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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】P2024098210
(43)【公開日】2024-07-23
(54)【発明の名称】立体物印刷装置および立体物印刷方法
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20240716BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 109
B41J2/01 303
B41J2/01 401
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023001526
(22)【出願日】2023-01-10
(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）】
2C056EA04
2C056EB03
2C056EB13
2C056EB37
2C056EC03
2C056EC11
2C056EC33
2C056FA10
2C056FB09
2C056HA07
2C056HA12
2C056HA37
(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、液体を吐出する第１ヘッドと、液体を吐出する第２ヘッドと、第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って第1のＺ移動機構および第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して第１ヘッドおよび第２ヘッドをＸ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、第１ヘッドがワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、第２ヘッドがワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、第１期間において、第２のＺ移動機構の動作による第２ヘッドの移動量は、第１のＺ移動機構の動作による第１ヘッドの移動量よりも小さい。
【選択図】図７
【解決手段】立体物印刷装置は、液体を吐出する第１ヘッドと、液体を吐出する第２ヘッドと、第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って第1のＺ移動機構および第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して第１ヘッドおよび第２ヘッドをＸ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を備え、Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、第１ヘッドがワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、第２ヘッドがワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、第１期間において、第２のＺ移動機構の動作による第２ヘッドの移動量は、第１のＺ移動機構の動作による第１ヘッドの移動量よりも小さい。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出する第１ヘッドと、
液体を吐出する第２ヘッドと、
前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、
前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２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、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、
前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
液体を吐出する第２ヘッドと、
前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、
前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２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、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、
前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
【請求項2】
前記第１期間は、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動を行わない停止期間を含む、
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】
前記第１期間は、前記第２のＺ移動機構の動作により前記第２ヘッドを移動させる助走期間を含む、
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4】
前記第１期間は、
前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動を行わない停止期間と、
前記停止期間に後続し、前記第２のＺ移動機構の動作により前記第２ヘッドを移動させる助走期間と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷装置。
前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動を行わない停止期間と、
前記停止期間に後続し、前記第２のＺ移動機構の動作により前記第２ヘッドを移動させる助走期間と、を含む、
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5】
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１期間に後続し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始する期間を第２期間としたとき、
前記第２期間は、前記助走期間に後続し、
前記第２期間において、前記第２のＺ移動機構の動作により前記第２ヘッドを移動させる、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の立体物印刷装置。
前記第２期間は、前記助走期間に後続し、
前記第２期間において、前記第２のＺ移動機構の動作により前記第２ヘッドを移動させる、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の立体物印刷装置。
【請求項6】
前記助走期間における前記第２ヘッドの前記Ｚ軸に沿う移動方向は、前記第２期間における前記第２ヘッドの前記Ｚ軸に沿う移動方向と同方向である、
ことを特徴とする請求項５に記載の立体物印刷装置。
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】
前記第１期間の前において、前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの前記Ｚ軸に沿う方向における位置が互いに同一である、
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8】
液体を吐出する第３ヘッドと、
前記第３ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第３のＺ移動機構と、をさらに備え、
前記Ｘ移動機構は、前記第１のＺ移動機構、前記第２のＺ移動機構および前記第３のＺ移動機構を一括して前記Ｘ軸に沿って移動させることにより、前記ワークに対して前記第１ヘッド、前記第２ヘッドおよび前記第３ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させ、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１期間に後続し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始する期間を第２期間としたとき、
前記第２期間は、前記第３ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始する前の期間であり、
前記第２期間において、前記第３のＺ移動機構の動作による前記第３ヘッドの移動量は、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷装置。
前記第３ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第３のＺ移動機構と、をさらに備え、
前記Ｘ移動機構は、前記第１のＺ移動機構、前記第２のＺ移動機構および前記第３のＺ移動機構を一括して前記Ｘ軸に沿って移動させることにより、前記ワークに対して前記第１ヘッド、前記第２ヘッドおよび前記第３ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させ、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１期間に後続し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始する期間を第２期間としたとき、
前記第２期間は、前記第３ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始する前の期間であり、
前記第２期間において、前記第３のＺ移動機構の動作による前記第３ヘッドの移動量は、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量よりも小さい、
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9】
液体を吐出する第１ヘッドと、
液体を吐出する第２ヘッドと、
前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、
前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を用いた立体物印刷方法であって、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、
前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷方法。
液体を吐出する第２ヘッドと、
前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、
前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、
前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を用いた立体物印刷方法であって、
前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、
前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい、
ことを特徴とする立体物印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、立体物印刷装置および立体物印刷方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、立体的なワークの表面にインクジェット方式により印刷を行う立体物印刷装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の装置は、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。
【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では、各ヘッドの印刷開始前から印刷開始までの期間の上下動について何ら記載がない。このような状況のもと、良好な画質を得るうえで、複数のヘッドの上下動を適切に行うことが望まれる。
【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、本開示の立体物印刷装置の一態様は、液体を吐出する第１ヘッドと、液体を吐出する第２ヘッドと、前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２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、前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい。
【0006】
本開示の立体物印刷方法の一態様は、液体を吐出する第１ヘッドと、液体を吐出する第２ヘッドと、前記第１ヘッドをＺ軸に沿って移動させる第１のＺ移動機構と、前記第２ヘッドを前記Ｚ軸に沿って移動させる第２のＺ移動機構と、前記Ｚ軸に交差するＸ軸に沿って前記第1のＺ移動機構および前記第２のＺ移動機構を一括して移動させることにより、立体的なワークに対して前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドを前記Ｘ軸に沿って移動させるＸ移動機構と、を用いた立体物印刷方法であって、前記Ｘ移動機構の動作中の期間内であって、前記第１ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始し、かつ、前記第２ヘッドが前記ワークに向けて液体を吐出する動作を開始していない期間を第１期間としたとき、前記第１期間において、前記第２のＺ移動機構の動作による前記第２ヘッドの移動量は、前記第１のＺ移動機構の動作による前記第１ヘッドの移動量よりも小さい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図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】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】各タイミングでの各ヘッドの状態を説明するための図である。
【図5】第１期間の前の期間内のタイミングｔ１におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図6】第１期間の前の期間内のタイミングｔ２におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図7】第１期間内のタイミングｔ３におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図8】第１期間内のタイミングｔ４におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図9】第２期間内のタイミングｔ５におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図10】第２期間内のタイミングｔ６におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【図11】参考例におけるヘッドおよびＺ移動機構の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照しながら本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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
【0013】
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。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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。基台１０が省略される場合、立体物印刷装置１の各構成要素は、例えば、建物の床、壁または天井等に設置される。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。本実施形態では、移動機構２、支持機構４およびメンテナンス機構１２が同一平面である面１０ａに支持されるが、これらが互いに異なる方向を向く面に支持されてもよい。例えば、床、壁および天井のうち、１つに、移動機構２が設置され、他の１つに、支持機構４が設置されてもよい。また、互いに異なる方向を向く複数の壁のうち、１つに、移動機構２が設置され、他の１つに、支持機構４が設置されてもよい。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
ここで、Ｚ移動機構２Ｚ＿１が「第１のＺ移動機構」の一例であり、Ｚ移動機構２Ｚ＿２が「第２のＺ移動機構」の一例であり、Ｚ移動機構２Ｚ＿３が「第３のＺ移動機構」の一例である。
【0021】
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軸に沿って移動する。
【0022】
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。これらは、例えば、鉄、ステンレス鋼またはアルミニウム合金等の金属で構成される。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。ここで、ヘッドユニット３＿１の有するヘッド３ａである後述のヘッド３ａ＿１が「第１ヘッド」の一例であり、ヘッドユニット３＿２の有するヘッド３ａである後述のヘッド３ａ＿２が「第２ヘッド」の一例であり、ヘッドユニット３＿３の有するヘッド３ａである後述のヘッド３ａ＿３が「第３ヘッド」の一例である。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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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とエネルギー出射部３２とを有する。
【0035】
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。エネルギー出射部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、熱、電子線または放射線等のエネルギーを出射する。エネルギー出射部３２は、例えば、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。なお、エネルギー出射部３２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有してもよい。また、センサー３１およびエネルギー出射部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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。これらは、例えば、鉄、ステンレス鋼またはアルミニウム合金等の金属で構成される。
【0039】
支持体４ａは、基台１０の面１０ａにネジ留め等により固定される部材である。図１に示す例では、支持体４ａは、Ｙ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。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、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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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のノズル面を覆うことにより、当該ノズル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。
【0043】
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。
【0044】
１－２．印刷装置の電気的な構成
図２は、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、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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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助走経路ＲＵ０および印刷経路ＲＵにおけるヘッド３ａの位置を示す情報である。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。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。
【0051】
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。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。
【0052】
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。
【0053】
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を生成する。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
制御回路６ｃは、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。
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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、作業者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のエネルギー出射部３ｃとセンサーユニット３０のエネルギー出射部３２との駆動を制御する機能を有する。
【0063】
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。
【0064】
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。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。
【0065】
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。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。
【0066】
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、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（electro-luminescence）表示パネル等の各種の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。
【0067】
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。ここで、入力装置７ｄは、タッチパネルを有する場合、表示装置７ｃを兼ねてもよい。なお、入力装置７ｄは、コンピューター７の外部に設けられてもよい。また、入力装置７ｄは、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。
【0068】
１－３．ヘッドユニットの構成
図３は、ヘッドユニット３および調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈの概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、ヘッドユニット３は、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈを介してＺ移動機構２Ｚに支持される。図３に示す例では、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈは、この順でＺ２方向に並ぶ。
図３は、ヘッドユニット３および調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈの概略構成を示す斜視図である。図３に示すように、ヘッドユニット３は、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈを介してＺ移動機構２Ｚに支持される。図３に示す例では、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈは、この順でＺ２方向に並ぶ。
【0069】
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を微調整するための機構である。図３に示す例では、調整機構２ｆは、第１部材２ｆ１と第２部材２ｆ２とを有し、これらがＹ軸に沿う方向の相対的な位置を変更可能に構成される。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、手動により当該微調整が可能である。第１部材２ｆ１は、Ｚ移動機構２Ｚにネジ留め等により取り付けられる。なお、第１部材２ｆ１は、Ｚ移動機構２Ｚと一体で構成されてもよい。
【0070】
調整機構２ｇは、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を微調整するための機構である。図３に示す例では、調整機構２ｇは、第１部材２ｇ１と第２部材２ｇ２とを有し、これらがＸ軸に平行な軸まわりの相対的な姿勢を変更可能に構成される。調整機構２ｇには、当該微調整のためのツマミ等が設けられており、手動により当該微調整が可能である。第１部材２ｇ１は、調整機構２ｆの第２部材２ｆ２に取り付けられる。なお、第１部材２ｇ１は、第２部材２ｆ２と一体で構成されてもよい。
【0071】
調整機構２ｈは、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３に示す例では、調整機構２ｈは、第１部材２ｈ１と第２部材２ｈ２とを有し、これらがＺ軸に平行な軸まわりの相対的な姿勢を変更可能に構成される。図示しないが、調整機構２ｈには、当該微調整のためのツマミ等が設けられており、手動により当該微調整が可能である。第１部材２ｈ１は、調整機構２ｇの第２部材２ｇ２に取り付けられる。なお、第１部材２ｈ１は、第２部材２ｇ２と一体で構成されてもよい。
【0072】
なお、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈの並び順は、図３に示す例に限定されず、任意である。また、調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈは、電動により微調整を行う構成であってもよい。
【0073】
ヘッドユニット３は、ヘッド３ａのほか、流路構造体３ｂとエネルギー出射部３ｃと支持体３ｇとカバー３ｈ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。なお、図３に示す例では、ヘッドユニット３の有するヘッド３ａおよび流路構造体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、流路構造体３ｂは、ヘッドユニット３の外部に設けられてもよい。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。
【0074】
支持体３ｇは、前述の調整機構２ｆ、２ｇ、２ｈ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およびエネルギー出射部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。
【0075】
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。
【0076】
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。
【0077】
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の法線方向がＺ２方向であり、当該複数のノズルＮは、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。
【0078】
ただし、ノズル列ＮＬａにおける複数のノズルＮとノズル列ＮＬｂ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、ノズル列ＮＬａおよびノズル列ＮＬｂ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、ノズル列ＮＬａにおける複数のノズルＮとノズル列ＮＬｂにおける複数のノズルＮとのＸ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。また、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。
【0079】
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。
【0080】
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。
【0081】
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。
【0082】
供給管３ｉ１および排出管３ｉ２は、前述のようなインクを移送する機能だけでなく、ヘッド３ａに対して流路構造体３ｂを支持する機能を有する。したがって、供給管３ｉ１および排出管３ｉ２は、ヘッド３ａに対して流路構造体３ｂを支持し得る剛性を有し、例えば、フッ素系樹脂等の樹脂材料で構成される。また、供給管３ｉ１および排出管３ｉ２は、ヘッド３ａおよび流路構造体３ｂに対して嵌合等により接続されており、ヘッド３ａおよび流路構造体３ｂのうちの一方または両方に対して着脱可能である。例えば、供給管３ｉ１には、流路構造体３ｂの図示しない排出口が着脱可能に挿入される。排出管３ｉ２には、流路構造体３ｂの図示しない導入口が着脱可能に挿入される。
【0083】
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、流路構造体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供給管２０ａ内に移送される。
【0084】
カバー３ｈは、流路構造体３ｂの周囲を覆う箱状の部材であり、例えば、金属材料等で構成される。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。当該空間は、密閉されてもよいし、外部に開放されてもよい。
【0085】
支持体３ｇに対してＸ２方向の位置には、エネルギー出射部３ｃが配置される。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。
【0086】
ここで、エネルギー出射部３ｃは、ワークＷ上のインクを半硬化または半固化させるための光、熱、電子線または放射線等のエネルギーを出射する。「半硬化」とは、完全硬化に至らずに部分的に硬化した状態をいう。同様に、「半固化」とは、完全固化に至らずに部分的に固化した状態をいう。エネルギー出射部３ｃは、例えば、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。なお、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有してもよい。なお、エネルギー出射部３ｃは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。また、仮硬化用光源５ｃは、後述のエネルギー出射部３２と同様、ワークＷ上のインクを完全硬化させてもよい。
【0087】
１－４．印刷動作
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がヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０をＸ軸に沿って移動させるとともに、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４がヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａ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、ヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａ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。なお、この印刷動作におけるヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０の移動経路は、前述の経路情報Ｄａの示す位置により規定される。
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がヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０をＸ軸に沿って移動させるとともに、Ｚ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４がヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａ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、ヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａ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。なお、この印刷動作におけるヘッドユニット３＿１～３＿４およびセンサーユニット３０の移動経路は、前述の経路情報Ｄａの示す位置により規定される。
【0088】
当該印刷動作では、Ｘ移動機構２Ｘの動作によりヘッドユニット３＿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、ヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａは、ヘッドユニット３＿１のヘッド３ａ＿１を先頭として、Ｘ１方向に移動する。ここで、ヘッドユニット３＿１～３＿４のヘッド３ａ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。
【0089】
図４は、各タイミングでの各ヘッド３ａの状態を説明するための図である。図４では、タイミングｔ１～ｔ６でのヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３の状態が代表的に示される。ここで、図４中、「Ｘ位置」の項目において、「－」は、Ｘ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が助走開始位置ＰＸ０よりも手前の位置にあることを示し、「ＰＸ０」は、Ｘ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が助走開始位置ＰＸ０にあることを示し、「ＰＸ１」は、Ｘ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が印刷開始位置ＰＸ１にあることを示し、「ＲＵ」は、Ｘ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が印刷経路ＲＵ上の位置にあることを示す。また、図４中、「Ｚ位置」の項目において、「ＰＺ０」は、Ｚ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が初期位置ＰＺ０にあることを示し、「ＰＺ１」は、Ｚ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が印刷開始位置にあることを示し、「ＲＵ」は、Ｚ軸に沿う方向でのヘッド３ａの位置が印刷経路ＲＵ上の位置にあることを示す。さらに、図４中、「Ｚ動作」の項目において、「なし」は、Ｚ移動機構２Ｚが停止中であることを示し、「あり」は、Ｚ移動機構２Ｚが動作中であることを示す。また、図４中、「吐出」の項目において、「なし」は、ヘッド３ａが印刷のためのインクを吐出していないことを示し、「あり」は、ヘッド３ａが印刷のためのインクを吐出していることを示す。なお、ヘッド３ａ＿４の状態は、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３の状態変化と同様、ヘッド３ａ＿４のＸ軸に沿う方向での位置に応じて変化する。
【0090】
印刷動作を実行する場合、Ｘ移動機構２Ｘの動作中の期間Ｔは、図４に示すように、期間Ｔ０と第１期間Ｔ１と第２期間Ｔ２とをこの順で含む。
【0091】
期間Ｔ０は、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３がいずれもワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始する前の期間である。期間Ｔ０では、Ｚ軸に沿う方向にみて、すべてのヘッド３ａがワークＷの面ＷＦに重ならない位置にある。期間Ｔ０は、タイミングｔ１、ｔ２をこの順に含む。
【0092】
タイミングｔ１は、期間Ｔ０の開始タイミングであって、ヘッド３ａ＿１のＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達する前のタイミングである。タイミングｔ１では、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２、２Ｚ＿３がいずれも停止中である。このとき、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３のＺ軸に沿う方向での位置は、いずれも、初期位置ＰＺ０である。また、このとき、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３は、いずれも、印刷のためのインクを吐出する動作を開始していない。
【0093】
タイミングｔ２は、期間Ｔ０内のタイミングｔ１後のタイミングであって、ヘッド３ａ＿１のＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達したタイミングである。タイミングｔ２では、Ｚ移動機構２Ｚ＿２、２Ｚ＿３が停止中のまま、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作が開始される。このため、タイミングｔ２では、ヘッド３ａ＿２、３ａ＿３のＺ軸に沿う方向での位置が初期位置ＰＺ０のまま、ヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に向かう助走動作が開始される。したがって、期間Ｔ０は、当該助走動作を実行するためにＺ移動機構２Ｚ＿１の動作によりヘッド３ａ＿１を移動させる助走期間を含む。なお、タイミングｔ２では、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２、３ａ＿３は、いずれも、印刷のためのインクを吐出する動作を開始していない。
【0094】
第１期間Ｔ１は、期間Ｔ内であって、ヘッド３ａ＿１がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始した後、かつ、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始する前の期間である。第１期間Ｔ１は、タイミングｔ３、ｔ４をこの順に含む。
【0095】
タイミングｔ３は、第１期間Ｔ１の開始タイミングであって、ヘッド３ａ＿１のＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達したタイミングである。タイミングｔ３では、Ｚ移動機構２Ｚ＿２、２Ｚ＿３が停止中のまま、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作が継続される。このため、第１期間Ｔ１は、Ｚ移動機構２Ｚ＿２、２Ｚ＿３の動作によるヘッド３ａ＿２、３ａ＿３の移動を行わない停止期間を含む。ここで、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間では、ヘッド３ａ＿２、３ａ＿３のＺ軸に沿う方向での位置が初期位置ＰＺ０のまま、ヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に向かう助走動作が行われる。そして、タイミングｔ３では、ヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１にあり、ヘッド３ａ＿１がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始する。なお、タイミングｔ３では、ヘッド３ａ＿２、３ａ＿３は、印刷のためのインクを吐出する動作を開始していない。
【0096】
タイミングｔ４は、第１期間Ｔ１内のタイミングｔ３後のタイミングであって、ヘッド３ａ＿２のＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達したタイミングである。タイミングｔ４では、Ｚ移動機構２Ｚ＿３が停止中のまま、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作が継続されるとともに、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作が開始される。このため、タイミングｔ４では、ヘッド３ａ＿３のＺ軸に沿う方向での位置が初期位置ＰＺ０のまま、ヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に向かう助走動作が開始される。したがって、第１期間Ｔ１は、当該助走動作を実行するためにＺ移動機構２Ｚ＿２の動作によりヘッド３ａ＿２を移動させる助走期間を含む。なお、タイミングｔ４では、ヘッド３ａ＿２、３ａ＿３は、いずれも、印刷のためのインクを吐出する動作を開始していない。また、タイミングｔ４では、Ｚ移動機構２Ｚ＿１がヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う方向での位置をワークＷの面ＷＦに対して所定間隔を保つように動作する。
【0097】
以上の第１期間Ｔ１では、Ｚ移動機構２Ｚ＿２、２Ｚ＿３が停止中であるのに対し、Ｚ移動機構２Ｚ＿１が動作するので、Ｚ移動機構２Ｚ＿２、２Ｚ＿３の動作によるヘッド３ａ＿２、３ａ＿３の移動量は、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作によるヘッド３ａ＿１の移動量よりも小さい。
【0098】
第２期間Ｔ２は、期間Ｔ内であって、第１期間Ｔ１に後続し、かつ、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始した後の期間である。本実施形態の第２期間Ｔ２は、第１期間Ｔ１のヘッド３ａ＿１のための助走期間に後続する。第２期間Ｔ２は、タイミングｔ５、ｔ６をこの順に含む。
【0099】
タイミングｔ５は、第２期間Ｔ２の開始タイミングであって、ヘッド３ａ＿２のＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達したタイミングである。タイミングｔ５では、Ｚ移動機構２Ｚ＿３が停止中のまま、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２の動作が継続される。このため、第２期間Ｔ２は、Ｚ移動機構２Ｚ＿３の動作によるヘッド３ａ＿３の移動を行わない停止期間を含む。ここで、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間では、ヘッド３ａ＿３のＺ軸に沿う方向での位置が初期位置ＰＺ０のまま、ヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に向かう助走動作が行われる。そして、タイミングｔ５では、ヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１にあり、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始する。なお、タイミングｔ５では、ヘッド３ａ＿３は、印刷のためのインクを吐出する動作を開始していない。
【0100】
タイミングｔ６は、第２期間Ｔ２内のタイミングｔ５後のタイミングであって、ヘッド３ａ＿３のＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達したタイミングである。タイミングｔ６では、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２の動作が継続されるとともに、Ｚ移動機構２Ｚ＿３の動作が開始される。また、タイミングｔ６では、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２がヘッド３ａ＿１、３ａ＿２のＺ軸に沿う方向での位置をワークＷの面ＷＦに対して所定間隔を保つように動作する。
【0101】
以上の第２期間Ｔ２では、Ｚ移動機構２Ｚ＿３が停止中であるのに対し、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２が動作するので、Ｚ移動機構２Ｚ＿３の動作によるヘッド３ａ＿３の移動量は、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿１、３ａ＿２の移動量よりも小さい。
【0102】
【0103】
図５は、第１期間Ｔ１の前の期間Ｔ０内のタイミングｔ１におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0104】
図５に示すように、タイミングｔ１では、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のすべてのノズル列ＮＬが助走開始位置ＰＸ０に対してＸ２方向の領域に位置する。助走開始位置ＰＸ０は、ワークＷの面ＷＦの印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ２方向の位置である。したがって、タイミングｔ１では、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のすべてのノズル列ＮＬが印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ２方向の領域に位置する。図５に示す例では、センサーユニット３０も印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ２方向の領域に位置する。
【0105】
また、タイミングｔ１では、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がいずれも初期位置ＰＺ０である。このため、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のＺ軸に沿う方向における位置が互いに同一である。このとき、Ｚ移動機構２Ｚ＿０～２Ｚ＿４は、いずれも停止中である。また、センサーユニット３０のＺ軸に沿う方向での位置は、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のＺ軸に沿う方向での位置に対応する位置にある。
【0106】
本実施形態の初期位置ＰＺ０は、印刷開始位置ＰＺ１に対してＺ２方向の位置である。このため、後述の助走経路ＲＵ０を印刷経路ＲＵの延長線に沿う経路とすることができる。
【0107】
図６は、第１期間Ｔ１の前の期間Ｔ０内のタイミングｔ２におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0108】
図６に示すように、タイミングｔ２では、ヘッド３ａ＿１～３ａ＿４のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がいずれも初期位置ＰＺ０である状態で、ヘッド３ａ＿１のノズル列ＮＬのＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達する。
【0109】
このとき、センサーユニット３０は、印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ１方向の領域で、ワークＷの面ＷＦよりもＺ１方向に位置する。ここで、タイミングｔ１以降の期間におけるセンサーユニット３０のＺ軸に沿う方向での位置は、後述のヘッド３ａの位置と同様にＸ軸に沿う方向での位置に応じて変化してもよいし、助走開始位置ＰＸ０または印刷開始位置ＰＸ１に達した後にワークＷに接触しない所定位置に固定してもよい。ただし、センサーユニット３０がワークＷとの接触を検出する接触式のセンサーを用いる場合、当該センサーの先端のＺ軸に沿う方向での位置がヘッド３ａのノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置と同様に変化することが好ましい。
【0110】
図７は、第１期間Ｔ１内のタイミングｔ３におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0111】
図７に示すように、タイミングｔ３では、ヘッド３ａ＿１のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に位置するとともに、ヘッド３ａ＿１のノズル列ＮＬのＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達する。ここで、タイミングｔ２からタイミングｔ３までの期間は、ヘッド３ａ＿１が助走経路ＲＵ０に沿って移動する助走期間である。助走経路ＲＵ０は、印刷時の印刷経路ＲＵの延長線に沿う経路である。このため、当該助走期間におけるヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う移動方向は、第１期間Ｔ１におけるヘッド３ａ＿１のＺ軸に沿う移動方向と同方向である。
【0112】
図８は、第１期間Ｔ１内のタイミングｔ４におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0113】
図８に示すように、タイミングｔ４では、ヘッド３ａ＿２～３ａ＿４のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がいずれも初期位置ＰＺ０である状態で、ヘッド３ａ＿２のノズル列ＮＬのＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達する。
【0114】
このとき、ヘッド３ａ＿１は、印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ１方向の領域で、ワークＷの面ＷＦよりもＺ１方向に位置する。ここで、ヘッド３ａ＿１のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がワークＷの面ＷＦの形状に応じた印刷経路ＲＵ上に位置する。
【0115】
図９は、第２期間Ｔ２内のタイミングｔ５におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0116】
図９に示すように、タイミングｔ５では、ヘッド３ａ＿２のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＺ１に位置するとともに、ヘッド３ａ＿２のノズル列ＮＬのＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達する。ここで、タイミングｔ４からタイミングｔ５までの期間は、ヘッド３ａ＿２が助走経路ＲＵ０に沿って移動する助走期間である。ここで、前述のように助走経路ＲＵ０が印刷時の印刷経路ＲＵの延長線に沿う経路であるため、当該助走期間におけるヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う移動方向は、第２期間Ｔ２におけるヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う移動方向と同方向である。
【0117】
タイミングｔ５では、ヘッド３ａ＿１のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置が印刷経路ＲＵ上の位置ＰＺ２である。ここで、位置ＰＺ１と位置ＰＺ２との間のＺ軸に沿う方向での距離Δｚ２は、位置ＰＺ０と位置ＰＺ１との間のＺ軸に沿う方向での距離Δｚ１よりも大きい。したがって、当該助走期間を設けても、第１期間Ｔ１において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動量は、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作によるヘッド３ａ＿１の移動量よりも小さい。
【0118】
図１０は、第２期間Ｔ２内のタイミングｔ６におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。
【0119】
図１０に示すように、タイミングｔ６では、ヘッド３ａ＿３、３ａ＿４のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がいずれも初期位置ＰＺ０である状態で、ヘッド３ａ＿３のノズル列ＮＬのＸ軸に沿う方向での位置が助走開始位置ＰＸ０に達する。
【0120】
このとき、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２は、印刷開始位置ＰＸ１に対してＸ１方向の領域で、ワークＷの面ＷＦよりもＺ１方向に位置する。ここで、ヘッド３ａ＿１、３ａ＿２のノズル面ＦＮのＺ軸に沿う方向での位置がワークＷの面ＷＦの形状に応じた印刷経路ＲＵ上に位置する。
【0121】
【0122】
図１１は、参考例におけるヘッド３ａ＿１～３ａ＿４およびＺ移動機構２Ｚ＿１～２Ｚ＿４の状態を説明するための図である。図１１に示す参考例では、初期位置ＰＺ０が印刷開始位置ＰＺ１に対してＺ１方向の位置である。この場合、ヘッド３ａは、経路ＲＵＸに沿って移動した後に印刷を開始する。すなわち、この場合、ヘッド３ａのＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達する前に、ヘッド３ａのＺ軸に沿う方向での位置が初期位置ＰＺ０から印刷開始位置ＰＺ１にＺ２方向に移動する。
【0123】
このような参考例では、ヘッド３ａのＸ軸に沿う方向での位置が印刷開始位置ＰＸ１に達した後に、ヘッド３ａのＺ軸に沿う方向での位置がワークＷの面ＷＦの高さに応じてＺ１方向に移動するので、ヘッド３ａに振動が生じやすい。つまり、印刷開始位置ＰＸ１への到達の前後において、Ｚ軸に沿ったヘッド３ａの動作方向がＺ２方向とＺ１方向とで逆になるため、振動が生じやすい。このような振動は、印刷中の先行のヘッド３ａに影響を与えるので、画質低下を招くという問題がある。
【0124】
【0125】
以上のように、立体物印刷装置１は、「第１ヘッド」の一例であるヘッド３ａ＿１と、「第２ヘッド」の一例であるヘッド３ａ＿２と、「第１のＺ移動機構」の一例であるＺ移動機構２Ｚ＿１と、「第２のＺ移動機構」の一例であるＺ移動機構２Ｚ＿２と、Ｘ移動機構２Ｘと、を備える。
【0126】
ここで、ヘッド３ａ＿１およびヘッド３ａ＿２のそれぞれは、「液体」の一例であるインクを吐出する。Ｚ移動機構２Ｚ＿１は、ヘッド３ａ＿１をＺ軸に沿って移動させる。Ｚ移動機構２Ｚ＿２は、ヘッド３ａ＿２をＺ軸に沿って移動させる。Ｘ移動機構２Ｘは、Ｚ軸に交差するＸ軸に沿ってＺ移動機構２Ｚ＿１およびＺ移動機構２Ｚ＿２を一括して移動させることにより、立体的なワークＷに対してヘッド３ａ＿１およびヘッド３ａ＿２をＸ軸に沿って移動させる。なお、このようなヘッド３ａ＿１とヘッド３ａ＿２とＺ移動機構２Ｚ＿１とＺ移動機構２Ｚ＿２とＸ移動機構２Ｘとを用いて立体物印刷方法が実行される。
【0127】
そのうえで、立体物印刷装置１または立体物印刷方法は、第１期間Ｔ１において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動量は、Ｚ移動機構２Ｚ＿１の動作によるヘッド３ａ＿１の移動量よりも小さい。なお、第１期間Ｔ１は、Ｘ移動機構２Ｘの動作中の期間Ｔ内であって、ヘッド３ａ＿１がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始し、かつ、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始していない期間である。
【0128】
以上の立体物印刷装置１または立体物印刷方法では、第１期間Ｔ１においてＺ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動量がＺ移動機構２Ｚ＿１の動作によるヘッド３ａ＿１の移動量よりも小さいので、第１期間Ｔ１において印刷に寄与しないヘッド３ａ＿２の無駄な動きを低減することができる。このため、ヘッド３ａ＿１がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始するタイミングｔ３において、ヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う動作によって発生する振動を小さくすることができ、この振動によるヘッド３ａ＿１への影響を抑制できる。この結果、ヘッド３ａ＿１がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始するタイミングｔ３において、ヘッド３ａ＿１からワークＷ上の所望位置に高精度にインクを着弾させることができる。したがって、印刷画像の印刷開始位置となる輪郭の画質を向上させることができる。
【0129】
本実施形態では、前述のように、第１期間Ｔ１は、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動を行わない停止期間を含む。このため、第１期間Ｔ１において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２を動作させる態様に比べて、ヘッド３ａ＿２の振動を低減し、ひいては、ヘッド３ａ＿１の受ける振動を小さくすることができる。
【0130】
また、前述のように、第１期間Ｔ１は、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によりヘッド３ａ＿２を移動させる助走期間を含む。このため、第１期間Ｔ１に後続する第２期間Ｔ２において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作を円滑に開始することができる。
【0131】
さらに、前述のように、立体物印刷装置１は、第２期間Ｔ２において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によりヘッド３ａ＿２を移動させる。ここで、第２期間Ｔ２は、Ｘ移動機構２Ｘの動作中の期間Ｔ内であって、第１期間Ｔ１に後続し、かつ、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始する期間であり、助走期間に後続する。このため、第２期間Ｔ２においてヘッド３ａ＿２を用いた印刷を円滑に行うことができる。
【0132】
また、前述のように、助走期間におけるヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う移動方向は、第２期間Ｔ２におけるヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う移動方向と同方向である。このため、第１期間Ｔ１に後続する第２期間Ｔ２において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作を円滑に開始することができる。
【0133】
さらに、前述のように、第１期間Ｔ１の前において、ヘッド３ａ＿１およびヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う方向における位置が互いに同一である。このため、第１期間Ｔ１の前においてヘッド３ａ＿１およびヘッド３ａ＿２のＺ軸に沿う方向における位置が互いに異なる態様に比べて、第１期間Ｔ１におけるヘッド３ａ＿２の動作量を小さくすることができる。
【0134】
また、前述のように、立体物印刷装置１は、「第３ヘッド」の一例であるヘッド３ａ＿３と、「第３のＺ移動機構」の一例であるＺ移動機構２Ｚ＿３と、をさらに備える。ヘッド３ａ＿３は、インクを吐出する。Ｚ移動機構２Ｚ＿３は、ヘッド３ａ＿３をＺ軸に沿って移動させる。Ｘ移動機構２Ｘは、Ｚ移動機構２Ｚ＿１、Ｚ移動機構２Ｚ＿２およびＺ移動機構２Ｚ＿３を一括してＸ軸に沿って移動させることにより、ワークＷに対してヘッド３ａ＿１、ヘッド３ａ＿２およびヘッド３ａ＿３をＸ軸に沿って移動させる。
【0135】
そのうえで、第２期間Ｔ２において、Ｚ移動機構２Ｚ＿３の動作によるヘッド３ａ＿３の移動量は、Ｚ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動量よりも小さい。このため、第２期間Ｔ２において印刷に寄与しないヘッド３ａ＿３の無駄な動きを低減することができる。このため、ヘッド３ａ＿２がワークＷに向けてインクを吐出する動作を開始するタイミングｔ５において、ヘッド３ａ＿２の受ける振動を小さくすることができる。この結果、ヘッド３ａ＿２がワークに向けてインクを吐出する動作を開始するタイミングｔ５において、ヘッド３ａ＿２からワーク上の所望位置に高精度にインクを着弾させることができる。したがって、印刷画像の印刷開始位置となる輪郭の画質を向上させることができる。
【0136】
２．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。
【0137】
２－１．変形例１
前述の形態では、第１期間Ｔ１が停止期間および助走期間の双方を含む態様が例示されるが、この態様に限定されず、停止期間および助走期間のうちの一方または両方が省略されてもよい。
前述の形態では、第１期間Ｔ１が停止期間および助走期間の双方を含む態様が例示されるが、この態様に限定されず、停止期間および助走期間のうちの一方または両方が省略されてもよい。
【0138】
例えば、第１期間Ｔ１の停止期間を省略する場合、すなわち、第１期間Ｔ１の全域にわたりＺ移動機構２Ｚ＿２を動作させる場合であっても、第１期間Ｔ１においてＺ移動機構２Ｚ＿２の動作によるヘッド３ａ＿２の移動量がＺ移動機構２Ｚ＿１の動作によるヘッド３ａ＿１の移動量よりも小さければよい。ただし、画質向上の観点から、第１期間Ｔ１が停止期間を含むことが好ましい。
【0139】
第１期間Ｔ１の助走期間を省略する場合、例えば、初期位置ＰＺ０が印刷開始位置ＰＺ１に一致させればよい。ただし、画質向上の観点から、第１期間Ｔ１が助走期間を含むことが好ましい。
【0140】
２－２．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。ここで、当該数が４個以上の場合、印刷時におけるＸ軸に沿う移動方向に並ぶ任意の３個のＺ移動機構２Ｚのうち、当該移動方向で最も先行するＺ移動機構２Ｚが「第１のＺ移動機構」に相当し、第１のＺ移動機構に後続するＺ移動機構２Ｚが「第２のＺ移動機構」に相当し、第２のＺ移動機構に後続するＺ移動機構２Ｚが「第３のＺ移動機構」に相当する。例えば、前述の形態において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２を「第１のＺ移動機構」とし、Ｚ移動機構２Ｚ＿２を「第２のＺ移動機構」とし、Ｚ移動機構２Ｚ＿３を「第３のＺ移動機構」として捉えてもよい。
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。ここで、当該数が４個以上の場合、印刷時におけるＸ軸に沿う移動方向に並ぶ任意の３個のＺ移動機構２Ｚのうち、当該移動方向で最も先行するＺ移動機構２Ｚが「第１のＺ移動機構」に相当し、第１のＺ移動機構に後続するＺ移動機構２Ｚが「第２のＺ移動機構」に相当し、第２のＺ移動機構に後続するＺ移動機構２Ｚが「第３のＺ移動機構」に相当する。例えば、前述の形態において、Ｚ移動機構２Ｚ＿２を「第１のＺ移動機構」とし、Ｚ移動機構２Ｚ＿２を「第２のＺ移動機構」とし、Ｚ移動機構２Ｚ＿３を「第３のＺ移動機構」として捉えてもよい。
【0141】
ここで、第１のＺ移動機構に相当するＺ移動機構２Ｚの動作によりＺ軸に沿って移動するヘッド３ａが「第１ヘッド」に相当し、第２のＺ移動機構に相当するＺ移動機構２Ｚの動作によりＺ軸に沿って移動するヘッド３ａが「第２ヘッド」に相当し、第３のＺ移動機構に相当するＺ移動機構２Ｚの動作によりＺ軸に沿って移動するヘッド３ａが「第３ヘッド」に相当する。
【0142】
２－３．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。
【0143】
２－４．変形例４
本開示の印刷装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する印刷装置は、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】
【0144】
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…Ｚ移動機構、２Ｚ＿１…Ｚ移動機構（第１のＺ移動機構）、２Ｚ＿２…Ｚ移動機構（第２のＺ移動機構）、２Ｚ＿３…Ｚ移動機構（第３のＺ移動機構）、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、２ｆ１…第１部材、２ｆ２…第２部材、２ｇ…調整機構、２ｇ１…第１部材、２ｇ２…第２部材、２ｈ…調整機構、２ｈ１…第１部材、２ｈ２…第２部材、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＿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（第１ヘッド）、３ａ＿２…ヘッド（第２ヘッド）、３ａ＿３…ヘッド（第３ヘッド）、３ａ＿４…ヘッド、３ｂ…流路構造体、３ｃ…エネルギー出射部、３ｄ…ヒーター、３ｅ…スイッチ回路、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、５ｃ…仮硬化用光源、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…エネルギー出射部、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、Ｄａ…経路情報、Ｄｘ…出力信号、Ｄｚ＿０～Ｄｚ＿４…出力信号、ＦＮ…ノズル面、ＬＡＴ…ラッチ信号、Ｎ…ノズル、ＮＬ…ノズル列、ＮＬａ…ノズル列、ＮＬｂ…ノズル列、ＰＤ…駆動パルス、ＰＴＳ…タイミング信号、ＰＸ０…助走開始位置、ＰＸ１…印刷開始位置、ＰＺ０…初期位置、ＰＺ１…印刷開始位置、ＲＵ…印刷経路、ＲＵ０…助走経路、ＲＵＸ…経路、ＳＩ…制御信号、ＳＩ＿１～ＳＩ＿４…制御信号、Ｓｘ…制御信号、Ｓｚ＿０～Ｓｚ＿４…制御信号、Ｔ…期間、Ｔ０…期間、Ｔ１…第１期間、Ｔ２…第２期間、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、Ｗ…ワーク、ＷＦ…面、ｄＣｏｍ…波形指定信号、ｔ１…タイミング、ｔ２…タイミング、ｔ３…タイミング、ｔ４…タイミング、ｔ５…タイミング、ｔ６…タイミング。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】