平行なラインの内のインクドットの位置に対応する。図６Ａの縦軸は、Ｙ軸に沿った実着弾位置ＡＰの印刷仮想線ＶＬに対するずれを変位として示している。
【0053】
多関節ロボット２００は、一例として、Ｘ軸に沿って＋Ｘ方向にエンドエフェクター３００を搬送する。エンドエフェクター３００の搬送中、エンドエフェクター３００に配置された印刷ヘッドユニット３１０は、所定の時間間隔でインクを対象物の表面に吐出する。インクの実着弾位置ＡＰは、多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動に起因して、制御着弾位置ＣＰに対してずれた位置に変位する。各実着弾位置ＡＰは、インクを吐出するタイミングの印刷ヘッドユニット３１０の変位方向及び変位量で変動する。各実着弾位置ＡＰの変位は、一例として、図６Ａに示すグラフとなる。図６Ａは、インクを吐出するタイミングごとの制御着弾位置ＣＰに対する実着弾位置ＡＰの変位を曲線で示している。図６Ａは、動作振動の一例を模式的に示している。動作振動は、駆動振動の一例に対応する。
【0054】
図６Ｂは、移動ステージ３２３の動作を模式的に示している。図６Ｂは、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に対して平行なラインの印刷を行うときの移動ステージ３２３の移動方向及び移動量を模式的に示している。図６Ｂの横軸は、ラインの印刷を行うときの時間を示している。横軸は、Ｘ軸に沿って移動する印刷ヘッドユニット３１０のＸ軸に沿った位置に対応する。図６Ｂの縦軸は、Ｙ軸に沿った移動ステージ３２３の移動方向及び移動量を変位として示している。
【0055】
印刷ヘッドユニット３１０がインクを対象物の表面に吐出するとき、実着弾位置ＡＰは、動作振動によって制御着弾位置ＣＰに対して所定の方向及び所定量変位する。印刷ヘッドユニット３１０がインクを対象物の表面に吐出するとき、移動ステージ３２３は、実着弾位置ＡＰが動作振動によって制御着弾位置ＣＰに対して変位する方向と逆方向に移動する。実着弾位置ＡＰが制御着弾位置ＣＰに対して変位する方向と逆方向に移動ステージ３２３が移動することによって、実着弾位置ＡＰの制御着弾位置ＣＰに対する変位が低減する。図６Ｂに示すように、移動ステージ３２３が図６Ａに示す動作振動と逆位相のステージ振動で動作することによって、動作振動によって生じる着弾位置のずれが低減される。図６Ｂは、ステージ振動の一例を模式的に示している。ステージ振動は、補正振動の一例に対応する。
【0056】
図７は、ロボットシステム１００で実行される制御フローを示している。図７は、移動ステージ３２３を用いて、動作振動を低減させる制御フローをフローチャートで示している。図７に示す制御フローは、制御プログラムを実行することによって行われる。図７に示す制御フローは、一例として、図３に示すエンドエフェクター３００を有するロボットシステム１００で実行される。制御フローは、印刷方法の一例に対応する。
【0057】
制御装置５００は、ステップＳ１０１で、動作振動を取得する。制御装置５００は、動作振動に係るヘッド振動データを取得する。制御装置５００は、予めヘッド振動データを取得し、後述する記憶部５３０に記憶してもよい。制御装置５００は、センサー等で印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出し、検出結果に基づいてヘッド振動データを取得してもよい。ヘッド振動データを取得する方法の詳細は、後述される。
【0058】
制御装置５００は、動作振動を取得したのち、ステップＳ１０３で、移動データを生成する。移動データは、移動ステージ３２３を移動させるデータである。移動データは、印刷ヘッドユニット３１０がインクを吐出するときの移動ステージ３２３を移動させる方向及び移動量を含む。制御装置５００は、移動ステージ３２３をステージ振動で動作させる移動データを生成する。制御装置５００は、予め取得したヘッド振動データに基づいて移動データを生成する。もしくは、制御装置５００は、センサー等で検出された印刷ヘッドユニット３１０の振動に基づいて、各タイミングでインクを吐出する直前に、リアルタイムで移動データを生成する。移動データは、補正データの一例に対応する。
【0059】
制御装置５００は、移動データを生成したのち、ステップＳ１０５で、Ｘ軸に沿って印刷ヘッドユニット３１０を搬送させる。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、エンドエフェクター３００をＸ軸に沿って搬送させる。制御装置５００は、エンドエフェクター３００を搬送させることによって、エンドエフェクター３００に配置される印刷ヘッドユニット３１０を移動させる。多関節ロボット２００は、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿った＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動させる。
【0060】
制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０の移動中に、ステップＳ１０７で、移動データに基づいて移動ステージ３２３を移動させる。制御装置５００は、インクを吐出する位置もしくは時間の移動データの制御値を取得する。制御装置５００は、インクを吐出する位置もしくは時間の移動ステージ３２３の移動方向及び移動量を取得する。制御装置５００は、取得した移動方向及び移動量で移動ステージ３２３を移動させる。制御装置５００は、多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動と逆位相のステージ振動で移動ステージ３２３を動作させる。
【0061】
制御装置５００は、移動ステージ３２３を移動させたのち、ステップＳ１０９で、インクを吐出させる。制御装置５００は、印刷データに基づいてインクを対象物の表面に吐出させる。印刷ヘッドユニット３１０は、制御着弾位置ＣＰに向けてインクを吐出する。移動ステージ３２３が印刷ヘッドユニット３１０を移動させることによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれは低減する。
【0062】
制御装置５００は、インクを吐出させたのち、ステップＳ１１１で、ラインの印刷が終了したか否かを判定する。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したか否かを判定する。
【0063】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したと判定すると、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を終了する（ステップＳ１１１；ＹＥＳ）。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、Ｙ軸に沿った＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向にエンドエフェクター３００を移動させる。または、制御装置５００は、印刷を終了させる。
【0064】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了していないと判定すると、ステップＳ１０５に戻る（ステップＳ１１１；ＮＯ）。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を継続する。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させる。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させたのち、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿って移動させる。制御装置５００は、次のラインの印刷を印刷ヘッドユニット３１０に実行させる。
【0065】
制御フローは、多関節ロボット２００、多関節ロボット２００に支持される移動ステージ３２３、及び移動ステージ３２３に支持される印刷ヘッドユニット３１０を用いる。印刷ヘッドユニット３１０は、多関節ロボット２００によって＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送されるときに、所定の時間間隔でインクを吐出する。印刷ヘッドユニット３１０がインクを吐出しているとき、移動ステージ３２３は、多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動に対して逆位相のステージ振動で動作する。
移動ステージ３２３が、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動と逆位相で動作することによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれが減少する。ロボットシステム１００が印刷を行ったときの画質の低下が抑えられる。
移動ステージ３２３が、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動と逆位相で動作することによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれが減少する。ロボットシステム１００が印刷を行ったときの画質の低下が抑えられる。
【0066】
ロボットシステム１００は、インクを吐出する印刷ヘッドユニット３１０と、印刷ヘッドユニット３１０を支持する移動ステージ３２３と、移動ステージ３２３を支持し、移動ステージ３２３に支持された印刷ヘッドユニット３１０を搬送する多関節ロボット２００と、印刷ヘッドユニット３１０、移動ステージ３２３、及び多関節ロボット２００を制御する制御装置５００と、を備える。制御装置５００は、多関節ロボット２００に印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送させ、多関節ロボット２００が印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送させるときに、印刷ヘッドユニット３１０に所定の時間間隔でインクを吐出させ、印刷ヘッドユニット３１０がインクを吐出するとき、移動ステージ３２３に多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動に対して逆位相のステージ振動で動作させる。
移動ステージ３２３が、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動と逆位相で動作することによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれが減少する。ロボットシステム１００が印刷を行ったときの画質の低下が抑えられる。
移動ステージ３２３が、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動と逆位相で動作することによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれが減少する。ロボットシステム１００が印刷を行ったときの画質の低下が抑えられる。
【0067】
第１実施形態
第１実施形態は、予めヘッド振動データを取得し、ヘッド振動データに基づいて移動ステージ３２３の動作を制御するロボットシステム１００を示す。制御装置５００は、ヘッド振動データに基づいて生成される移動データを用いて移動ステージ３２３を動作させる。移動ステージ３２３の動作によって、ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動の印刷画質への影響を低減させる。
第１実施形態は、予めヘッド振動データを取得し、ヘッド振動データに基づいて移動ステージ３２３の動作を制御するロボットシステム１００を示す。制御装置５００は、ヘッド振動データに基づいて生成される移動データを用いて移動ステージ３２３を動作させる。移動ステージ３２３の動作によって、ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の駆動に起因する動作振動の印刷画質への影響を低減させる。
【0068】
図８は、エンドエフェクター３００の概略構成を示している。図８は、＋Ｙ方向から見たエンドエフェクター３００の概略構成を示している。図８に示すエンドエフェクター３００は、ビジョンカメラ４０１を除き、図３に示すエンドエフェクター３００と同じ構成である。
【0069】
ビジョンカメラ４０１は、対象物の表面に吐出されるインクによって生成されるインクドットを検出する。ビジョンカメラ４０１は、固定ステージ３２１に支持される。ビジョンカメラ４０１は、エンドエフェクター３００と異なる部材に支持されてもよい。ビジョンカメラ４０１は、Ｘ軸に沿って移動可能に支持される。ビジョンカメラ４０１は、インクドットをインクの実着弾位置ＡＰとして検出する。ビジョンカメラ４０１は、検出結果を制御装置５００に送信する。ビジョンカメラ４０１は、検出結果に基づいてデータ処理を行ってもよい。ビジョンカメラ４０１は、データ処理を行うとき、データ処理の処理結果を制御装置５００に送信する。
【0070】
ロボットシステム１００は、印刷データに基づいて対象物に表面に印刷を行う前に、Ｘ軸に沿ったラインの印刷をプレ印刷として行う。プレ印刷では、多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００をＸ軸に沿って＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送する。多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００を搬送することによって、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送する。印刷ヘッドユニット３１０が、＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送されると、印刷ヘッドユニット３１０は、所定の時間間隔でインクを吐出する。ビジョンカメラ４０１は、印刷されたインクドットを検出する。
【0071】
図９は、ロボットシステム１００のブロック構成を示している。図９は、第１実施形態のロボットシステム１００のブロック構成を示している。図９は、多関節ロボット２００、エンドエフェクター３００、及び制御装置５００のブロック構成を示している。
【0072】
多関節ロボット２００は、ロボットコントローラー２３０と、アーム駆動機構２４０と、を有する。多関節ロボット２００は、制御装置５００から送信される動作制御データに基づいて動作する。
【0073】
ロボットコントローラー２３０は、アーム駆動機構２４０を制御するコントローラー回路である。ロボットコントローラー２３０は、一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有するプロセッサーである。ロボットコントローラー２３０は、１又は複数のプロセッサーで構成される。ロボットコントローラー２３０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスで構成されてもよい。ロボットコントローラー２３０は、アーム駆動機構２４０を制御することによって、ロボットアーム２２０の動作を制御する。ロボットコントローラー２３０は、ロボット記憶部２３１と、アーム制御部２３３と、を有する。
【0074】
ロボット記憶部２３１は、多関節ロボット２００の動作に係る動作制御データ等を記憶する。ロボット記憶部２３１は、制御装置５００から送信される動作制御データ等を記憶する。ロボット記憶部２３１は、ロボットコントローラー２３０で実行されるロボット制御プログラムを記憶する。ロボット制御プログラムは、ロボットコントローラー２３０をアーム制御部２３３等の機能部として動作させるプログラムである。ロボット記憶部２３１は、アーム駆動機構２４０から送信される各種検出データを記憶する。ロボット記憶部２３１は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリーで構成される。
【0075】
アーム制御部２３３は、ロボットコントローラー２３０で動作する機能部である。アーム制御部２３３は、ロボットアーム２２０の動作を制御する。アーム制御部２３３は、制御装置５００から動作制御データを受信する。アーム制御部２３３は、ロボット記憶部２３１に記憶される動作制御データを受信してもよい。アーム制御部２３３は、動作制御データに基づいて、モーター駆動信号等を生成する。アーム制御部２３３は、モーター駆動信号をアーム駆動機構２４０に送信し、ロボットアーム２２０を動作させる。アーム制御部２３３は、アーム駆動機構２４０から検出データを受信する。アーム制御部２３３は、検出データに基づいて、動作制御データもしくはモーター駆動信号を補正する。
【0076】
アーム駆動機構２４０は、ロボットアーム２２０を動作させる。アーム駆動機構２４０は、関節モーター群２４１及び関節エンコーダー群２４３を含む。アーム駆動機構２４０は、関節モーター群２４１及び関節エンコーダー群２４３とは異なる機構、センサー等を含んでもよい。
【0077】
関節モーター群２４１は、第１関節モーターＪ１Ｍ、第２関節モーターＪ２Ｍ、第３関節モーターＪ３Ｍ、第４関節モーターＪ４Ｍ、第５関節モーターＪ５Ｍ、及び第６関節モーターＪ６Ｍを含む。関節モーター群２４１は、アーム制御部２３３の制御によって、ロボットアーム２２０の各アーム部材を駆動させる。
【0078】
関節エンコーダー群２４３は、第１関節エンコーダーＪ１Ｅ、第２関節エンコーダーＪ２Ｅ、第３関節エンコーダーＪ３Ｅ、第４関節エンコーダーＪ４Ｅ、第５関節エンコーダーＪ５Ｅ、及び第６関節エンコーダーＪ６Ｅを含む。関節エンコーダー群２４３は、関節モーター群２４１に含まれる各モーターの回転量、もしくは関節モーター群２４１によって駆動する各アーム部材の回動角を測定する。関節エンコーダー群２４３は、測定した各モーターの回転量、もしくは測定した各アーム部材の回動角をアーム制御部２３３に送信する。
【0079】
エンドエフェクター３００は、液体吐出ヘッド３１１と、ステージ駆動機構３２５と、プリントコントローラー３４０と、ステージコントローラー３５０と、を有する。液体吐出ヘッド３１１とプリントコントローラー３４０は、図３に示す印刷ヘッドユニット３１０に含まれる。ステージ駆動機構３２５とステージコントローラー３５０は、図３等に示すステージユニット３２０に含まれる。
【0080】
液体吐出ヘッド３１１は、対象物の表面にインクを吐出する。液体吐出ヘッド３１１は、一例として、インクジェットヘッドである。液体吐出ヘッド３１１は、対象物と対向する吐出面に複数のノズルを有する。液体吐出ヘッド３１１は、プリントコントローラー３４０から送信されるノズル制御信号に基づいて、ノズルからインクを吐出する。
【0081】
プリントコントローラー３４０は、液体吐出ヘッド３１１の動作を制御するコントローラー回路である。プリントコントローラー３４０は、一例として、ＣＰＵを有するプロセッサーである。プリントコントローラー３４０は、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスで構成されてもよい。プリントコントローラー３４０は、制御装置５００から印刷データを受信する。プリントコントローラー３４０は、印刷データに基づいて、ノズル制御信号を生成する。ノズル制御信号は、各ノズルによるインクの吐出を制御する信号である。プリントコントローラー３４０は、ノズル制御信号を液体吐出ヘッド３１１に送信することによって、液体吐出ヘッド３１１の動作を制御する。
【0082】
ステージ駆動機構３２５は、移動ステージ３２３を動作させる。ステージ駆動機構３２５は、複数の超音波モーター３２９を含む。ステージ駆動機構３２５は、超音波モーター３２９の駆動力によって移動ステージ３２３をスライド移動させる。ステージ駆動機構３２５は、ステージコントローラー３５０からステージ駆動信号を受信する。ステージ駆動機構３２５は、ステージ駆動信号に基づいて動作する。
【0083】
ステージコントローラー３５０は、ステージ駆動機構３２５の動作を制御するコントローラー回路である。ステージコントローラー３５０は、一例として、ＣＰＵを有するプロセッサーである。ステージコントローラー３５０は、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスで構成されてもよい。ステージコントローラー３５０は、制御装置５００から移動データを受信する。移動データは、インクの着弾位置を補正するデータである。ステージコントローラー３５０は、移動データに基づいてステージ駆動信号を生成する。ステージコントローラー３５０は、ステージ駆動信号をステージ駆動機構３２５に送信することによって、移動ステージ３２３のスライド移動を制御する。
【0084】
制御装置５００は、各種制御データを生成する。制御装置５００は、各種制御データを多関節ロボット２００及びエンドエフェクター３００に送信することによって、多関節ロボット２００及びエンドエフェクター３００に印刷を実行させる。制御装置５００は、印刷制御ユニット５１０と記憶部５３０とを有する。
【0085】
印刷制御ユニット５１０は、ロボットシステム１００による印刷を制御するコントローラー回路である。印刷制御ユニット５１０は、ＣＰＵを有するプロセッサーである。印刷制御ユニット５１０は、１または複数のプロセッサーで構成される。印刷制御ユニット５１０は、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイスで構成されてもよい。印刷制御ユニット５１０は、印刷制御プログラムを実行することによって、印刷データ生成部５１１、データ処理部５１２、印刷データ補正部５１３、動作制御部５１５、及び移動データ生成部５１７として機能する。印刷データ生成部５１１、データ処理部５１２、印刷データ補正部５１３、動作制御部５１５、及び移動データ生成部５１７は、機能部である。印刷制御ユニット５１０は、印刷データ生成部５１１、データ処理部５１２、印刷データ補正部５１３、動作制御部５１５、及び移動データ生成部５１７以外の機能部として機能してもよい。
【0086】
印刷データ生成部５１１は、印刷データを生成する。印刷データ生成部５１１は、外部装置から取得した画像データ、記憶部５３０に記憶される画像データ等に基づいて、印刷データを生成する。印刷データは、液体吐出ヘッド３１１で吐出されるインクの吐出位置、吐出量等に係るデータである。印刷データ生成部５１１は、印刷データを印刷データ補正部５１３に送信する。
【0087】
データ処理部５１２は、ビジョンカメラ４０１から送信された検出結果に基づいて、プレ印刷データＰＤを生成する。プレ印刷データＰＤは、ヘッド振動データの一例である。プレ印刷データＰＤは、ロボットシステム１００がプレ印刷を行ったときのインクを吐出するタイミングごとの制御着弾位置ＣＰに対する実着弾位置ＡＰのずれを示す。実着弾位置ＡＰは、着弾位置の一例に対応する。プレ印刷データＰＤは、動作振動に係るデータである。プレ印刷データＰＤは、着弾データの一例に対応する。データ処理部５１２は、プレ印刷データＰＤを生成し、記憶部５３０に送信する。
【0088】
図１０は、プレ印刷データＰＤの一例を示している。図１０は、プレ印刷データＰＤをグラフで示している。図１０の縦軸は、基準位置に対する実着弾位置ＡＰのずれを変位として示している。基準位置は、図５に示す印刷仮想線ＶＬに平行な線上の位置である。図１０は、Ｘ軸に対して平行な基準線を基準位置としている。図１０の横軸は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って印刷を行うときの時間を示している。横軸の時間は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿ってラインの印刷を行ったときのインクドットの形成位置に対応する。図１０は、基準位置に対する実着弾位置ＡＰのＹ軸に沿ったずれを変位として示している。
【0089】
図１０に示すように、インクの実着弾位置ＡＰは、多関節ロボット２００の駆動に起因して基準位置に対してＹ軸に沿って変位する。実着弾位置ＡＰの変位によって、印刷ヘッドユニット３１０によって印刷されるラインは蛇行する。ラインの蛇行によって、印刷画質は低下する。
【0090】
図１０は、Ｙ軸に沿った変位を示しているが、データ処理部５１２は、Ｘ軸に沿った変位をプレ印刷データＰＤとして生成してもよい。エンドエフェクター３００が移動ステージ３２３をＹ軸に沿って移動する構成である場合、データ処理部５１２は、図１０に示すプレ印刷データＰＤを生成する。エンドエフェクター３００が移動ステージ３２３をＸ軸に沿って移動する構成である場合、データ処理部５１２は、Ｘ軸に沿った変位に基づくプレ印刷データＰＤを生成する。エンドエフェクター３００が図４に示す構成である場合、図１０に示すプレ印刷データＰＤ及びＸ軸に沿った変位に基づくプレ印刷データＰＤを生成する。
【0091】
図１１は、プレ印刷データＰＤを生成する制御フローを示している。図１１は、ロボットシステム１００で行われるプレ印刷データＰＤの生成方法を示している。ロボットシステム１００は、印刷データに基づいて対象物の表面に印刷を行う前にプレ印刷を実行する。プレ印刷は、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を行う。プレ印刷は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って移動するときに所定の時間間隔でインクを吐出してインクドットを生成する印刷である。
【0092】
制御装置５００は、ステップＳ２０１で、印刷ヘッドユニット３１０にプレ印刷を実行させる。多関節ロボット２００は、Ｘ軸に沿って＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向にエンドエフェクター３００を搬送する。多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００を搬送することによって、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送する。印刷ヘッドユニット３１０は、一例として、印刷ヘッドユニット３１０が＋Ｘ方向に移動するときに所定の時間間隔でインクを吐出し、インクドットを含むラインの印刷を行う。
【0093】
制御装置５００は、プレ印刷を実行したのち、ステップＳ２０３で、印刷結果を検出する。制御装置５００は、ビジョンカメラ４０１に印刷されたインクドットを検出させる。ビジョンカメラ４０１は、エンドエフェクター３００が＋Ｘ方向に搬送されるときに、印刷ヘッドユニット３１０によって生成されたインクドットを検出する。ビジョンカメラ４０１は、インクドットを検出することによって、インクの実着弾位置ＡＰを検出する。ビジョンカメラ４０１は、インクドットの検出結果をデータ処理部５１２に送信する。
【0094】
制御装置５００は、印刷結果を検出したのち、ステップＳ２０５で、プレ印刷データＰＤを生成する。データ処理部５１２は、ビジョンカメラ４０１の検出結果に基づいてプレ印刷データＰＤを生成する。データ処理部５１２は、各インクドットの検出結果からインクの実着弾位置ＡＰを算出する。データ処理部５１２は、実着弾位置ＡＰと基準位置とのずれを変位として算出する。データ処理部５１２は、各実着弾位置ＡＰの変位を含むプレ印刷データＰＤを生成する。
【0095】
制御装置５００は、プレ印刷データＰＤを生成したのち、ステップＳ２０７で、記憶部５３０にプレ印刷データＰＤを記憶させる。データ処理部５１２は、プレ印刷データＰＤを記憶部５３０に送信する。記憶部５３０は、プレ印刷データＰＤを受信し、記憶する。制御装置５００は、プレ印刷データＰＤを記憶部５３０に記憶させ、処理を終了する。
【0096】
図９に示す印刷データ補正部５１３は、印刷データを補正する。印刷データ補正部５１３は、記憶部５３０もしくは外部装置から対象物の形状データを取得する。印刷データ補正部５１３は、制御装置５００と接続する外部カメラから送信された撮像データに基づく形状データを取得してもよい。外部カメラは、図示されない。印刷データ補正部５１３は、記憶部５３０もしくは動作制御部５１５等からアーム軌道データを取得する。印刷データ補正部５１３は、形状データ、アーム軌道データに基づいて、印刷データを補正する。印刷データ補正部５１３は、インクの吐出位置、インクの吐出順等を補正する。印刷データ補正部５１３は、補正した印刷データをプリントコントローラー３４０及び移動データ生成部５１７に送信する。
【0097】
動作制御部５１５は、ロボットアーム２２０の動作に係るアーム軌道データを生成する。アーム軌道データは、多関節ロボット２００がエンドエフェクター３００を移動させるときのロボットアーム２２０の移動軌道に係るデータである。アーム軌道データは、対象物の形状データ、ロボットアーム２２０の動作範囲条件等によって生成される。動作制御部５１５は、記憶部５３０等から形状データ、動作範囲条件等を取得する。動作制御部５１５は、形状データ、動作範囲条件等に基づいてアーム軌道データを生成する。アーム軌道データは、一例として、ロボットアーム２２０がＸ軸に沿ってエンドエフェクター３００を搬送するときのインクの吐出位置情報を含む。動作制御部５１５は、アーム軌道データをアーム制御部２３３、印刷データ補正部５１３、移動データ生成部５１７等に送信する。
【0098】
移動データ生成部５１７は、移動ステージ３２３の移動に係る移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、動作振動による変位を補正する移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０に記憶されるプレ印刷データＰＤを取得する。移動データ生成部５１７は、データ処理部５１２からプレ印刷データＰＤを取得してもよい。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤを逆位相に変換して移動データを生成する。移動データは、動作振動による変位の変位方向と逆方向に移動ステージ３２３を移動させるデータである。プレ印刷データＰＤが図１０に示すデータである場合、移動データは、Ｙ軸に沿った動作振動による変位方向に対して逆方向に移動させるデータである。ステージ駆動機構３２５は、移動データに基づいて移動ステージ３２３を移動させることによって、多関節ロボット２００が移動することによって生じる動作振動を低減する。
【0099】
移動データ生成部５１７は、記憶部５３０等からアーム軌道データ、補正した印刷データ、対象物の形状データ等を取得する。移動データ生成部５１７は、アーム軌道データ、補正した印刷データ、形状データに基づいて、移動データを補正する。移動データ生成部５１７は、移動データをステージコントローラー３５０に送信する。
【0100】
記憶部５３０は、各種データ、プログラム等を記憶する。記憶部５３０は、データ処理部５１２から送信されるプレ印刷データＰＤを記憶する。記憶部５３０は、印刷制御ユニット５１０で生成されるアーム軌道データ、対象物の形状データ等を記憶する。記憶部５３０は、補正した印刷データ、移動データ等を記憶してもよい。記憶部５３０は、外部装置から取得した画像データを記憶してもよい。記憶部５３０は、印刷制御ユニット５１０で実行される印刷制御プログラムを記憶する。記憶部５３０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の半導体メモリーで構成される。記憶部５３０は、記憶ユニットの一例に対応する。
【0101】
図１２は、ロボットシステム１００で実行される制御フローを示している。図１２は、移動ステージ３２３を用いて、動作振動を低減させる制御フローをフローチャートで示している。図１２に示す制御フローは、制御プログラムを実行することによって行われる。図１２に示す制御フローは、一例として、図３に示すエンドエフェクター３００を備えるロボットシステム１００で実行される。
【0102】
制御装置５００は、ステップＳ３０１で、プレ印刷データＰＤを読み出す。制御装置５００の移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤを記憶部５３０から読み出す。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０からアーム軌道データ、対象物の形状データ等を読み出してもよい。
【0103】
制御装置５００は、プレ印刷データＰＤを読み出したのち、ステップＳ３０３で、移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤに基づいて、移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤの位相と逆位相のステージ振動で移動ステージ３２３を動作させる移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、移動データをステージコントローラー３５０に送信する。
【0104】
制御装置５００は、移動データを生成したのち、ステップＳ３０５で、Ｘ軸に沿って印刷ヘッドユニット３１０を搬送させる。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、エンドエフェクター３００をＸ軸に沿って搬送させる。制御装置５００は、エンドエフェクター３００を搬送させることによって、エンドエフェクター３００に配置される印刷ヘッドユニット３１０を搬送させる。多関節ロボット２００は、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿った＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動させる。
【0105】
制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０の搬送中に、ステップＳ３０７で、移動データに基づいて移動ステージ３２３を移動させる。制御装置５００は、移動データに基づいてインクを吐出する位置もしくは時間の移動ステージ３２３の移動方向及び移動量を取得する。制御装置５００は、取得した移動方向及び移動量で移動ステージ３２３を移動させる。制御装置５００は、多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動と逆位相のステージ振動で移動ステージ３２３を動作させる。
【0106】
制御装置５００は、移動ステージ３２３を移動させたのち、ステップＳ３０９で、インクを吐出させる。制御装置５００は、印刷データに基づいてインクを対象物の表面に吐出させる。印刷ヘッドユニット３１０は、制御着弾位置ＣＰに向けてインクを吐出する。移動ステージ３２３が印刷ヘッドユニット３１０を移動させることによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれは低減する。
【0107】
制御装置５００は、インクを吐出させたのち、ステップＳ３１１で、ラインの印刷が終了したか否かを判定する。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したか否かを判定する。
【0108】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したと判定すると、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を終了する（ステップＳ３１１；ＹＥＳ）。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、Ｙ軸に沿った＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向にエンドエフェクター３００を移動させる。または、制御装置５００は、印刷を終了させる。
【0109】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了していないと判定すると、ステップＳ３０５に戻る（ステップＳ３１１；ＮＯ）。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を継続する。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させる。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させたのち、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿って移動させる。制御装置５００は、次のラインの印刷を印刷ヘッドユニット３１０に実行させる。
【0110】
制御フローは、動作振動に係るプレ印刷データＰＤを予め記憶し、プレ印刷データＰＤに基づいて、ステージ振動に係る移動データを生成し、移動データに基づいて、移動ステージ３２３は、ステージ振動で動作する。
ロボットシステム１００は、印刷を実行する前に移動データを用意することができる。移動データ生成部５１７は、リアルタイムで移動データを生成する負荷が低減される。
ロボットシステム１００は、印刷を実行する前に移動データを用意することができる。移動データ生成部５１７は、リアルタイムで移動データを生成する負荷が低減される。
【0111】
プレ印刷データＰＤは、印刷ヘッドユニット３１０が＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動するときに所定の時間間隔で吐出したインクの実着弾位置ＡＰを検出し、実着弾位置ＡＰに基づいて生成される。
プレ印刷データＰＤは、印刷を実行することによって得られるデータであることから、動作振動の測定精度が高い。ロボットシステム１００は、プレ印刷データＰＤを用いることによって、動作振動をより低減させることができる。
プレ印刷データＰＤは、印刷を実行することによって得られるデータであることから、動作振動の測定精度が高い。ロボットシステム１００は、プレ印刷データＰＤを用いることによって、動作振動をより低減させることができる。
【0112】
ロボットシステム１００は、動作振動に係るプレ印刷データＰＤを記憶する記憶部５３０を備える。制御装置５００は、プレ印刷データＰＤに基づいて、ステージ振動に係る移動データを生成し、移動データに基づいて、移動ステージ３２３にステージ振動で動作させる。
ロボットシステム１００は、印刷を実行する前に移動データを用意することができる。移動データ生成部５１７は、リアルタイムで移動データを生成する負荷が低減される。
ロボットシステム１００は、印刷を実行する前に移動データを用意することができる。移動データ生成部５１７は、リアルタイムで移動データを生成する負荷が低減される。
【0113】
第１実施形態では、エンドエフェクター３００は、ビジョンカメラ４０１を備えるが、これに限定されない。多関節ロボット２００の動作振動が予め検出可能であれば、その構成は限定されない。エンドエフェクター３００は、ビジョンカメラ４０１に代えて、加速度センサー等を備えてもよい。ロボットシステム１００は、加速度センサー等を用いて、プレ印刷時の多関節ロボット２００の動作振動に係る振動データを取得する。振動データは、プレ印刷データＰＤの一例である。
【0114】
第２実施形態
第２実施形態は、予めプレ印刷データＰＤ等のヘッド振動データを取得し、ヘッド振動データに基づいて移動ステージ３２３の動作を制御するロボットシステム１００を示す。第２実施形態では、制御装置５００は、ヘッド振動データに対して周波数解析を行い、解析結果に基づいて移動データを修正する。制御装置５００は、修正移動データを用いて移動ステージ３２３を動作させる。ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の共振に起因する印刷画質の低下を抑えることができる。
第２実施形態は、予めプレ印刷データＰＤ等のヘッド振動データを取得し、ヘッド振動データに基づいて移動ステージ３２３の動作を制御するロボットシステム１００を示す。第２実施形態では、制御装置５００は、ヘッド振動データに対して周波数解析を行い、解析結果に基づいて移動データを修正する。制御装置５００は、修正移動データを用いて移動ステージ３２３を動作させる。ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の共振に起因する印刷画質の低下を抑えることができる。
【0115】
図１３は、ロボットシステム１００のブロック構成を示している。図１３は、第２実施形態のロボットシステム１００のブロック構成を示している。図１３は、多関節ロボット２００、エンドエフェクター３００、及び制御装置５００のブロック構成を示している。
【0116】
【0117】
記憶部５３０は、共振データＲＤを記憶する。共振データＲＤは、多関節ロボット２００の共振周波数を含む。共振周波数は、多関節ロボット２００の製造者等によって予め測定される。製造者等は、記憶部５３０に共振データＲＤに記憶させる。共振データＲＤは、共振周波数の値、もしくは共振周波数を含む範囲データの形式を含む。共振データＲＤは、ロボット記憶部２３１に予め記憶され、記憶部５３０に共振データＲＤが送信されてもよい。記憶部５３０は、ロボットシステム１００の使用者が測定した共振データＲＤを記憶してもよい。
【0118】
移動データ生成部５１７は、共振データＲＤを用いて移動データを補正する。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０からプレ印刷データＰＤを取得する。移動データ生成部５１７は、一例として、図１０に示すプレ印刷データＰＤを取得する。
【0119】
移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤに対して短時間フーリエ変換等の時間周波数解析を行う。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤに対して短時間フーリエ変換を行うことによって、周波数情報を解析する。移動データ生成部５１７で実行される時間周波数解析は、短時間フーリエ変換に限定されない。プレ印刷データＰＤに対する周波数情報が、解析可能な手法であれば、その手法は限定されない。移動データ生成部５１７は、一例として、ウェーブレット変換等を行ってもよい。時間周波数解析は、周波数解析の一例に対応する。
【0120】
図１４は、時間周波数解析の解析結果の一例を示している。図１４は、図１０に示すプレ印刷データＰＤに対して短時間フーリエ変換を行った結果であるフーリエ変換データＦＤを示している。フーリエ変換データＦＤは、プレ印刷データＰＤに対して短時間フーリエ変換を行うことによって算出される。図１４は、各周波数ごとの変位の強度を示している。フーリエ変換データＦＤは、周波数データの一例に対応する。
【0121】
移動データ生成部５１７は、フーリエ変換データＦＤを算出するときに、記憶部５３０から共振データＲＤを読み出す。移動データ生成部５１７は、共振データＲＤを用いてフーリエ変換データＦＤに対してデータ処理を行う。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤに対して共振データＲＤに含まれる共振周波数、もしくは共振周波数を含む領域の成分を加工する。
【0122】
図１５は、フーリエ変換データＦＤに対するデータ処理結果の一例を示している。図１５は、フーリエ変換データＦＤに対して、共振周波数を含む領域の成分を０にした状態を示している。ここで、共振データＲＤに含まれる共振周波数は、一例として３０Ｈｚから４０Ｈｚの間の値である。図１５は、共振周波数を含む３０Ｈｚから４０Ｈｚの領域の成分を０にした場合を示している。
【0123】
図１５は、共振周波数を含む領域の成分を０にした場合を示しているが、この構成に限定されない。移動データ生成部５１７は、共振周波数を含む領域の成分を所定の比率で減少させてもよい。移動データ生成部５１７は、共振周波数を含む領域の成分を予め定めた値に減少させてもよい。移動データ生成部５１７は、共振周波数を含む領域の成分を除去、もしくは低減する。移動データ生成部５１７は、共振周波数を含む領域の成分を除去、もしくは低減することによって、プレ印刷データＰＤから多関節ロボット２００の共振周波数の成分を除去、もしくは低減する。移動データ生成部５１７は、共振周波数を含む領域の範囲を適宜変更してもよい。移動データ生成部５１７は、フーリエ変換データＦＤに対してデータ処理を行い、修正フーリエ変換データを生成する。移動データ生成部５１７は、修正フーリエ変換データに対して逆短時間フーリエ変換を行う。
【0124】
図１６は、修正フーリエ変換データに対して逆短時間フーリエ変換を行った結果を示している。図１６は、図１５に示す修正フーリエ変換データに対して逆短時間フーリエ変換を行った結果である修正プレ印刷データＣＤを示している。移動データ生成部５１７は、図１０に示すプレ印刷データＰＤに対して共振周波数を含む領域の成分を除去することによって、図１６に示す修正プレ印刷データＣＤを生成する。
【0125】
図１７は、プレ印刷データＰＤの一部と修正プレ印刷データＣＤの一部を示している。図１７は、プレ印刷データＰＤの一部と修正プレ印刷データＣＤの一部を重ねて示している。図１７は、図１６に示す拡大領域ＥＡの修正プレ印刷データＣＤと、拡大領域ＥＡに対応する領域のプレ印刷データＰＤとを示している。図１７に示すように、修正プレ印刷データＣＤは、プレ印刷データＰＤとは異なる。修正プレ印刷データＣＤは、プレ印刷データＰＤに含まれる多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域の成分が除去されたデータである。修正プレ印刷データＣＤは、着弾データの一例に対応する。
【0126】
移動データ生成部５１７は、修正プレ印刷データＣＤを逆位相に変換して修正移動データを生成する。修正移動データは、動作振動による変位の変位方向と逆方向に移動ステージ３２３を移動させるデータである。修正移動データは、ステージ振動に係るデータである。修正移動データが修正プレ印刷データＣＤに基づいて生成されることにより、多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域の成分は修正移動データから除去される。移動ステージ３２３が修正移動データに基づくステージ振動で動作すると、多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域の振動での移動ステージ３２３の動作は低減される。多関節ロボット２００が移動ステージ３２３のステージ振動と共振することによって生じる多関節ロボット２００の動作振動の増加が抑えられる。修正移動データは、多関節ロボット２００の共振周波数を除去した補正データの一例に対応する。
【0127】
図１８は、修正プレ印刷データＣＤを生成する制御フローを示している。図１８は、ロボットシステム１００で行われる修正プレ印刷データＣＤの生成方法を示している。ロボットシステム１００は、印刷データに基づいて対象物の表面に印刷を行う前にプレ印刷を実行する。プレ印刷は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って移動するときに所定の時間間隔でインクを吐出してインクドットを生成する印刷である。
【0128】
制御装置５００は、ステップＳ４０１で、印刷ヘッドユニット３１０にプレ印刷を実行させる。多関節ロボット２００は、Ｘ軸に沿って＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向にエンドエフェクター３００を搬送する。多関節ロボット２００は、エンドエフェクター３００を搬送することによって、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送する。印刷ヘッドユニット３１０は、一例として、印刷ヘッドユニット３１０が＋Ｘ方向に移動するときに所定の時間間隔でインクを吐出し、インクドットを含むラインの印刷を行う。
【0129】
制御装置５００は、プレ印刷を実行したのち、ステップＳ４０３で、印刷結果を検出する。制御装置５００は、ビジョンカメラ４０１に印刷されたインクドットを検出させる。ビジョンカメラ４０１は、エンドエフェクター３００が＋Ｘ方向に搬送されるときに、印刷ヘッドユニット３１０によって生成されたインクドットを検出する。ビジョンカメラ４０１は、インクドットを検出することによって、インクの実着弾位置ＡＰを検出する。ビジョンカメラ４０１は、インクドットの検出結果をデータ処理部５１２に送信する。
【0130】
制御装置５００は、印刷結果を検出したのち、ステップＳ４０５で、プレ印刷データＰＤを生成する。データ処理部５１２は、ビジョンカメラ４０１の検出結果に基づいてプレ印刷データＰＤを生成する。データ処理部５１２は、各インクドットの検出結果からインクの実着弾位置ＡＰを算出する。データ処理部５１２は、実着弾位置ＡＰと基準位置とのずれを変位として算出する。データ処理部５１２は、各実着弾位置ＡＰの変位を検出する。データ処理部５１２は、各実着弾位置ＡＰの変位を含むプレ印刷データＰＤを生成する。データ処理部５１２は、プレ印刷データＰＤを記憶部５３０に送信する。記憶部５３０は、プレ印刷データＰＤを記憶する。
【0131】
制御装置５００は、プレ印刷データＰＤを生成したのち、ステップＳ４０７で、フーリエ変換データＦＤを算出する。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０からプレ印刷データＰＤを読み出す。移動データ生成部５１７は、プレ印刷データＰＤに対して短時間フーリエ変換を行い、フーリエ変換データＦＤを算出する。
【0132】
制御装置５００は、フーリエ変換データＦＤを算出したのち、ステップＳ４０９で、修正プレ印刷データＣＤを生成する。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０から共振データＲＤを読み出す。移動データ生成部５１７は、フーリエ変換データＦＤから多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域の成分を除去した修正フーリエ変換データを生成する。移動データ生成部５１７は、修正フーリエ変換データに対して逆短時間フーリエ変換を行い、修正プレ印刷データＣＤを生成する。
【0133】
修正プレ印刷データＣＤは、移動データ生成部５１７で生成されるが、これに限定されない。修正プレ印刷データＣＤは、データ処理部５１２で生成されてもよい。データ処理部５１２は、プレ印刷データＰＤ及び共振データＲＤを取得する。データ処理部５１２は、プレ印刷データＰＤ及び共振データＲＤを用いて修正プレ印刷データＣＤを生成する。データ処理部５１２は、記憶部５３０に修正プレ印刷データＣＤを記憶させる。移動データ生成部５１７は、記憶部５３０から修正プレ印刷データＣＤを取得し、修正移動データを生成する。
【0134】
制御フローは、プレ印刷データＰＤに対して時間周波数解析を行ってフーリエ変換データＦＤを生成し、フーリエ変換データＦＤから多関節ロボット２００の共振周波数を除去した修正プレ印刷データＣＤに基づいて、移動データを生成する。
移動ステージ３２３の移動によって多関節ロボット２００が共振し、印刷画質が低下することを抑えることができる。
移動ステージ３２３の移動によって多関節ロボット２００が共振し、印刷画質が低下することを抑えることができる。
【0135】
制御装置５００は、プレ印刷データＰＤに対して時間周波数解析を行ってフーリエ変換データＦＤを生成し、フーリエ変換データＦＤから多関節ロボット２００の共振周波数を除去した修正プレ印刷データＣＤに基づいて、移動データを生成する。
ロボットシステム１００は、移動ステージ３２３の移動によって生じる多関節ロボット２００の共振を抑えることができる。
ロボットシステム１００は、移動ステージ３２３の移動によって生じる多関節ロボット２００の共振を抑えることができる。
【0136】
第３実施形態
第３実施形態は、印刷ヘッドユニット３１０が印刷を行うときに多関節ロボット２００の動作振動を検出し、動作振動を補正するロボットシステム１００を示す。第３実施形態では、制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０の印刷中、リアルタイムで多関節ロボット２００の動作振動を補正する。制御装置５００は、距離センサー４０３の測定結果を用いて移動ステージ３２３を動作させる。ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の動作振動に起因する印刷画質の低下を抑えることができる。
第３実施形態は、印刷ヘッドユニット３１０が印刷を行うときに多関節ロボット２００の動作振動を検出し、動作振動を補正するロボットシステム１００を示す。第３実施形態では、制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０の印刷中、リアルタイムで多関節ロボット２００の動作振動を補正する。制御装置５００は、距離センサー４０３の測定結果を用いて移動ステージ３２３を動作させる。ロボットシステム１００は、多関節ロボット２００の動作振動に起因する印刷画質の低下を抑えることができる。
【0137】
図１９は、ロボットシステム１００のブロック構成を示している。図１９は、第３実施形態のロボットシステム１００のブロック構成を示している。図１９は、多関節ロボット２００、エンドエフェクター３００、及び制御装置５００のブロック構成を示している。
【0138】
図１９に示すエンドエフェクター３００は、ビジョンカメラ４０１を有していない。図１９に示す制御装置５００の印刷制御ユニット５１０は、データ処理部５１２を有していない。図１９に示すロボットシステム１００は、距離センサー４０３を備える。図１９に示すロボットシステム１００は、ビジョンカメラ４０１、データ処理部５１２、及び距離センサー４０３を除き、図９に示すロボットシステム１００と同じ構成である。図１９に示すエンドエフェクター３００のステージコントローラー３５０は、バンドストップフィルター３５５を有してもよい。
【0139】
距離センサー４０３は、印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出する。距離センサー４０３は、ロボットシステム１００を覆う筐体等に設けられる。距離センサー４０３は、多関節ロボット２００がエンドエフェクター３００をＸ軸に沿って＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に搬送しているとき、印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定する。距離センサー４０３は、印刷ヘッドユニット３１０が印刷を行っているときの印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定する。距離センサー４０３は、印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出する。印刷ヘッドユニット３１０は、多関節ロボット２００の駆動によって振動する。
【0140】
距離センサー４０３は、Ｙ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、Ｙ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出する。距離センサー４０３は、Ｘ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、Ｘ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出してもよい。印刷ヘッドユニット３１０の振動は、多関節ロボット２００の動作振動に起因する。
【0141】
ロボットシステム１００は、２つの距離センサー４０３を備えてもよい。ロボットシステム１００は、図４に示すエンドエフェクター３００を備えるとき、２つの距離センサー４０３を備える。一方の距離センサー４０３は、Ｙ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、Ｙ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出する。他方の距離センサー４０３は、Ｘ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、Ｘ軸に沿った印刷ヘッドユニット３１０の振動を検出する。
【0142】
図１９は、距離センサー４０３を備えるが、これに限定されない。印刷ヘッドユニット３１０の振動が検出可能であれば、センサーの構成は限定されない。ロボットシステム１００は、距離センサー４０３に代えて、レーザー変位計等の変位計を備えてもよい。ロボットシステム１００は、距離センサー４０３に代えて、加速度センサー、慣性計測ユニット等を備えてもよい。加速度センサー、慣性計測ユニット等は、エンドエフェクター３００に設けられる。
【0143】
距離センサー４０３は、印刷中の印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定する。距離センサー４０３は、測定した距離に基づいて、印刷ヘッドユニット３１０の動作振動に起因する変位を振動データとして検出する。距離センサー４０３は、振動データを制御装置５００に送信する。
【0144】
制御装置５００の移動データ生成部５１７は、振動データを受信する。移動データ生成部５１７は、振動データに対して逆位相となる移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、移動データをステージコントローラー３５０に送信する。
【0145】
ステージコントローラー３５０は、移動データを受信する、ステージコントローラー３５０は、移動データに基づいて、ステージ駆動信号を生成する。ステージ駆動信号は、ステージ振動に係る信号である。ステージコントローラー３５０は、ステージ駆動信号をステージ駆動機構３２５に送信する。ステージ駆動機構３２５は、ステージ駆動信号に基づいて、移動ステージ３２３を移動させる。移動ステージ３２３は、多関節ロボット２００の動作振動と逆位相のステージ振動で動作する。ロボットシステム１００が図４に示すエンドエフェクター３００を備える場合、ステージコントローラー３５０は、第２ステージ駆動機構にステージ駆動信号を送信する。第２ステージ駆動機構は、ステージ駆動信号に基づいて第２移動ステージ３６１を移動させる。第２移動ステージ３６１は、多関節ロボット２００の動作振動と逆位相のステージ振動で動作する。
【0146】
ステージコントローラー３５０は、バンドストップフィルター３５５を有してもよい。バンドストップフィルター３５５は、入力データから予め定めた周波数領域の成分を減衰する。バンドストップフィルター３５５は、移動データもしくはステージ駆動信号を入力データとして入力する。バンドストップフィルター３５５は、移動データもしくはステージ駆動信号に含まれる予め定めた周波数領域の成分を減衰する。バンドストップフィルター３５５には、予め定めた周波数領域として、多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域が設定される。バンドストップフィルター３５５は、一例として、３０Ｈｚから４０Ｈｚの周波数領域を予め定めた周波数領域として設定される。
【0147】
バンドストップフィルター３５５は、移動データもしくはステージ駆動信号から多関節ロボット２００の共振周波数を減衰して補正ステージ駆動信号を生成する。補正ステージ駆動信号は、ステージ振動に係る信号である。ステージコントローラー３５０は、補正ステージ駆動信号に基づいて移動ステージ３２３を動作させる。バンドストップフィルター３５５が多関節ロボット２００の共振周波数を減衰することによって、移動ステージ３２３の移動に対して多関節ロボット２００が共振することによって生じる印刷画質の低下が抑えられる。補正ステージ駆動信号は、補正駆動信号の一例に対応する。バンドストップフィルター３５５は、バンドフィルターの一例に対応する。
【0148】
図２０は、ロボットシステム１００で実行される制御フローを示している。図２０は、移動ステージ３２３を用いて、動作振動を低減させる制御フローをフローチャートで示している。図２０に示す制御フローは、制御プログラムを実行することによって行われる。図２０に示す制御フローは、一例として、図３に示すエンドエフェクター３００を備えるロボットシステム１００で実行される。
【0149】
制御装置５００は、ステップＳ５０１で、Ｘ軸に沿って印刷ヘッドユニット３１０を搬送させる。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、エンドエフェクター３００をＸ軸に沿って搬送させる。制御装置５００は、エンドエフェクター３００を搬送させることによって、エンドエフェクター３００に配置される印刷ヘッドユニット３１０を搬送させる。多関節ロボット２００は、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿った＋Ｘ方向もしくは－Ｘ方向に移動させる。
【0150】
制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０がＸ軸に沿って搬送されるとき、ステップＳ５０３で、振動データを検出させる。距離センサー４０３は、印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定する。距離センサー４０３は、印刷ヘッドユニット３１０までの距離を測定することによって、各時間ごとの印刷ヘッドユニット３１０のＹ軸に沿った変位を検出する。距離センサー４０３は、各時間ごとの変位の集合を振動データとして検出する。距離センサー４０３は、振動データを制御装置５００に送信する。
【0151】
制御装置５００は、振動データを検出したのち、ステップＳ５０５で、移動データを生成する。制御装置５００の移動データ生成部５１７は、振動データに基づいて移動データを生成する。移動データ生成部５１７は、振動データに対して逆位相の移動データを生成する。移動データは、移動ステージ３２３を動作振動に対して逆位相のステージ振動で動作させる。移動データ生成部５１７は、移動データをステージコントローラー３５０に送信する。
【0152】
制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０の搬送中に、ステップＳ５０７で、移動データに基づいて移動ステージ３２３を移動させる。ステージコントローラー３５０は、振動データに基づいてインクを吐出する位置もしくは時間ごとに移動ステージ３２３の移動方向及び移動量を取得する。ステージコントローラー３５０は、取得した移動方向及び移動量で移動ステージ３２３を移動させる。ステージコントローラー３５０は、多関節ロボット２００の駆動によって生じる動作振動と逆位相のステージ振動で移動ステージ３２３を動作させる。
【0153】
ステージコントローラー３５０は、バンドストップフィルター３５５を有するとき、バンドストップフィルター３５５によって生成される補正ステージ駆動信号に基づいて移動ステージ３２３を動作させる。バンドストップフィルター３５５は、移動データもしくはステージ駆動信号を入力し、修正ステージ駆動信号を生成する。バンドストップフィルター３５５は、多関節ロボット２００の共振周波数を含む領域の成分を減衰する。
【0154】
制御装置５００は、移動ステージ３２３を移動させたのち、ステップＳ５０９で、インクを吐出させる。制御装置５００は、印刷データに基づいてインクを対象物の表面に吐出させる。印刷ヘッドユニット３１０は、制御着弾位置ＣＰに向けてインクを吐出する。移動ステージ３２３が印刷ヘッドユニット３１０を移動させることによって、実着弾位置ＡＰと制御着弾位置ＣＰとのずれは低減する。
【0155】
制御装置５００は、インクを吐出させたのち、ステップＳ５１１で、ラインの印刷が終了したか否かを判定する。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したか否かを判定する。
【0156】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了したと判定すると、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を終了する（ステップＳ５１１；ＹＥＳ）。制御装置５００は、多関節ロボット２００を駆動させて、Ｙ軸に沿った＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向にエンドエフェクター３００を移動させる。または、制御装置５００は、印刷を終了させる。
【0157】
制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったインクの吐出が終了していないと判定すると、ステップＳ５０５に戻る（ステップＳ５１１；ＮＯ）。制御装置５００は、Ｘ軸に沿ったラインの印刷を継続する。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させる。制御装置５００は、印刷ヘッドユニット３１０を＋Ｙ方向もしくは－Ｙ方向に移動させたのち、印刷ヘッドユニット３１０をＸ軸に沿って移動させる。制御装置５００は、次のラインの印刷を印刷ヘッドユニット３１０に実行させる。
【0158】
制御フローでは、印刷ヘッドユニット３１０がインクを吐出しているときの動作振動を検出し、検出した動作振動に対して逆位相のステージ振動で移動ステージ３２３は動作する。
ロボットシステム１００は、リアルタイムで多関節ロボット２００の駆動に起因する振動を減少させることができる。
ロボットシステム１００は、リアルタイムで多関節ロボット２００の駆動に起因する振動を減少させることができる。
【0159】
検出した動作振動に基づいて、ステージ振動に係る補正ステージ駆動信号を生成し、多関節ロボット２００の共振周波数を減衰するバンドストップフィルター３５５を介した補正ステージ駆動信号に基づいて、移動ステージ３２３はステージ振動で動作する。
ロボットシステム１００は、移動ステージ３２３の移動に起因する多関節ロボット２００の共振による印刷画質の低下が抑えられる。
ロボットシステム１００は、移動ステージ３２３の移動に起因する多関節ロボット２００の共振による印刷画質の低下が抑えられる。
【0160】
エンドエフェクター３００の印刷ヘッドユニット３１０は、インクを対象物の表面に吐出して、印刷を行うが、インク以外の液体を吐出してもよい。印刷ヘッドユニット３１０は、インクに代えて、接着剤等の液体を吐出してもよい。印刷ヘッドユニット３１０は、接着剤等の液体を吐出することによって、ロボットシステム１００は、接着剤塗布装置等として機能する。
【0161】
エンドエフェクター３００は、印刷ヘッドユニット３１０に代えて、レーザー加工ユニット、溶接ユニット等の機能ユニットを搭載してもよい。エンドエフェクター３００は、機能ユニットを搭載することによって、ロボットシステム１００は、加工装置等として機能する。
【符号の説明】
【0162】
１００…ロボットシステム、２００…多関節ロボット、２１０…基台、２２０…ロボットアーム、２２１…第１アーム、２２２…第２アーム、２２３…第３アーム、２２４…第４アーム、２２５…第５アーム、２２６…第６アーム、２３０…ロボットコントローラー、２３１…ロボット記憶部、２３３…アーム制御部、２４０…アーム駆動機構、２４１…関節モーター群、２４３…関節エンコーダー群、３００…エンドエフェクター、３１０…印刷ヘッドユニット、３１１…液体吐出ヘッド、３１３…インクタンク、３２０…ステージユニット、３２１…固定ステージ、３２３…移動ステージ、３２５…ステージ駆動機構、３２７…支持部、３２９…超音波モーター、３３１…キャリッジ、３３３…レール、３３５…ネジ、３４０…プリントコントローラー、３５０…ステージコントローラー、３５５…バンドストップフィルター、３６１…第２移動ステージ、３６３…第２キャリッジ、４０１…ビジョンカメラ、４０３…距離センサー、５００…制御装置、５１０…印刷制御ユニット、５１１…印刷データ生成部、５１２…データ処理部、５１３…印刷データ補正部、５１５…動作制御部、５１７…移動データ生成部、５３０…記憶部、ＡＰ…実着弾位置、ＡＰk…第ｋ実着弾位置、ＣＤ…修正プレ印刷データ、ＣＰ…制御着弾位置、ＣＰk…第ｋ制御着弾位置、ＥＡ…拡大領域、ＦＤ…フーリエ変換データ、Ｊ１…第１関節、Ｊ１Ｅ…第１関節エンコーダー、Ｊ１Ｍ…第１関節モーター、Ｊ２…第２関節、Ｊ２Ｅ…第２関節エンコーダー、Ｊ２Ｍ…第２関節モーター、Ｊ３…第３関節、Ｊ３Ｅ…第３関節エンコーダー、Ｊ３Ｍ…第３関節モーター、Ｊ４…第４関節、Ｊ４Ｅ…第４関節エンコーダー、Ｊ４Ｍ…第４関節モーター、Ｊ５…第５関節、Ｊ５Ｅ…第５関節エンコーダー、Ｊ５Ｍ…第５関節モーター、Ｊ６…第６関節、Ｊ６Ｅ…第６関節エンコーダー、Ｊ６Ｍ…第６関節モーター、ＰＤ…プレ印刷データ、ＲＤ…共振データ、ＶＬ…印刷仮想線。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】