JP2001191514A

JP2001191514A - 記録方法及び記録装置

Info

Publication number: JP2001191514A
Application number: JP2000144749A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Yamazaki; 保範山崎; Seiji Takei; 省二竹井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-07-17

Abstract

(57)【要約】【課題】立体形状物に歪みなく図形を印刷することが
できる記録方法及び記録装置を提供する。【解決手段】立体形状を有する印刷対象物に印刷する
記録方法及び装置において、平面形状データで平面に印
刷した場合と同様な印刷形状となるように、その立体形
状に応じた印刷処理を行う。例えば、印刷対象物の立体
形状に応じて、インク滴の吐出時間間隔を制御する。平
面形状データを印刷対象物の立体形状に応じて変更し
て、変更後のデータに基づいて印刷処理を行う。或い
は、立体形状に応じた速度で印刷手段（プリンタヘッ
ド）と印刷対象物とを相対移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば紙コップの
ような立体形状を含む印刷対象物に印刷処理を施すため
の記録方法及び記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリンタ（記録装置）は、平面形
状データを用いて平坦な対象物に印刷することを前提と
して構成されている。このため、従来のプリンタは、立
体形状の印刷対象物を搭載するための機構を備えていな
い。また、平面形状データを立体形状に対応させて変換
する等の処理は行っていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来のプリン
タを用いて立体形状の印刷対象物に印刷をしようとした
場合には、立体形状の印刷対象物を搭載するための機構
を備えていないので、その搭載を適切に行うことができ
ず、例えばインクジェットプリンタの場合についてみる
と、インク滴を吐出するためのヘッドが印刷対象物に衝
突することがある。そして、この印刷対象物とヘッドと
の衝突によって印刷が不可能になることも多い。更に、
この種のプリンタにより立体形状の印刷対象物に印刷し
た場合には、平面図形のデータを用いているので、所要
の印刷図形が歪んで印刷される場合が多い、という問題
点がある。例えば紙コップの外周部分に印刷しようとし
たときに、同一の回転角度又は紙コップを一定速度で回
転させながら四角形を描画すると、紙コップのテーパに
沿って下側が細い台形が印刷される（後述の図５参
照）。また、カラー印刷をしようとした場合には、着色
のためのヘッドの位置が平面形状の場合とは相対位置が
異なることから、混色が適切に行われず、綺麗な色彩が
得られなかった。

【０００４】本発明の目的は、立体形状の印刷対象物に
対して歪みの少ない高品質の印刷を可能にした記録方法
及び記録装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、上記に加えて、立体形状の印刷対象物を容易に搭載
でき、或いは印刷対象物とヘッドとの衝突をなくした記
録方法及び記録装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（１）本発明に係る記録
方法は、立体形状を有する印刷対象物に印刷する記録方
法において、平面形状データで平面に印刷した場合と同
様な印刷形状となるように、立体形状に応じた印刷処理
を行うものである。本発明においては、立体形状に応じ
た印刷処理を行って、平面形状データで平面に印刷した
場合と同様な印刷形状を得ることができるので、歪みの
少ない印刷形状が得られる。このため、カラー印刷をし
た場合においても、着色のためのヘッドの位置が平面の
場合と相対位置に同じになり、混色が適切に行われ、綺
麗な色彩が得られる。なお、本発明においては、平面形
状データには図形だけでなく、文字データ等も含まれる
ものとする。

【０００６】（２）本発明に係る記録方法は、上記
（１）の方法において、印刷対象物の立体形状に応じ
て、印刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔
を制御する。本発明においては、立体形状に応じて印刷
部位にドットを生成するための処理の時間間隔を制御す
るので、平面形状データで平面に印刷した場合と同様な
印刷形状が得られる。例えば、印刷対象物と印刷ヘッド
（例えばプリンタヘッド）との相対速度が一定であって
も、印刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔
（インクジェットヘッドの場合にはインク滴の吐出時間
間隔に相当する）を、平面と立体表面との長さ、面積等
の差に応じて変化させることにより、平面上の図形を歪
みなく立体表面に印刷することができる。

【０００７】（３）本発明に係る記録方法は、上記
（２）の方法において、印刷対象物が円錐形状を含むも
のであるときには、印刷部位の直径に反比例するように
ドットを生成するための処理の時間間隔を制御する。本
発明においては、例えばインクジェットプリンタの場合
には、直径が大の部位のインク滴の吐出時間間隔を直径
が小のインク滴の吐出時間間隔をよりも小さくすること
で、ドット間の距離を同じにして、平面に印刷した場合
と同様な印刷形状を得ている。

【０００８】（４）本発明に係る記録方法は、上記
（１）の方法において、平面形状データに印刷物の立体
形状に応じた変換処理を施して、変換後のデータに基づ
いて印刷処理を行う。本発明においては、立体形状に応
じた変換データを得る。そして、その変換後のデータを
用いて印刷処理することで、一定の時間間隔で例えばイ
ンク滴を吐出しても、その吐出間隔（ドット間）の距離
が同じになり、平面に印刷した場合と同様な印刷形状が
得られる。従って、本発明においては、印刷対象物の形
状を予め認識しておいてデータとして蓄積しておくこと
で、印刷対象物の立体形状に応じた印刷を行うことがで
きる。たとえば、曲面、テーパー等の形状をもった印刷
対象物に印刷することができる。更には、凹凸を有する
ものであっても、立体形状を予め認識し、その認識した
立体形状データに基づき平面図形データ（印刷データ）
を変化することにより、どのような形状のものであって
も印刷は可能である。

【０００９】（５）本発明に係る記録方法は、上記
（４）の方法において、印刷対象物が円錐形状を含むも
のであるときには、平面図形データに円錐形状のテーパ
に応じた変換処理を施す。本発明においては、平面形状
データを円錐形状のテーパに応じた変換処理を施し、そ
して、その変換後のデータを用いて印刷処理すること
で、一定の時間間隔で例えばインク滴を吐出しても、そ
の吐出間隔（ドット間）の距離が同じになり、平面に印
刷した場合と同様な印刷形状が円錐形状の曲面に得られ
る。

【００１０】（６）本発明に係る記録方法は、立体形状
の印刷対象物における印刷処理において、立体形状に応
じて、印刷手段の印刷ヘッドと印刷対象物とを相対移動
させることにより、平面形状データで平面に印刷した場
合と同様な印刷形状を得る。本発明においては、例えば
インクジェットプリンタの場合にインク滴の吐出時間間
隔が一定であっても、印刷手段の印刷ヘッドと印刷対象
物との相対速度を平面と立体表面との長さの差、面積の
差等に応じて変化させることにより、平面上の図形を歪
みなく立体表面に印刷することができる。

【００１１】（７）本発明に係る記録方法は、上記
（６）の方法において、印刷対象物の立体形状に応じた
速度で当該印刷対象物を回転させるものである。本発明
においては、例えば印刷対象物が円錐形状の場合には、
印刷部位の直径に反比例した速度で印刷対象物を回転さ
せる。

【００１２】（８）本発明に係る記録方法は、上記
（７）の方法において、印刷対象物が円錐形状を含むも
のであるときには、印刷部位の直径に反比例するように
当該印刷対象物の回転速度を制御する。本発明において
は、例えば、印刷部位の直径が相対的に大のときには印
刷対象物の回転速度を相対的に小にして、印刷部位の直
径に関係なく、ドット間の距離を同じにする。

【００１３】（９）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（８）の方法において、印刷手段の印刷ヘッド
と印刷対象物の印刷面とは平行に配置される。本発明に
おいては、印刷ヘッドと印刷対象物の印刷面とが平行に
配置されており、例えばインク滴の飛ぶ距離が一定にな
るので、この点からも印刷の歪みが小さくなる。

【００１４】（１０）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（９）の方法において、印刷対象物を搭載する
ための搭載用治具を備え、搭載用治具に印刷対象物を搭
載する。本発明においては、印刷対象物が搭載用治具に
搭載された状態で印刷処理がなされるので、印刷対象物
の着脱が容易にできる。

【００１５】（１１）本発明に係る記録方法は、上記
（１０）の方法において、搭載用治具が取り付けられる
取り付け板を備え、取り付け板を傾斜して取り付け、搭
載用治具に搭載された印刷対象物の印刷面と印刷手段の
印刷ヘッドとが平行に配置される。

【００１６】（１２）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（１１）の方法において、移動制御手段が、印
刷手段の印刷粒子を吐出するための印刷ヘッドの３次元
位置を制御するためのロボットを備え、ロボットにより
印刷ヘッドの位置を制御する。本発明においては、印刷
ヘッドの位置がロボットにより３次元に位置制御される
ので、任意の形状をもった印刷対象物に対しても対応す
るこことができる。例えば印刷対象物が紙コップであっ
て、その厚さが変化するような場合であっても、印刷ヘ
ッドの位置を適切に制御することで、印刷対象物に対す
る衝突が避けられる。

【００１７】（１３）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（１２）の方法において、印刷対象物を駆動し
て印刷部位の位置を制御するための制御手段を備え、制
御手段により印刷対象物の印刷部位の位置を制御する。
本発明においては、制御手段が印刷対象物を駆動して印
刷部位を適宜制御する。

【００１８】（１４）本発明に係る記録方法は、上記
（１３）の方法において、印刷対象物を回転させるため
の回転駆動手段を備え、この回転駆動手段により印刷対
象物を回転させる。本発明においては印刷対象物を回転
させるが、その回転は連続的な回転と、所定の角度だけ
の回転との双方を含むものである。

【００１９】（１５）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（１４）の方法において、印刷対象物の立体形
状を認識して立体形状データを採取するための立体形状
採取手段を備え、立体形状採取手段により印刷対象物の
立体形状データを得る。本発明においては、印刷対象物
の立体形状が予め認識されていることが必要であり、印
刷対象物の立体形状データを採取しておく。そして、そ
の立体形状データを蓄積しておくことで、印刷対象物の
形状に応じた印刷を適宜行うことができる。例えば、曲
面、テーパー、凹凸等の形状を有する印刷対象物にも印
刷することができる。

【００２０】（１６）本発明に係る記録方法は、上記
（１）〜（１５）の方法において、インクジェットプリ
ンタにより印刷処理を行う。（１７）本発明に係る記録方法は、上記（１）〜（１
５）の方法において、レーザプリンタにより印刷処理を
行う。

【００２１】（１８）本発明に係る記録装置は、立体形
状を有する印刷対象物に印刷をする印刷手段と、印刷対
象物の立体形状に応じて印刷手段と印刷対象物とを相対
移動させるための移動制御手段とを備え、印刷手段は、
平面形状データで平面に印刷した場合と同様な印刷形状
を得る。本発明においては、平面に印刷した場合と同様
な印刷形状を得るので、歪みの少ない印刷が得られる。
このため、カラー印刷をした場合においても、着色のた
めのヘッドの位置が平面の場合と相対位置に同じにな
り、混色が適切に行われ、綺麗な色彩が得られる。

【００２２】（１９）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）の装置において、印刷手段は、印刷対象物の立
体形状に応じて、印刷部位にドットを生成するための処
理の時間間隔を制御する。本発明においては、印刷手段
が立体形状に応じて前記のの吐出時間間隔を制御するの
で、平面形状に印刷した場合と同様な印刷形状が得られ
る。例えば、印刷対象物と印刷ヘッド（例えばプリンタ
ヘッド）との相対速度が一定であっても、ドットを生成
するための処理の時間間隔（インクジェットヘッドの場
合にはインク滴の吐出時間間隔に相当する）を平面と立
体表面との長さ、面積等の差に応じて変化させることに
より、平面上の図形を歪みなく立体表面に印刷すること
ができる。

【００２３】（２０）本発明に係る記録装置は、上記
（１９）の装置において、印刷手段は、印刷対象物が円
錐形状を含むものであるときには、印刷部位の直径に反
比例するように、印刷部位にドットを生成するための処
理の時間間隔を制御する。本発明においては、例えばイ
ンクジェットプリンタの場合には、直径が大の部位のイ
ンク滴の吐出時間間隔を直径が小の部位のインク滴の吐
出時間間隔よりも小さくすることで、ドット間の距離を
同じにして、平面に印刷した場合と同様な印刷形状を得
ている。

【００２４】（２１）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）の装置において、印刷手段は、平面形状データ
に印刷対象物の立体形状に応じた変換処理を施し、その
変換後のデータに基づいて印刷処理を行う。本発明にお
いては、立体形状に応じた変換データを得る。そして、
その変換後のデータを用いて印刷処理することで、一定
の時間間隔で例えばインク滴を吐出しても、その吐出間
隔の距離が同じになり、平面に印刷した場合と同様な印
刷形状が得られる。従って、本発明においては、印刷対
象物の形状を予め認識しておいてデータとして蓄積して
おくことで、印刷対象物の形状に応じた印刷を行うこと
ができる。たとえば、曲面、テーパー等の形状をもった
印刷対象物に印刷することができる。更には、凹凸を有
するものであっても、形状を予め認識し、認識した立体
形状データに基づいて平面形状データ（印刷データ）に
変換処理を施すことにより、どのような形状のものであ
っても印刷は可能である。

【００２５】（２２）本発明に係る記録装置は、上記
（２１）の装置において、印刷手段は、印刷対象物が円
錐形状を含むものであるときには、平面形状データに円
錐形状のテーパに応じた変換処理を施し、その変換後の
データにより印刷処理を行う。本発明においては、平面
形状データに円錐形状のテーパに応じた変換処理を施
し、そして、その変換後のデータを用いて印刷処理する
ことで、一定の時間間隔で例えばインク滴を吐出して
も、その吐出間隔（ドット間）の距離が同じになり、平
面に印刷した場合と同様な印刷形状を円錐形状の表面に
得ることができる。

【００２６】（２３）本発明に係る記録装置は、立体形
状の印刷対象物に対して印刷処理をする印刷手段と、印
刷対象物の立体形状に応じて印刷手段と印刷対象物とを
相対移動させるための移動制御手段とを備え、移動制御
手段は、印刷対象物の立体形状に対応した速度で、印刷
手段の印刷ヘッドと印刷対象物とを相対移動させること
により、平面形状データで平面に印刷した場合と同様な
印刷形状を得る。本発明においては、例えば、インクジ
ェットプリンタの場合についてみると、インク滴の吐出
時間間隔が一定であっても、印刷手段の印刷ヘッドと印
刷対象物との相対速度を、平面と立体表面との長さの
差、面積の差等に応じて変化させることにより、平面上
の図形を歪みなく立体表面に印刷することができる。例
えば印刷対象物が円錐形状の場合には、印刷部位の直径
に対応した速度、即ち、直径に反比例して速度で印刷手
段の印刷ヘッドと印刷対象物とを印刷対象物の周方向に
相対移動させる。

【００２７】（２４）本発明に係る記録装置は、上記
（２３）の装置において、移動制御手段は、印刷対象物
の立体形状に応じた速度で印刷対象物を回転させる。本
発明においては、例えば印刷対象物が円錐形状を含むも
のである場合には、印刷部位の直径に反比例した速度で
印刷対象物を回転させる。

【００２８】（２５）本発明に係る記録装置は、上記
（２４）の装置において、移動速度制御手段は、印刷対
象物が円錐形状を含むものであるときには、円錐形状の
印刷部位の直径に反比例するように当該印刷対象物の回
転速度を制御する。本発明においては、例えば、印刷部
位の直径が相対的に大のときには印刷対象物の回転速度
を相対的に小にして、印刷部位の直径に関係なく、ドッ
ト間の距離を同じにする。

【００２９】（２６）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（２５）の装置において、印刷手段の印刷ヘ
ッドと印刷対象物の印刷面とが平行に配置される。本発
明においては、印刷ヘッドと印刷対象物の印刷面とが平
行に配置されており、例えばインク滴の飛ぶ距離が一定
になるので、この点からも印刷の歪みが小さくなる。

【００３０】（２７）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（２６）の装置において、印刷対象物を搭載
するための搭載用治具を備えたものである。本発明にお
いては、印刷対象物が搭載用治具に搭載された状態で印
刷処理がなされ、印刷対象物の着脱が容易にできる。

【００３１】（２８）本発明に係る記録装置は、上記
（２７）の装置において、搭載用治具が取り付けられる
取り付け板を備え、取り付け板は傾斜して取り付けら
れ、印刷手段の印刷ヘッドと印刷対象物の印刷面とが平
行に配置される。

【００３２】（２９）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（２８）の装置において、移動制御手段は、
印刷手段の印刷ヘッドの３次元位置を制御するためのロ
ボットを含むものである。本発明においては、印刷ヘッ
ドの位置がロボットにより３次元に位置制御されるの
で、任意の形状をもった印刷対象物に対しても対応する
ことができる。例えば印刷対象物が紙コップであって、
その厚さが変化するような場合であっても、印刷ヘッド
の位置を適切に制御することで、印刷対象物に対する衝
突が避けられる。

【００３３】（３０）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（２９）の装置において、移動制御手段は、
印刷対象物を駆動して印刷部位の位置を制御するための
制御手段を備えたものである。本発明においては、制御
手段が印刷対象物を駆動して印刷部位を適宜制御する。

【００３４】（３１）本発明に係る記録装置は、上記
（３０）の装置において、制御手段は、印刷対象物を回
転させるための回転駆動手段を備えたものである。本発
明においては、回転駆動手段が印刷対象物を回転させる
が、その回転は連続的な回転と、所定の角度だけの回転
との双方を含むものである。

【００３５】（３２）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（３１）の装置において、印刷対象物の立体
形状を認識して立体形状データを採取するための立体形
状採取手段を備えたものである。本発明においては、印
刷対象物の立体形状が予め認識されていることが必要で
あり、印刷対象物の立体形状データを採取しておく。そ
して、その立体形状データを蓄積しておくことで、印刷
対象物の形状に応じた印刷を適宜行うことができる。例
えば、曲面、テーパー、凹凸等の形状をを有する印刷対
象物に印刷することができる。

【００３６】（３３）本発明に係る記録装置は、上記
（１８）〜（３２）の装置において、印刷手段はインク
ジェットプリンタを含むものである。（３４）本発明に係る記録装置は、上記（１８）〜（３
２）の装置において、印刷手段はレーザプリンタを含む
ものである。

【００３７】

【発明の実施の形態】実施形態１図１は本発明の実施形態１に係る記録装置の主要部の構
成を示した図である。ロボットシステムコントローラ
（以下コントローラという）１００は、ＦＡパソコンか
らなるものであり、ディスプレイ１０１、キーボート１
０２及びマウス１０３が接続されている。

【００３８】このコントローラ１００は、後述のプリン
ティング基板１０４、スカラロボットドライバ１２０、
及び多軸パルスモータドライバ１３０を制御する。ま
た、このコントローラ１００は、各色別のビットマップ
データをノズル配列に合わせたデータに変換して、変換
後のデータを印刷データとしてファイル（以下Ｎファイ
ルという）に保存している。ディスプレイ１０１はコン
トローラ（ＦＡパソコン）１００のＧＵＩであり、キー
ボート１０２及びマウス１０３と共に、特に次のことを
行うためのマンマシインターフェースを構成している。

【００３９】平面図形データ（印刷データ）のビット
マップ及びＮファイルのへの変換及び保存の指示（但
し、他のパソコンでＮファイルを作成した場合には単に
保存指示のみとなる。）保存された複数のデータの内、どのデータをどこの場
所に印刷するかといった、指示データの作成。前記の指示データに基づく、ロボットのプログラミン
グ言語による、ロボット動作の自動プログラムの作成。印刷の開始、停止の等のプリンタの操作。

【００４０】また、コントローラ（ＦＡパソコン）１０
０にはプリンティング基板１０４がオプション基板とし
て挿入されている。このプリンティング基板１０４は、
コントローラ１００に保存されているＮファイルから１
行分のデータを順次切り出して、スカラロボット１２１
の動作（プリンタヘッドと印刷対象物との相対移動）に
合わせてデータをヘッドドライバ１１０に送り出す。

【００４１】ヘッドドライバ１１０はプリンティング基
板１０４から送り出された信号に基づいて、プリンタヘ
ッド１１１内の各ピエゾを作動させてインク滴を吐出さ
せて印刷動作を行わせる。

【００４２】また、スカラロボットドライバ（４軸）１
２０はコントローラ１００からの信号に基づいてスカラ
ロボット１２１を４軸駆動する。そして、このスカラロ
ボット１２１にはヘッドドライバ１１０及びプリンタヘ
ッド１１１が取り付けられており、特に、プリンタヘッ
ド１１１はスカラロボット１２１のアームの先端に取り
付けられており、その３次元位置が任意に制御される。
また、多軸パルスモータドライバ１３０は、コントロー
ラ１００からの信号に基づいて直進＋回転２軸ロボット
１３１を制御する。

【００４３】図２は直進＋回転２軸ロボット１３１の構
成例を示した説明図である。図２においては、基板１３
３にほぼ垂直に立設して取り付け板１３４を取り付け、
その取り付け板１３４の一方の側には、回転駆動用のパ
ルスモータ１３５、及び立体印刷対象物を搭載するため
の搭載用治具１３６がそれぞれ取り付けられている。本
実施形態においては、立体印刷対象物として例えば紙コ
ップ１４０の場合について説明する。搭載用治具１３６
は紙コップ１４０の内面に外形を合わせたテーパの外形
を持った形状、即ち頭部が切断された状態の円錐形状か
らなっている。

【００４４】また、取り付け板１３４の他の方の側に
は、パルスモータ１３５に接続されている歯付プーリー
１３７、及び搭載用治具１３６に接続されている歯付プ
ーリー１３８がそれぞれ設けられており、これらの歯付
プーリー１３７，１３８がタイミングベルト１３９によ
り連結されている。パルスモータ１３５の回転により、
その回転力が歯付プーリー１３７、タイミングベルト１
３９及び歯付プーリー１３８を介して搭載用治具１３６
に伝達されて、搭載用治具１３６が回転することとな
る。また、取り付け板１３４は基板１３３に対してその
取り付け角度θが適当に調整できるように取り付けられ
ている。更に、基板１３３は他の図示のしないパルスモ
ータの駆動により直線移動するように支持されている。
このようにして、搭載用治具１３６は回転駆動及び直線
駆動される。

【００４５】図３は図１の記録装置を動作説明のために
概念的に示した説明図であり、ここでは、プリンタヘッ
ド１１１及び搭載用治具１３６を中心にその機構を説明
する。プリンタヘッド１１１は、スカラロボット１２１
のアームの先端部に取り付けられており、スカラロボッ
ト１２１内に設けられた位置フィードバック可能なサー
ボモータ（図示せず）によって水平方向１に移動可能に
なっている。紙コップ１４０は搭載用治具１３６に挿入
されて搭載されている。搭載用治具１３６は、パルスモ
ータ１３５により中心線２の回りに矢印３の方向に回転
駆動される。搭載用治具１３６の回転中心線２とパルス
モータ１３５の回転中心線４は平行であり、かつ、搭載
用治具１３６の図示していない軸受機構及び取り付け板
１３４の取付け面に垂直である。取付け板１３４は上述
のように中心線４と直角方向の中心線５の回りに矢印６
の方向に回転・固定できる（図２のθ参照）。図３の例
においては、取り付け板１３４は、プリンタヘッド１１
１のインク吐出面である水平な下面と、紙コップ１４０
の印刷接平面とが平行になるように、紙コップ１４０の
片テーバ角度だけ垂直面より傾けて固定されている。

【００４６】図３に示された機構においては、パルスモ
ータ１３５が連続的に回転して搭載用治具１３６も回転
し、そして、紙コップ１４０が回転すると、プリンタヘ
ッド１１１が矢印１の左又は右方向に移動し、その回転
と移動とにタイミングを合わせてインク滴を吐出するこ
とにより、既印字領域７のように、立体形状を持った印
刷対象物である紙コップ１４０の表面に印刷することが
できる。なお、この印刷制御の詳細については後述す
る。

【００４７】図４は図１の記録装置を動作説明のために
概念的に示した他の説明図である。この例においては、
プリンタヘッド１１１はスカラロボット１２１の位置フ
ィードバック可能なサーボモータ（図示せず）によっ
て、矢印１の方向と、矢印１の水平面内で矢印１に対し
て直角方向の矢印１ａの方向とにに移動制御される。紙
コップ１４０の回転を停止した状態で、プリンタヘッド
１１１が矢印１及び矢印１ｂの左方向に移動し、その移
動とにタイミングを合わせてインク滴を吐出することに
より、既印字領域７ａのように立体形状を持った印刷対
象物に印刷することができる。更に、パルスモータ１３
５の回転により適当な角度だけ紙コップ１４０を回転さ
せた後に停止し、同様な印刷を行えば、既印字領域７
ｂ、７５ｃのように立体形状の印刷対象物の側面・背面
にも印刷することができる。

【００４８】図５は図３及び図４の印刷処理をするとき
の説明図である。ここでは、まず、プリンタヘッド１１
１によって長方形（平面形状データ）１０を印刷する場
合について説明する。長方形１０の縦寸法はａ、横寸法
はｂとする。ここで、紙コップ１４０の回転速度及びイ
ンク滴の吐出時間間隔は一定であったならば、印刷され
た図形１２は紙コップ１４０のテーパに従って逆台形に
印刷され、平面形状データ１０とは異なった印刷形状と
なる。このときの印刷された図形１２の長い辺の寸法を
ａ、短い辺の寸法をｅ、その長い辺ａの印刷位置におけ
る紙コップ１４０の直径をｃ、及び短い辺ｅの印刷位置
における紙コップ１４０の直径をｄとすると、次の関係
が成立する。ｃ：ｄ＝ａ：ｅ …（１）なお、図形１２の縦寸法ｂは元の長方形１０の縦寸法ｂ
と同一である。

【００４９】次に、上記（１）式の関係を利用して、印
刷された図形が元の長方形（平面形状データ）１０と同
一になるようにするための制御方法を説明する。（ａ）
印刷された図形１４が、縦寸法がｂ、横寸法がａの長方
形となるためには、紙コップ１４０の回転速度を一定と
した場合には、次の関係でインク滴の吐出時間間隔を漸
次変化させる。Ｔ_c：Ｔ_d＝ｄ：ｃ …（２）但し、Ｔ_cは紙コップの直径がｃである印刷位置におけ
るインク滴の吐出時間間隔、Ｔ_dは紙コップの直径ｄで
ある印刷位置におけるインク滴の吐出時間間隔である。
この（２）式は直径ｃ及びｄの位置における吐出時間間
隔を規定したものであるが、その中間位置においては次
式により吐出時間間隔Ｔｘを求めてインク滴を吐出す
る。Ｔｘ＝｛ｘ（Ｔｄ−Ｔｃ）／ｂ｝＋Ｔｃ …（３）但し、ｘは紙コップの直径ｃの位置を原点とする縦方向
の位置である。

【００５０】（ｂ）また、同様の結果は、インク滴の吐
出時間間隔を一定とした場合には、次の関係で回転速度
を漸次変化させても得られる。Ｖ_c：Ｖ_d＝ｄ：ｃ …（４）但し、Ｖ_cは紙コップ１４０の直径がｃである印刷位置
における紙コップ１４０の回転速度、Ｖ_dは紙コップの
直径がｄである印刷位置における紙コップ１４０の回転
速度である。この（４）式は直径ｃ及びｄの位置におけ
る回転速度を規定したものであるが、その中間位置にお
いては次式により回転速度Ｖｘを求めて紙コップ１４０
の回転速度を制御する。Ｖｘ＝｛ｘ（Ｖｄ−Ｖｃ）／ｂ｝＋Ｖｃ …（５）

【００５１】（ｃ）さらに、元の図形（平面形状デー
タ）１０を紙コップ１４０のテーパに対応して図形１６
のような台形に予め変換しておいて、その変換後のデー
タを用いて、紙コップ１４０の回転速度及びインク滴の
吐出時間間隔をそれぞれ一定にして印刷することによ
り、上記の場合と同様な印刷形状が得られる。但し、図
形１６の長い辺の寸法がｆ、短い辺の寸法がａ、長い辺
の印刷位置における紙コップ１４０の直径をｃ、短い辺
の印刷位置における紙コップ１４０の直径をｄとする
と、次の関係を持つこととする。なお、図形１６の縦寸
法はｂであり、元の長方形１０の縦寸法ｂと同一であ
る。ａ：ｆ＝ｄ：ｃ …（６）

【００５２】なお、この（６）式は直径ｃ及びｄの位置
における変換後のデータを規定したものであるが、その
中間位置においては次式により変換後のデータｙを求め
ることとなる。勿論、この（７）式はその変換の基本的
な考え方を示したものであり、実際には各画素の座標を
（７）式に基づいて求めることになる。ｙ＝｛ｘ（ｆ−ａ）／ｂ｝＋ａ …（７）

【００５３】本実施形態においては、上述のように、印
刷対象物の立体形状を予め認識した上で、プリンタヘッ
ド１１１のインク滴の吐出タイミング、プリンタヘッド
１１１と紙コップ（印刷対象物）１４０との位置関係等
を制御し、或いは平面形状データ（印刷データ）を印刷
対象物の立体形状（曲面形状）に対応してデータ変換し
て曲面への印刷を行う。なお、印刷をする前に、印刷対
象物の形状を予め情報として得ることが必要であるが、
それには例えばレーザ光等を利用した３次元形状測定器
による形状計測や、スカラロボット１２１のアームの先
端を印刷対象物上に移動させてティーチングを行って形
状計測を行うこと、或いは、対象物が３次元ＣＡＤで設
計されている場合には、そのデータを変換することで対
応する。

【００５４】なお、本実施形態では紙コップのような曲
面やテーパーを有する形状のものを一例として例示した
が、凹凸を有する形状、うねりを有する形状のものに
も、印刷対象物の形状を予め認識させてその立体形状デ
ータを採取しておくことにより印刷することができる。
また、印刷手段として、インクジェットプリンタを利用
したものについて説明したが、本発明においては、レー
ザプリンタなどの他の印刷手段を利用することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の主要部の
構成を示した図である。

【図２】図１の直進＋回転２軸ロボットの説明図である

【図３】図１の記録装置を動作説明のために概念的に示
した説明図である。

【図４】図１の記録装置を動作説明のために概念的に示
した他の説明図である。

【図５】印刷すべき図形の形状と同一の図形を印刷する
ための寸法との関係を示した説明図である。

【符号の説明】

１００コントローラ１０４プリンティング基板１１０ヘッドドライバ１１１プリンタヘッド１２０スカラロボットドライバ１２１スカラロボット１３０多軸パルスモータドライバ１３１直進＋回転２軸ロボット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体形状を有する印刷対象物に印刷する
ための記録方法において、平面形状データで平面に印刷
した場合と同様な印刷形状となるように、前記立体形状
に応じた印刷処理を行うことを特徴とする記録方法。
【請求項２】前記印刷対象物の立体形状に応じて、印
刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔を制御
することを請求項１記載の記録方法。
【請求項３】前記印刷対象物が円錐形状を含むもので
あるときには、印刷部位の直径に反比例するようにして
印刷部位にドットを生成するための処理の時間間隔を制
御すること特徴とする請求項２記載の記録方法。
【請求項４】平面形状データに前記印刷対象物の立体
形状に応じた変換処理を施して、変換後のデータに基づ
いて印刷処理を行うことを特徴とする請求項１記載の記
録方法。
【請求項５】前記印刷対象物が円錐形状を含むもので
あるときには、平面形状データに前記円錐形状のテーパ
に応じた変換処理を施すこと特徴とする請求項４記載の
記録方法。
【請求項６】立体形状の印刷対象物における印刷処理
において、その立体形状に応じて、印刷手段の印刷ヘッ
ドと前記印刷対象物とを相対移動させることにより、平
面形状データで平面に印刷した場合と同様な印刷形状を
得ることを特徴とする記録方法。
【請求項７】前記印刷対象物の立体形状に応じた速度
で当該印刷対象物を回転させることを特徴とする請求項
６記載の記録方法。
【請求項８】前記印刷対象物が円錐形状を含むもので
あるときには、印刷部位の直径に反比例するように当該
印刷対象物の回転速度を制御すること特徴とする請求項
７記載の記録方法。
【請求項９】前記印刷手段の印刷ヘッドと前記印刷対
象物の印刷面とは平行に配置されることを特徴とする請
求項１〜８の何れかに記載の記録方法。
【請求項１０】前記印刷対象物を搭載するための搭載
用治具を備え、当該搭載用治具に前記印刷対象物を搭載
することを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の記
録方法。
【請求項１１】前記搭載用治具が取り付けられる取り
付け板を備え、該取り付け板を傾斜して取り付けること
を特徴とする請求項１０記載の記録方法。
【請求項１２】印刷手段の印刷ヘッドの３次元位置を
制御するためのロボットを備え、該ロボットにより前記
印刷ヘッドの位置を制御することを特徴とする請求項１
〜１１の何れかに記載の記録方法。
【請求項１３】前記印刷対象物を駆動して印刷部位の
位置を制御するための制御手段を備え、該制御手段によ
り前記印刷対象物の印刷部位の位置を制御することを特
徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の記録方法。
【請求項１４】前記印刷対象物を回転させるための回
転駆動手段を備え、該回転駆動手段により前記印刷対象
物を回転させることを特徴とする請求項１３記載の記録
方法。
【請求項１５】前記印刷対象物の立体形状を認識して
立体形状データを採取するための立体形状採取手段を備
え、該立体形状採取手段により前記印刷対象物の立体形
状データを得ることを特徴とする請求項１〜１４の何れ
かに記載の記録方法。
【請求項１６】インクジェットプリンタにより印刷処
理を行うことを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記
載の記録方法。
【請求項１７】レーザプリンタにより印刷処理を行う
ことを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の記録
方法。
【請求項１８】立体形状を有する印刷対象物に印刷す
る印刷手段と、前記印刷対象物の立体形状に応じて前記
印刷手段と前記印刷対象物とを相対移動させるための移
動制御手段とを備え、前記印刷手段は、平面形状データ
で平面に印刷した場合と同様な印刷形状を得ることを特
徴とする記録装置。
【請求項１９】前記印刷手段は、前記印刷対象物の立
体形状に応じて、印刷部位にドットを生成するための処
理の時間間隔を制御することを特徴とする請求項１８記
載の記録装置。
【請求項２０】前記印刷手段は、前記印刷対象物が円
錐形状を含むものであるときには、印刷部位の直径に反
比例するように、印刷部位にドットを生成するための処
理の時間間隔を制御すること特徴とする請求項１９記載
の記録装置。
【請求項２１】前記印刷手段は、平面形状データに前
記印刷対象物の立体形状に応じた変換処理を施して、変
換後のデータに基づいて印刷処理を行うことを特徴とす
る請求項２０記載の記録装置。
【請求項２２】前記印刷手段は、前記印刷対象物が円
錐形状を含むものであるときには、平面形状データに円
錐形状のテーパに対応した変換処理を施すことを特徴と
する請求項２１記載の記録装置。
【請求項２３】立体形状の印刷対象物に対して印刷処
理をする印刷手段と、前記印刷対象物の立体形状に応じて前記印刷手段と前記
印刷対象物とを相対移動させるための移動制御手段とを
備え、前記移動制御手段は、前記印刷対象物の立体形状に対応
した速度で、前記印刷手段の印刷ヘッドと前記印刷対象
物とを相対移動させることにより、平面形状データで平
面に印刷した場合と同様な印刷形状を得ることを特徴と
する記録装置。
【請求項２４】前記移動制御手段は、前記印刷対象物
の立体形状に応じた速度で当該印刷対象物を回転させる
ことを特徴とする請求項２３記載の記録装置。
【請求項２５】前記移動速度制御手段は、前記印刷対
象物が円錐形状を含むものであるときには、印刷部位の
直径に反比例するように当該印刷対象物の回転速度を制
御すること特徴とする請求項２４記載の記録装置。
【請求項２６】前記印刷手段の印刷ヘッドと前記印刷
対象物の印刷面とは平行に配置されることを特徴とする
請求項１８〜２５の何れかに記載の記録装置。
【請求項２７】前記印刷対象物を搭載するための搭載
用治具を備えたことを特徴とする請求項１８〜２６の何
れかに記載の記録装置。
【請求項２８】前記搭載用治具が取り付けられる取り
付け板を備え、該取り付け板は傾斜して取り付けられ、
前記印刷手段の印刷ヘッドと前記印刷対象物の印刷面と
を平行に配置することを特徴とする請求項２７記載の記
録装置。
【請求項２９】前記移動制御手段は、印刷手段の印刷
ヘッドの３次元位置を制御するためのロボットを含むも
のである請求項１８〜２８の何れかに記載の記録装置。
【請求項３０】前記移動制御手段は、前記印刷対象物
を駆動して印刷部位の位置を制御するための制御手段を
備えたことを特徴とする請求項１８〜２９の何れかに記
載の記録装置。
【請求項３１】前記制御手段は、前記印刷対象物を回
転させるための回転駆動手段を備えたことを特徴とする
請求項３０の何れかに記載の記録装置。
【請求項３２】前記印刷対象物の立体形状を認識して
立体形状データを採取するための立体形状採取手段を備
えたことを特徴とする請求項１８〜３１の何れかに記載
の記録装置。
【請求項３３】前記印刷手段は、インクジェットプリ
ンタを含むものであることを特徴とする請求項１８〜３
２の何れかに記載の記録装置。
【請求項３４】前記印刷手段は、レーザプリンタを含
むものであることを特徴とする請求項１８〜３２の何れ
かに記載の記録装置。