JP2022149092A - 立体物印刷方法およびデータ生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドの移動経路の生成に生じる手間を低減する。
【解決手段】ワークに対して液体を吐出するヘッドと、ワークとヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を用いた立体物印刷方法であって、ヘッドの移動すべき経路をワーク座標系で示す第１初期経路データを取得する第１データ処理ステップと、ヘッドの位置および姿勢をロボット座標系で示す第１ヘッド基準点データを取得する第２データ処理ステップと、第１初期経路データおよび第１ヘッド基準点データに基づいて、ヘッドの移動すべき経路をロボット座標系で示す第１印刷経路データを生成する第３データ処理ステップと、第１印刷経路データに基づいてロボットを動作させつつ、ワークに対してヘッドから液体を吐出させる第１印刷ステップと、を含む、立体物印刷方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体物印刷方法およびデータ生成方法に関する。

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方法が知られている。例えば、特許文献１に記載の方法は、インクジェットヘッドを成形部に対して相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから光学材料を吐出することにより成形部に対して光学材料を塗布することにより、コンタクトレンズを形成する。ここで、インクジェットヘッドに対する成形部の相対的な移動は、コンタクトレンズの形状を表すデータに基づいて制御される。

特開２００５－００１１３１号公報

特許文献１では、インクジェットヘッドの移動すべき経路を示すデータの生成について具体的な方法が開示されていない。ここで、様々な形状のワークに対して印刷を行う場合、ワークの形状や大きさなどに応じて、ヘッドの移動すべき経路の生成や、経路の変更などを容易に行うことができる方法の実現が望まれる。

以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物印刷方法の一態様は、ワークに対して液体を吐出するヘッドと、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を用いた立体物印刷方法であって、前記ヘッドの移動すべき経路をワーク座標系で示す第１初期経路データを取得する第１データ処理ステップと、前記ヘッドの位置および姿勢をロボット座標系で示す第１ヘッド基準点データを取得する第２データ処理ステップと、前記第１初期経路データおよび前記第１ヘッド基準点データに基づいて、前記ヘッドの移動すべき経路を前記ロボット座標系で示す第１印刷経路データを生成する第３データ処理ステップと、前記第１印刷経路データに基づいて前記ロボットを動作させつつ、前記ワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させる第１印刷ステップと、を含む。

また、本発明に係るデータ生成方法の一態様は、ワーク座標系のデータからロボット座標系のデータを生成するデータ生成方法であって、エンドエフェクターの移動すべき経路を前記ワーク座標系で示す初期経路データを取得する第１ステップと、前記エンドエフェクターの位置および姿勢を前記ロボット座標系で示す基準教示点データを取得する第２ステップと、前記初期経路データおよび前記基準教示点データに基づいて、前記エンドエフェクターの移動すべき経路を前記ロボット座標系で示す教示データを生成する第３ステップと、を含む。

第１実施形態に係る立体物印刷方法に用いる立体物印刷装置の概略を示す斜視図である。 第１実施形態に係る立体物印刷方法に用い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。 第１ロボットの斜視図である。 ヘッドユニットの概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係るデータ生成方法に用いるコンピューターを示す図である。 第１初期経路データおよび第１印刷経路データを説明するための図である。 第１実施形態に係る立体物印刷方法を示すフローチャートである。 第１初期経路データの取得を説明するための図である。 第１ヘッド基準点データの取得を説明するための図である。 第１印刷経路データの生成を説明するための図である。 第１印刷ステップでの第１ロボットの動作を説明するための図である。 第２実施形態に係るデータ生成方法に用いるコンピューターを示す図である。 第２実施形態に係る立体物印刷方法を示すフローチャートである。 第２初期経路データの取得を説明するための図である。 第２ヘッド基準点データの取得を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明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、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明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。

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。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述の第１ロボット３および第２ロボット４を含むロボット１０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である。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。第１ロボット３および第２ロボット４のそれぞれの基部を基準とするベース座標系は、キャリブレーションにより当該ワールド座標系に対応付けられる。以下では、便宜上、ワールド座標系をロボット座標系として用いて第１ロボット３および第２ロボット４のそれぞれの動作を制御する場合が例示される。

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。

１．第１実施形態
１－１．立体物印刷方法に用いる装置の概略
図１は、第１実施形態に係る立体物印刷方法に用いる立体物印刷装置１の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置１は、第１ロボット３および第２ロボット４を含むロボット１０を用いて立体的なワークＷの表面にインクジェット方式により印刷を行う装置である。

図１に示す例では、ワークＷは、長球状をなすラグビーボールである。なお、ワークＷの形状または大きさ等の態様は、図１に示す例に限定されず、任意である。

図１に示すように、立体物印刷装置１は、基台２と、第１ロボット３と、第２ロボット４と、ヘッドユニット５と、撮像ユニット７と、コントローラー１１と、制御モジュール１２と、コンピューター１３と、を有する。以下、まず、図１に示す立体物印刷装置１の各部を順次簡単に説明する。

基台２は、第１ロボット３および第２ロボット４を支持する面２ａを有する台である。面２ａは、Ｚ１方向を向く面である。本実施形態では、面２ａは、第１ロボット３および第２ロボット４のほか、撮像ユニット７を支持する。ここで、第１ロボット３、第２ロボット４および撮像ユニット７のそれぞれは、基台２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。

図１に示す例では、基台２は、箱状をなしており、基台２の内部には、コントローラー１１および制御モジュール１２が収容される。

なお、基台２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２は、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。この場合、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。本実施形態では、立体物印刷装置１の基台２を除く各構成要素が同一平面である面２ａに支持されるが、当該各構成要素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、第１ロボット３が設置され、他の１つに、第２ロボット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、第１ロボット３が設置され、他の１つに、第２ロボット４が設置されてもよい。

第１ロボット３は、ワールド座標系でのヘッドユニット５の位置および姿勢を変化させるロボットである。図１に示す例では、第１ロボット３は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットであり、第１ロボット３のアームの先端には、エンドエフェクターとしてヘッドユニット５がネジ止め等により固定された状態で装着される。なお、第１ロボット３の構成については、図３に基づいて後述する。

ヘッドユニット５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５ａを有するアセンブリーである。本実施形態では、ヘッドユニット５は、ヘッド５ａのほか、圧力調整弁５ｂと硬化用光源５ｃとを有する。なお、ヘッドユニット５の構成については、図４に基づいて後述する。

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、放射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。

一方、第２ロボット４は、ワールド座標系でのワークＷの位置および姿勢を変化させるロボットである。図１に示す例では、第２ロボット４は、６軸の垂直多関節ロボットであり、第２ロボット４のアームの先端には、エンドエフェクターとしてハンド機構４０がネジ止め等により固定された状態で装着される。

なお、第２ロボット４は、装着されるエンドエフェクターが異なる以外は、第１ロボット３と同様に構成される。ただし、第１ロボット３および第２ロボット４は、互いに異なる構成であってもよく、本実施形態では、アーム長または可搬重量等の構成が必要に応じて互いに異なる。また、第１ロボット３および第２ロボット４の関節数が互いに異なってもよい。

ハンド機構４０は、ワークＷを着脱可能に保持するロボットハンドである。ここで、「保持」とは、吸着および把持の双方を含む概念である。図１に示す例では、ハンド機構４０は、ワークＷを負圧により吸着する機構である。なお、ハンド機構４０の構成は、ワークＷの形状、大きさまたは材質等に応じて適宜に決められる。ハンド機構４０は、負圧による吸着機構に限定されず、例えば、磁力による吸着機構であってもよいし、複数本の指または爪等を有する把持ハンド機構であってもよい。

撮像ユニット７は、ワークＷの位置および姿勢を検出するための装置である。撮像ユニット７は、撮像装置７ａと照明部７ｂとを有する。撮像装置７ａは、一般にビジョンセンサーとも呼ばれ、撮像光学系および撮像素子を含むカメラであり、撮像範囲の内側に位置する物体を撮像する。撮像光学系は、少なくとも１つの撮像レンズを含む光学系であり、プリズム等の各種の光学素子を含んでもよいし、ズームレンズまたはフォーカスレンズ等を含んでもよい。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーまたはＣＭＯＳ（Complementary MOS）イメージセンサー等である。なお、撮像装置７ａは、被写体と撮像装置７ａとの距離を検出する機能を有した深度カメラであってもよい。

撮像装置７ａには、撮像画像の任意の点を基準とする２軸または３軸の撮像座標系が設定される。この撮像座標系は、前述のベース座標系またはワールド座標系とキャリブレーションにより対応付けされる。照明部７ｂは、ＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子を含む光源であり、撮像装置７ａの撮像範囲に向けて光を出射する。このような照明部７ｂの照明により、当該物体としてワークＷを撮像した場合、撮像装置７ａの撮像画像のコントラストを高めることができる。この結果、撮像装置７ａの撮像結果に基づくワークＷの位置および姿勢の検出精度を向上させることができる。なお、照明部７ｂには、光の出射方向または出射範囲等を調整するためのレンズまたは反射板等の光学部品が適宜に設けられる。

コントローラー１１は、第１ロボット３および第２ロボット４の駆動を制御するロボットコントローラーである。制御モジュール１２は、コントローラー１１に通信可能に接続され、ヘッドユニット５を制御する回路モジュールである。コントローラー１１および制御モジュール１２には、コンピューター１３が通信可能に接続される。図１に示す例では、コンピューター１３がノート型であるが、これに限定されず、例えば、コンピューター１３がデスクトップ型等であってもよい。以下、図２に基づいて、立体物印刷装置１の電気的な構成について説明する。

１－２．立体物印刷装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷方法に用いる立体物印刷装置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。なお、図１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１１または制御モジュール１２の機能の一部または全部は、コンピューター１３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１１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。

コントローラー１１は、第１ロボット３および第２ロボット４の駆動を制御する機能と、ヘッドユニット５でのインクの吐出動作を第１ロボット３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。コントローラー１１は、記憶回路１１ａと処理回路１１ｂとを有する。

記憶回路１１ａは、処理回路１１ｂが実行する各種プログラムと、処理回路１１ｂが処理する各種データと、を記憶する。記憶回路１１ａ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１１ａの一部または全部は、処理回路１１ｂに含まれてもよい。

記憶回路１１ａには、第１印刷経路データＤｂ１が記憶される。第１印刷経路データＤｂ１は、ヘッドユニット５の移動すべき経路に関する経路情報と、ワークＷの配置すべき位置および姿勢に関する配置情報と、を含む。第１印刷経路データＤｂ１は、コンピューター１３で生成される。当該経路情報は、後述の図５に示す複数の教示点データＰｂ＿１～Ｐｂ＿Ｎに相当する。当該配置情報は、後述の図５に示すワーク配置点データＤｂＣに相当する。これらの情報およびその生成の詳細については、後述する。

処理回路１１ｂは、第１印刷経路データＤｂ１に含まれる経路情報に基づいて第１ロボット３のアーム駆動機構３ａの動作を制御するとともに、信号Ｄ３を生成する。また、処理回路１１ｂは、第１印刷経路データＤｂ１に含まれる配置情報に基づいて第２ロボット４のアーム駆動機構４ａの動作を制御する。ここで、処理回路１１ｂは、必要に応じて、撮像ユニット７の撮像結果に基づいて、印刷時におけるアーム駆動機構３ａおよびアーム駆動機構４ａのうちの少なくとも一方の動作を補正する。処理回路１１ｂ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１１ｂ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。

アーム駆動機構３ａは、第１ロボット３の各関節を駆動するためのモーターと、第１ロボット３の各関節の回転角度を検出するエンコーダーと、を有する。同様に、アーム駆動機構４ａは、第２ロボット４の各関節を駆動するためのモーターと、第２ロボット４の各関節の回転角度を検出するエンコーダーと、を有する。

処理回路１１ｂは、第１印刷経路データＤｂ１に含まれる経路情報を第１ロボット３の各関節の回転角度および回転速度等の動作量に変換する演算である逆運動学計算を行う。そして、処理回路１１ｂは、当該各関節の実際の回転角度および回転速度等の動作量が前述の演算結果となるように、アーム駆動機構３ａの各エンコーダーからの出力Ｄ１に基づいて、制御信号Ｓｋ１を出力する。制御信号Ｓｋ１は、アーム駆動機構３ａのモーターの駆動を制御する。

同様に、処理回路１１ｂは、第１印刷経路データＤｂ１に含まれる配置情報を第２ロボット４の各関節の回転角度および回転速度等の動作量に変換する演算である逆運動学計算を行う。そして、処理回路１１ｂは、当該各関節の実際の回転角度および回転速度等の動作量が前述の演算結果となるように、アーム駆動機構４ａの各エンコーダーからの出力Ｄ２に基づいて、制御信号Ｓｋ２を出力する。制御信号Ｓｋ２は、アーム駆動機構４ａのモーターの駆動を制御する。

ここで、処理回路１１ｂは、撮像ユニット７の撮像装置７ａの撮像結果に基づいて、印刷時におけるワークＷの位置および姿勢を検出する。そして、処理回路１１ｂは、その検出結果および配置情報に基づいて、その検出結果と配置情報の示す位置および姿勢との差が低減されるよう、印刷時の制御信号Ｓｋ２を補正する。ワークＷの位置および姿勢は、例えば、撮像装置７ａの撮像画像内のワークＷの位置および姿勢を撮像座標系からワールド座標系に変換することにより得られる。また、撮像座標系でのワークＷの位置および姿勢は、例えば、当該撮像画像内のワークＷの特徴点の位置とワークＷの形状情報とに基づいて算出される。なお、撮像装置７ａの撮像結果に基づくワークＷの位置および姿勢の検出は、撮像装置７ａに含まれる画像処理回路で行ってもよいし、コンピューター１３で行ってもよい。

また、処理回路１１ｂは、アーム駆動機構３ａの複数のエンコーダーのうちの少なくとも１つからの出力Ｄ１に基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路１１ｂは、当該複数のエンコーダーのうちの１つからの出力Ｄ１が所定値となるタイミングのパルスを含むトリガー信号を信号Ｄ３として生成する。

制御モジュール１２は、コントローラー１１から出力される信号Ｄ３とコンピューター１３からの印刷データとに基づいて、ヘッドユニット５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１２は、タイミング信号生成回路１２ａと電源回路１２ｂと制御回路１２ｃと駆動信号生成回路１２ｄとを有する。

タイミング信号生成回路１２ａ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１２ａ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。

電源回路１２ｂ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１２およびヘッドユニット５の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路１２ｂ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５に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路１２ｄに供給される。

制御回路１２ｃは、タイミング信号ＰＴＳに基づいて、制御信号ＳＩと波形指定信号ｄＣｏｍとラッチ信号ＬＡＴとクロック信号ＣＬＫとチェンジ信号ＣＮＧとを生成する。これらの信号は、タイミング信号ＰＴＳに同期する。これらの信号のうち、波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号生成回路１２ｄに入力され、それ以外の信号は、ヘッドユニット５のスイッチ回路５ｄに入力される。

制御信号ＳＩは、ヘッドユニット５のヘッド５ａ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、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。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。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。

以上の制御回路１２ｃ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、制御回路１２ｃ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。

駆動信号生成回路１２ｄは、ヘッドユニット５のヘッド５ａ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１２ｄ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１２ｄでは、当該ＤＡ変換回路が制御回路１２ｃ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１２ｂ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５のスイッチ回路５ｄを介して、駆動信号生成回路１２ｄから当該駆動素子に供給される。スイッチ回路５ｄ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。

コンピューター１３は、コントローラー１１に第１印刷経路データＤｂ１等の情報を供給する機能と、制御モジュール１２に印刷データ等の情報を供給する機能と、を有する。コンピューター１３の詳細については、後述の図５に基づいて後述する。なお、前述の撮像装置７ａは、コンピューター１３を介してコントローラー１１に接続されてもよい。この場合、コンピューター１３は、撮像装置７ａの撮像結果をそのままコントローラー１１に入力してもよいし、撮像装置７ａの撮像結果に基づいてワークＷの位置および姿勢を算出し、その算出結果を示す情報をコントローラー１１に入力してもよい。また、この算出結果は、後述の図５に示す補正用データＤＣとして用いてもよい。

１－３．第１ロボットの構成
図３は、第１ロボット３の斜視図である。以下、第１ロボット３の構成を説明する。なお、第２ロボット４の構成については、装着されるエンドエフェクターが異なる以外は、第１ロボット３と同様であるため、その説明を省略する。ただし、既述のように、第１ロボット３および第２ロボット４の構成が互いに異なってもよい。

図３に示すように、第１ロボット３は、基部３１０と、アーム３２０と、を有する。

基部３１０は、アーム３２０を支持する台である。図３に示す例では、基部３１０は、前述の基台２の面２ａに対してはＺ方向に取り付けられ、ネジ止め等により固定される。

アーム３２０は、基部３１０に取り付けられる基端と、当該基端に対して３次元的に位置および姿勢を変化させる先端と、を有する６軸のロボットアームである。具体的には、アーム３２０は、アーム３２１、３２２、３２３、３２４、３２５および３２６を有し、これらがこの順に連結される。

アーム３２１は、基部３１０に対して回動軸Ｏ１まわりに回動可能に関節部３３０＿１を介して連結される。アーム３２２は、アーム３２１に対して回動軸Ｏ２まわりに回動可能に関節部３３０＿２を介して連結される。アーム３２３は、アーム３２２に対して回動軸Ｏ３まわりに回動可能に関節部３３０＿３を介して連結される。アーム３２４は、アーム３２３に対して回動軸Ｏ４まわりに回動可能に関節部３３０＿４を介して連結される。アーム３２５は、アーム３２４に対して回動軸Ｏ５まわりに回動可能に関節部３３０＿５を介して連結される。アーム３２６は、アーム３２５に対して回動軸Ｏ６まわりに回動可能に関節部３３０＿６を介して連結される。

関節部３３０＿１～３３０＿６のそれぞれは、基部３１０およびアーム３２１～３２６のうち隣り合う２つの部材の一方を他方に対して回動可能に連結する機構である。図３では図示しないが、関節部３３０＿１～３３０＿６のそれぞれには、当該隣り合う２つの部材の一方を他方に対して回動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該回動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該回動の角度等の動作量を検出するロータリーエンコーダー等のエンコーダーと、を有する。なお、関節部３３０＿１～３３０＿６の当該駆動機構の集合体は、前述の図２に示すアーム駆動機構３ａに相当する。

回動軸Ｏ１は、基部３１０が固定される面２ａに対して垂直な軸である。回動軸Ｏ２は、回動軸Ｏ１に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ３は、回動軸Ｏ２に対して平行な軸である。回動軸Ｏ４は、回動軸Ｏ３に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ５は、回動軸Ｏ４に対して垂直な軸である。回動軸Ｏ６は、回動軸Ｏ５に対して垂直な軸である。

なお、これらの回動軸について、「垂直」とは、２つの回動軸のなす角度が厳密に９０°である場合のほか、２つの回動軸のなす角度が９０°から±５°程度の範囲内でずれる場合も含む。同様に、「平行」とは、２つの回動軸が厳密に平行である場合のほかに、２つの回動軸の一方が他方に対して±５°程度の範囲内で傾斜する場合も含む。

以上のアーム３２０の最も先端に位置するアーム、すなわち、アーム３２６には、エンドエフェクターとして、ヘッドユニット５が装着される。

１－４．ヘッドユニットの構成
図４は、ヘッドユニット５の概略構成を示す斜視図である。以下の説明は、便宜上、互いに交差するａ軸、ｂ軸およびｃ軸を適宜に用いて行う。また、以下では、ａ軸に沿う一方向がａ１方向であり、ａ１方向と反対の方向がａ２方向である。同様に、ｂ軸に沿って互いに反対の方向がｂ１方向およびｂ２方向である。また、ｃ軸に沿って互いに反対の方向がｃ１方向およびｃ２方向である。

ここで、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、ヘッドユニット５に設定されるツール座標系の座標軸であり、前述の第１ロボット３の動作により前述のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸との相対的な位置および姿勢の関係が変化する。図４に示す例では、ｃ軸が前述の回動軸Ｏ６に平行な軸である。なお、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。なお、ツール座標系と前述のベース座標系とは、キャリブレーションにより対応付けされる。また、ツール座標系は、例えば、後述のノズル面Ｆの中心が基準（ツールセンターポイント）となるように設定される。

ヘッドユニット５は、前述のように、ヘッド５ａと圧力調整弁５ｂと硬化用光源５ｃとを有する。これらは、図４中の二点鎖線で示される支持体５ｅに支持される。なお、図４に示す例では、ヘッドユニット５が有するヘッド５ａおよび圧力調整弁５ｂのそれぞれの数が１個であるが、当該数は、図４に示す例に限定されず、２個以上でもよい。また、圧力調整弁５ｂの設置位置は、アーム３２６に限定されず、例えば、他のアーム等でもよいし、基部３１０に対して固定の位置でもよい。

支持体５ｅは、例えば、金属材料等で構成されており、実質的な剛体である。なお、図４では、支持体５ｅが扁平な箱状をなすが、支持体５ｅの形状は、特に限定されず、任意である。

以上の支持体５ｅは、前述のアーム３２６に装着される。このように、ヘッド５ａ、圧力調整弁５ｂおよび硬化用光源５ｃが支持体５ｅにより一括してアーム３２６に支持される。このため、アーム３２６に対するヘッド５ａ、圧力調整弁５ｂおよび硬化用光源５ｃのそれぞれの相対的な位置が固定される。

ヘッド５ａは、ノズル面Ｆと、ノズル面Ｆに開口する複数のノズルＮと、を有する。図４に示す例では、ノズル面Ｆの法線方向がｃ２方向であり、当該複数のノズルＮは、ａ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶ第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂとに区分される。第１ノズル列Ｌａおよび第２ノズル列Ｌｂのそれぞれは、ｂ軸に沿う方向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５ａにおける第１ノズル列Ｌａの各ノズルＮに関連する要素と第２ノズル列Ｌｂの各ノズルＮに関連する要素とがａ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。なお、理想的な条件において、各ノズルＮから吐出されるインク滴はｃ２方向に飛翔する。つまり、ｃ２方向はインクの吐出方向である。

ただし、第１ノズル列Ｌａにおける複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌｂにおける複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致してもよいし異なってもよい。また、第１ノズル列Ｌａおよび第２ノズル列Ｌｂのうちの一方の各ノズルＮに関連する要素が省略されてもよい。以下では、第１ノズル列Ｌａにおける複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌｂにおける複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致する構成が例示される。

図示しないが、ヘッド５ａ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５ａ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。

図４に示す例では、圧力調整弁５ｂは、ヘッド５ａに対してｃ１方向に位置する。硬化用光源５ｃは、ヘッド５ａに対してａ２方向に位置する。

圧力調整弁５ｂは、供給管６ｄを介して、図示しないインクタンクに接続される。圧力調整弁５ｂは、ヘッド５ａ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５ａと当該インクタンクとの位置関係が変化しても、ヘッド５ａ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５ａ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。なお、圧力調整弁５ｂからのインクは、図示しない分岐流路を介してヘッド５ａの複数箇所に適宜に分配される。

硬化用光源５ｃ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。硬化用光源５ｃ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、硬化用光源５ｃ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、硬化用光源５ｃは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。また、硬化用光源５ｃは、ワークＷ上のインクを完全硬化させずに半固化または半硬化させてもよい。この場合、例えば、別途に設置される硬化用光源等により、ワークＷ上のインクが完全硬化される。

１－５．印刷経路データ
図５は、第１実施形態に係るデータ生成方法に用いるコンピューター１３を示す図である。本実施形態では、前述の第１印刷経路データＤｂ１がコンピューター１３により生成される。図５に示すように、コンピューター１３は、表示装置１３ｄと、入力装置１３ｃと、記憶回路１３ａと、処理回路１３ｂと、を有する。これらは、互いに通信可能に接続される。

表示装置１３ｄは、処理回路１３ｂ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１３ｄ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１３ｄは、コンピューター１３の外部に設けられてもよい。また、表示装置１３ｄは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。

入力装置１３ｃは、ユーザーからの操作を受け付ける機器である。例えば、入力装置１３ｃ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１３ｃは、タッチパネルを有する場合、表示装置１３ｄを兼ねてもよい。なお、入力装置１３ｃは、コンピューター１３の外部に設けられてもよい。また、入力装置１３ｃは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。

記憶回路１３ａは、処理回路１３ｂが実行する各種プログラム、および処理回路１３ｂが処理する各種データを記憶する装置である。記憶回路１３ａは、例えば、ハードディスクドライブまたは半導体メモリーを有する。なお、記憶回路１３ａの一部または全部は、コンピューター１３の外部の記憶装置またはサーバー等に設けてもよい。

記憶回路１３ａには、ワーク座標系データＤａとロボット座標系データＤｂと変換パラメーターＣＰと補正用データＤＣとが記憶される。

ワーク座標系データＤａは、ワークＷを基準に設定される座標系であるワーク座標系で示されるデータ群である。ワーク座標系データＤａは、ワーク形状データＤＷと第１初期経路データＤａ１と第１基準経路点データＲａ１とを含む。

ワーク形状データＤＷは、ワークＷの形状をワーク座標系で示すデータである。ワーク形状データＤＷは、例えば、ワークＷの３次元形状を示すＣＡＤ（computer-aided design）データである。第１初期経路データＤａ１は、ヘッド５ａの移動すべき経路をワーク座標系で示すデータである。第１初期経路データＤａ１は、後述するように、ワーク形状データＤＷに基づいて生成される。第１基準経路点データＲａ１は、ヘッド５ａの移動すべき経路上の特定点でのヘッド５ａの位置および姿勢をワーク座標系で示すデータである。第１基準経路点データＲａ１は、後述するように、第１初期経路データＤａ１に含まれるデータのうちから選択される。なお、第１初期経路データＤａ１の詳細については、後述の図６に基づいて説明する。

ロボット座標系データＤｂは、ロボット１０を基準に設定される座標系であるロボット座標系で示されるデータ群である。ロボット座標系データＤｂは、第１印刷経路データＤｂ１と第１ヘッド基準点データＲｂ１とロボット空間データＤＲとを含む。

第１印刷経路データＤｂ１は、ヘッド５ａの移動すべき経路をロボット座標系で示すデータである。第１印刷経路データＤｂ１は、後述するように、変換パラメーターＣＰを用いて第１初期経路データＤａ１を変換することにより生成される。第１ヘッド基準点データＲｂ１は、ヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示すデータである。第１ヘッド基準点データＲｂ１は、例えば、ロボット空間データＤＲに基づいて生成される。ロボット空間データＤＲは、ヘッド５ａのとり得る位置および姿勢をロボット座標系で示すデータである。ロボット空間データＤＲは、例えば、ヘッドユニット５の大きさおよび形状、第１ロボット３の動作可能範囲、および、当該動作可能範囲内に存在する障害物の位置および大きさ等に基づいて生成される。なお、第１印刷経路データＤｂ１の詳細については、後述の図６に基づいて説明する。

変換パラメーターＣＰは、ワーク座標系の座標値をロボット座標系の座標値に変換するためのパラメーターであり、第１基準経路点データＲａ１と第１ヘッド基準点データＲｂ１との対応関係を示す。変換パラメーターＣＰは、後述するように、第１基準経路点データＲａ１の示す座標値と第１ヘッド基準点データＲｂ１の示す座標値とを比較した結果を用いて算出される。

補正用データＤＣは、第１印刷経路データＤｂ１を補正するためのキャリブレーション用データであり、ワークＷまたはヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示す。補正用データＤＣは、例えば、撮像ユニット７の撮像結果に基づいて生成される。

処理回路１３ｂは、コンピューター１３の各部等を制御する機能、および各種データを処理する機能を有する装置である。処理回路１３ｂは、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサーを有する。なお、処理回路１３ｂは、単一のプロセッサーで構成されてもよいし、複数のプロセッサーで構成されてもよい。また、処理回路１３ｂの機能の一部または全部を、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ等のハードウェアで実現してもよい。

処理回路１３ｂは、記憶回路１３ａ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。具体的には、処理回路１３ｂは、ワーク形状データＤＷに基づいて、前述の各データ等を取得または生成する。

図６は、第１初期経路データＤａ１および第１印刷経路データＤｂ１を説明するための図である。本実施形態において、第１初期経路データＤａ１は、Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎとワーク中心点データＤａＣとを含む。以下では、Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎを区別しない場合、これらのそれぞれを経路点データＰａという場合がある。なお、第１初期経路データＤａ１がワーク中心点データＤａＣを含むことは必須でなく、ワーク中心点データＤａＣは第１初期経路データＤａ１とは別のデータとして扱うこともできる。

Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎは、ヘッド５ａの移動すべき経路上の互いに異なる位置でのヘッド５ａの位置および姿勢をワーク座標系で示すデータである。ただし、Ｎは、２以上の自然数である。ここで、前述の第１基準経路点データＲａ１は、Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎのうちの１つの経路点データＰａである。当該１つの経路点データＰａは、例えば、Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎからユーザーにより任意に選択される。

ワーク中心点データＤａＣは、ワークＷの位置および姿勢をワーク座標系で示すデータである。ワーク中心点データＤａＣは、例えば、ワーク形状データＤＷに含まれる中心点データである。

一方、本実施形態において、第１印刷経路データＤｂ１は、Ｎ個の教示点データＰｂ＿１～Ｐｂ＿Ｎとワーク配置点データＤｂＣとを含む。以下では、Ｎ個の教示点データＰｂ＿１～Ｐｂ＿Ｎを区別しない場合、これらのそれぞれを教示点データＰｂという場合がある。なお、第１印刷経路データＤｂ１がワーク配置点データＤｂＣを含むことは必須でなく、ワーク配置点データＤｂＣは第１印刷経路データＤｂ１とは別のデータとして扱うこともできる。

Ｎ個の教示点データＰｂ＿１～Ｐｂ＿Ｎは、ヘッド５ａの移動すべき経路上の互いに異なる位置でのヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示すデータである。ただし、Ｎは、２以上の自然数である。Ｎ個の教示点データＰｂ＿１～Ｐｂ＿Ｎは、変換パラメーターＣＰを用いて前述のＮ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎをワーク座標系の座標値からロボット座標系の座標値に変換することにより得られるデータであり、Ｎ個の経路点データＰａ＿１～Ｐａ＿Ｎに一対一で対応する。

ワーク配置点データＤｂＣは、変換パラメーターＣＰを用いて前述のワーク中心点データＤａＣをワーク座標系の座標値からロボット座標系の座標値に変換することにより得られるデータである。ここで、第１印刷経路データＤｂ１に含まれるワーク配置点データＤｂＣは、「第１ワーク配置点データ」の一例である。

１－６．立体物印刷装置の動作
図７は、第１実施形態に係る立体物印刷方法を示すフローチャートである。前述の立体物印刷装置１は、前述のヘッド５ａおよびロボット１０を用いてワークＷに対して印刷を行う立体物印刷方法を実行する。当該立体物印刷方法は、図７に示すように、第１１データ処理ステップＳ１と第１データ処理ステップＳ２と第４データ処理ステップＳ３と第２データ処理ステップＳ４と第３データ処理ステップＳ５と第１印刷ステップＳ７とを含む。本実施形態では、第３データ処理ステップＳ５は、第５データ処理ステップＳ５ａを含む。

第１１データ処理ステップＳ１は、前述の複数の経路点データＰａおよびワーク中心点データＤａＣを生成する。つまり、第１１データ処理ステップＳ１は、第１初期経路データＤａ１を生成する。第１データ処理ステップＳ２は、第１初期経路データＤａ１を取得する。第２データ処理ステップＳ４は、第１ヘッド基準点データＲｂ１を取得する。第４データ処理ステップＳ３は、第１基準経路点データＲａ１を取得する。第３データ処理ステップＳ５は、第１印刷経路データＤｂ１を生成する。第５データ処理ステップＳ５ａは、ワーク配置点データＤｂＣを生成する。第１印刷ステップＳ７は、第１印刷経路データＤｂ１に基づいて印刷を行う。

図７に示す例では、第１１データ処理ステップＳ１、第１データ処理ステップＳ２、第２データ処理ステップＳ４、第４データ処理ステップＳ３、第３データ処理ステップＳ５、第５データ処理ステップＳ５ａ、第１印刷ステップＳ７がこの順で行われる。以下、これらのステップを順に詳細に説明する。

図８は、第１１データ処理ステップＳ１における第１初期経路データＤａ１の生成と、第１データ処理ステップＳ２における第１初期経路データＤａ１の取得と、第４データ処理ステップＳ３における第１基準経路点データＲａ１の取得と、を説明するための図である。図８では、互いに直交するｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を座標軸とするワーク座標系の空間でのワークＷの第１領域ＲＰ１に対して印刷する場合のヘッド５ａの移動すべき経路ＲＵ１ａが示される。

前述のワーク形状データＤＷには、図８に示すように、ワークＷの形状および中心点Ｃ０ａがワーク座標系の座標値として含まれる。前述の第１１データ処理ステップＳ１では、ワーク形状データＤＷの形状を示す座標値に基づいて前述の複数の経路点データＰａを生成するとともに、ワーク形状データＤＷの中心点Ｃ０ａを示す座標値に基づいてワーク中心点データＤａＣを生成する。

ここで、複数の経路点データＰａの生成は、例えば、自動経路生成アルゴリズムを用いて行われる。例えば、ヘッド５ａと第１領域ＲＰ１との距離が一定となるように、Ｚ軸またはＸ軸に沿う方向にみて直線状に延びる経路ＲＵ１ａが設定される。

図８に示す例では、経路ＲＵ１ａが５個の経路点Ａａ１＿１～Ａａ１＿５をこの順に通過する経路である。以下では、経路点Ａａ１＿１～Ａａ１＿５を区別しない場合、これらのそれぞれを経路点Ａａ１という場合がある。

経路点Ａａ１は、前述の第１初期経路データＤａ１に含まれる経路点データＰａの示す点である。ヘッド５ａの位置は、ワーク座標系での経路点Ａａ１の座標値で表される。ヘッド５ａの姿勢は、ワーク座標系での各座標軸まわりの回転角度で表される。

このような経路点Ａａ１＿１～Ａａ１＿５から選択される１つの経路点Ａａ１は、前述の第１基準経路点データＲａ１の示す点である。図５に示す例では、経路点Ａａ１＿２が第１基準経路点データＲａ１の示す点である。なお、図５では、経路点Ａａ１＿２に対応するヘッド５ａおよびヘッドユニット５が実線で示され、他の経路点Ａａ１＿１および経路点Ａａ１＿３～Ａａ１＿５に対応するヘッド５ａおよびヘッドユニット５が二点鎖線で示される。

以上から理解されるように、前述の第１データ処理ステップＳ２では、第１１データ処理ステップＳ１で生成した複数の経路点データＰａおよびワーク中心点データＤａＣを第１初期経路データＤａ１として取得する。

そして、第４データ処理ステップＳ３では、複数の経路点データＰａから任意の１個の経路点データＰａを選択することにより、当該１個の経路点データＰａを第１基準経路点データＲａ１として取得する。

図９は、第２データ処理ステップＳ４における第１ヘッド基準点データＲｂ１の取得を説明するための図である。図９では、第１ヘッド基準点データＲｂ１に基づいたロボット座標系の空間でのヘッド５ａの位置および姿勢が示される。当該位置および当該姿勢は、ロボット空間データＤＲ等を用いてヘッド５ａが取り得る位置および姿勢のうちから適宜に決められる。例えば、ユーザーがロボット空間データＤＲのうちから、第１ヘッド基準点データＲｂ１を適宜に選択したり調整したりすることもできる。これにより、第２データ処理ステップＳ４は、第１ヘッド基準点データＲｂ１を取得する。

ここで、図８から図１０を用いて、変換パラメーターＣＰの取得方法の例と、第３データ処理ステップＳ５における第１印刷経路データＤｂ１の生成と、を説明する。

本実施形態においては、第１基準経路点データＲａ１として選択された経路点Ａａ１のワーク座標系の座標値を（ｘａ，ｙａ，ｚａ）とすると、これに付随して、点Ｂａ１と点Ｃａ１とのさらに２個の経路点Ａａ１のワーク座標系の点の座標値が取得される。経路点Ａａ１と、点Ｂａ１と、点Ｃａ１と、の当該３個の点は、同一直線上にない互いに位置の異なる点である。

例えば、図８中の破線で囲まれる部分に示すように、点Ｂａ１は、第１基準経路点データＲａ１として選択された経路点Ａａ１からヘッド５ａの進行方向に位置する点であり、点Ｂａ１の座標値（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）は、第１基準経路点データＲａ１として選択された経路点Ａａ１の座標値（ｘａ，ｙａ，ｚａ）に当該進行方向のベクトルＶα１ａを足すことにより得られる座標値である。また、点Ｃａ１は、経路点Ａａ１からヘッド５ａのインクの吐出方向に位置する点であり、点Ｂａ１の座標値（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）は、経路点Ａａ１の座標値に当該吐出方向のベクトルＶβ１ａを足すことにより得られる座標値である。

本実施形態においては、第１ヘッド基準点データＲｂ１として選択された点Ａｂ１のロボット座標系の座標値を（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）とすると、これに付随して、点Ｂｂ１と点Ｃｂ１とのさらに２個のロボット座標系の点の座標値が取得される。経路点Ａｂ１と、点Ｂｂ１と、点Ｃｂ１と、の当該３個の点は、同一直線上にない互いに位置の異なる点であり、前述のワーク座標系のＡａ１と点Ｂａ１と点Ｃａ１と当該３個の点に対応する。

例えば、図９に示すように、点Ｂｂ１は、点Ａｂ１からヘッド５ａの進行方向に位置する点であり、点Ｂｂ１の座標値（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｚｂ）は、点Ａｂ１の座標値（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）に当該進行方向のベクトルＶα１ｂを足すことにより得られる座標値である。点Ｃｂ１は、点Ａｂ１からヘッド５ａのインクの吐出方向に位置する点であり、点Ｂｂ１の座標値（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、点Ａｂ１の座標値に当該進行方向のベクトルＶβ１ｂを足すことにより得られる座標値である。なお、ベクトルＶα１ａとＶα１ｂとは、ヘッド５ａに対しての方向や大きさがそれぞれ等しく、ベクトルＶβ１ａとＶβ１ｂとは、ヘッド５ａに対しての方向や大きさがそれぞれ等しい。また、ベクトルＶα１ａとベクトルＶβ１ａとベクトルＶα１ｂとベクトルＶβ１ｂとは、こうした条件を満たすようにあらかじめ任意に設定されていることが好ましい。

図１０は、第１印刷経路データＤｂ１の生成を説明するための図である。図１０では、ロボット座標系の空間でのワークＷの第１領域ＲＰ１に対して印刷する場合のヘッド５ａの移動すべき経路ＲＵ１ｂが示される。

第３データ処理ステップＳ５では、まず、第１基準経路点データＲａ１に基づく３個の座標値である経路点Ａａ１と点Ｂａ１と点Ｃａ１と、に対して、と第１ヘッド基準点データＲｂ１に基づく座標値である点Ａｂ１と点Ｂｂ１と点Ｃｂ１と、がそれぞれ比較される。そして、これらが一致するか誤差が最小となるように変換パラメーターＣＰを推定する演算が行われる。この演算により、変換パラメーターＣＰが得られる。この推定演算には、最小二乗法等の既知の手法を適宜用いることができる。

変換パラメーターＣＰを得た後、第１初期経路データＤａ１に含まれる複数の経路点データＰａに対して変換パラメーターＣＰを適用することにより、第１印刷経路データＤｂ１が生成される。

本実施形態では、第３データ処理ステップＳ５は、第５データ処理ステップＳ５ａを含んでおり、第５データ処理ステップＳ５ａは、ワーク中心点データＤａＣに変換パラメーターＣＰを適用することにより、ワーク配置点データＤｂＣを生成する。

以上の第３データ処理ステップＳ５の後、第１０データ処理ステップＳ６では、撮像ユニット７の撮像結果等に基づいて実際に配置されたワークＷの位置を検出した結果に基づいて、第１印刷経路データＤｂ１を補正する。これにより、補正された第１印刷経路データＤｂ１が補正第１印刷経路データとして得られる。

図１１は、第１印刷ステップＳ７での第１ロボット３の動作を説明するための図である。第１印刷ステップＳ７では、図１１に示すように、第２ロボット４がワークＷの位置および姿勢を支持した状態で、第１ロボット３がヘッド５ａを移動させつつ、ヘッド５ａがワークＷに対してインクを吐出する。

ここで、第１ロボット３は、第１印刷経路データＤｂ１に含まれる複数の教示点データＰｂに基づいてヘッド５ａを移動させる。また、第２ロボット４は、第１印刷ステップＳ７よりも前に、第１印刷経路データＤｂ１に含まれるワーク配置点データＤｂＣに基づいてワークＷを配置する。

このように、本ステップでは、第２ロボット４が動作せずに、第１ロボット３が動作する。このため、ワークＷの振動を防止することができる。ここで、ヘッド５ａの移動経路の蛇行を低減する観点から、本ステップでの第１ロボット３の動作させる関節の数ができる限り少ないほうがよく、また、互いに平行な３つの回動軸の関節の動作により第１ロボット３を動作させることが好ましい。図１１に示す例では、当該３つの回動軸は、回動軸Ｏ２、回動軸Ｏ３および回動軸Ｏ５である。

以上の立体物印刷方法は、「液体」の一例であるインクをワークＷに対して吐出するヘッド５ａと、ワークＷとヘッド５ａとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボット１０と、を用いる。当該立体物印刷方法は、前述のように、第１データ処理ステップＳ２と第２データ処理ステップＳ４と第３データ処理ステップＳ５と第１印刷ステップＳ７とを含む。

第１データ処理ステップＳ２は、ヘッド５ａの移動すべき経路をワーク座標系で示す第１初期経路データＤａ１を取得する。第２データ処理ステップＳ４は、ヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示す第１ヘッド基準点データＲｂ１を取得する。第３データ処理ステップＳ５は、第１初期経路データＤａ１および第１ヘッド基準点データＲｂ１に基づいて、ヘッド５ａの移動すべき経路をロボット座標系で示す第１印刷経路データＤｂ１を生成する。第１印刷ステップＳ７は、第１印刷経路データＤｂ１に基づいてロボット１０を動作させつつ、ワークＷに対してヘッド５ａからインクを吐出させる。

なお、このようなワーク座標系のデータからロボット座標系のデータを生成するデータ生成方法は、「第１ステップ」の一例である第１データ処理ステップＳ２と、「第２ステップ」の一例である第２データ処理ステップＳ４と、「第３ステップ」の一例である第３データ処理ステップＳ５と、を含む。第１データ処理ステップＳ２は、ヘッド５ａを含むエンドエフェクターの移動すべき経路をワーク座標系で示す「初期経路データ」の一例として第１初期経路データＤａ１を取得する。第２データ処理ステップＳ４は、当該エンドエフェクターの位置および姿勢をロボット座標系で示す「基準教示点データ」の一例として第１ヘッド基準点データＲｂ１を取得する。第３データ処理ステップＳ５は、当該初期経路データおよび当該基準教示点データに基づいて、当該エンドエフェクターの移動すべき経路をロボット座標系で示す「教示データ」の一例として第１印刷経路データＤｂ１を生成する。

以上の立体物印刷方法では、第１初期経路データＤａ１および第１ヘッド基準点データＲｂ１に基づいて第１印刷経路データＤｂ１を生成するので、ワークＷの配置等の変更に伴って実空間でのヘッド５ａの移動すべき経路を変更する場合、第１ヘッド基準点データＲｂ１を変更するだけで済むので、第１印刷経路データＤｂ１を容易に再生成することができる。例えば、経路ＲＵ１ｂの位置を全体としてＺ１方向に移動する調整が必要である場合、第１ヘッド基準点データＲｂ１の座標をＺ１方向に移動するだけでよい。同様に、経路ＲＵ１ｂの姿勢を全体として変更する調整が必要である場合、第１ヘッド基準点データＲｂ１の姿勢を変更するだけでよい。

これに対し、第１初期経路データＤａ１を用いずに第１印刷経路データＤｂ１を生成する従来の方法では、ワークＷの配置等の変更に伴ってヘッド５ａの移動すべき経路を変更する場合、その都度、実際にロボット１０を動かして変更後の経路上の３点以上の目標点をロボット座標系での座標値として指定しなければならない。このため、従来の方法では、第１印刷経路データＤｂ１の再生成に手間がかかるという課題がある。

ワークＷの形状が立体形状である場合、ワークＷの形状が多種多様であるため、ワークＷの配置等の変更に伴ってヘッド５ａの移動すべき経路を変更する頻度が高い。したがって、前述のように、第１ヘッド基準点データＲｂ１を変更するだけでヘッド５ａの移動すべき経路を変更できることは、特に有効である。ここで、ヘッド５ａの移動すべき経路の変更を要する場合としては、例えば、ロボット１０の動作時に想定される障害物との接触を避ける場合、ロボット１０の無理な姿勢を避ける場合等が挙げられる。

前述のように、ロボット１０は、ヘッド５ａの位置および姿勢を変化させる第１ロボット３と、ワークＷの位置および姿勢を変化させる第２ロボット４と、を含む。そして、第１印刷ステップＳ７において、第１ロボット３は、第１印刷経路データＤｂ１に基づいてヘッド５ａを移動させる。このように２台のロボットを用いる構成では、第２ロボット４の動作によりワークＷの配置を容易に変更可能である。また、第１ロボット３の動作によりヘッド５ａを第１印刷経路データＤｂ１に基づく経路に沿って移動させることができる。

また、前述のように、第１初期経路データＤａ１は、ヘッド５ａの位置および姿勢をワーク座標系で示す複数の経路点データＰａを含む。ここで、第１データ処理ステップＳ２と第３データ処理ステップＳ５との間には、第４データ処理ステップＳ３を含む。第４データ処理ステップＳ３は、第１初期経路データＤａ１に含まれる複数の経路点データＰａのうちの特定の経路点データＰａを第１基準経路点データＲａ１として取得する。そして、第３データ処理ステップＳ５は、第１基準経路点データＲａ１および第１ヘッド基準点データＲｂ１に基づいて、第１印刷経路データＤｂ１を生成する。このように、第１基準経路点データＲａ１を用いることにより、ワーク座標系の座標値とロボット座標系の座標値とを対応付けることができる。また、この対応付けを用いることにより、第１初期経路データＤａ１に含まれる複数の経路点データＰａに基づいて、第１印刷経路データＤｂ１を生成することができる。

具体的には、前述のように、第３データ処理ステップＳ５は、変換パラメーターＣＰを算出したうえで、第１初期経路データＤａ１に含まれる複数の経路点データＰａに対して変換パラメーターＣＰを適用することにより、第１印刷経路データＤｂ１を生成する。ここで、変換パラメーターＣＰは、第１基準経路点データＲａ１と第１ヘッド基準点データＲｂ１との対応関係を示すパラメーターであり、第１基準経路点データＲａ１の示す座標値と第１ヘッド基準点データＲｂ１の示す座標値とを比較することにより算出される。

また、前述のように、第１初期経路データＤａ１は、ワークＷの位置および姿勢をワーク座標系で示すワーク中心点データＤａＣをさらに含む。ここで、第２データ処理ステップＳ４と第１印刷ステップＳ７との間には、第５データ処理ステップＳ５ａを含む。第５データ処理ステップＳ５ａは、第１初期経路データＤａ１とワーク中心点データＤａＣと第１ヘッド基準点データＲｂ１とに基づいて、ワークＷの配置されるべき位置および姿勢をロボット座標系で示すワーク配置点データＤｂＣ第１ワーク配置点データとして生成する。このため、前述のように、第１印刷ステップＳ７において、第２ロボット４は、ワーク配置点データＤｂＣに基づいてワークＷを配置する。

さらに、前述のように、第３データ処理ステップＳ５と第１印刷ステップＳ７との間には、第１０データ処理ステップＳ６を含む。第１０データ処理ステップＳ６は、実際に配置されたワークＷの位置を検出した結果と第１印刷経路データＤｂ１とに基づいて、補正第１印刷経路データとして、補正した第１印刷経路データＤｂ１を生成する。このため、第１印刷経路データＤｂ１の精度を高めることができる。

また、前述のように、第１データ処理ステップＳ２よりも前には、第１１データ処理ステップＳ１を含む。第１１データ処理ステップＳ１は、ワークＷの形状をワーク座標系で示すワーク形状データＤＷに基づいて、複数の経路点データＰａとワーク中心点データＤａＣとを生成する。

２．第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１２は、第２実施形態に係るデータ生成方法に用いるコンピューター１３Ａを示す図である。コンピューター１３Ａは、第１印刷経路データＤｂ１のほか、第２印刷経路データＤｂ２を生成する。コンピューター１３Ａは、記憶回路１３ａに記憶されるデータおよびプログラムが異なる以外は、前述の第１実施形態のコンピューター１３と同様である。

本実施形態のワーク座標系データＤａは、第１実施形態で述べたデータのほか、第２初期経路データＤａ２と第２基準経路点データＲａ２とを含む。

第２初期経路データＤａ２は、ヘッド５ａの移動すべき経路として第１初期経路データＤａ１とは異なる経路をワーク座標系で示すデータである。第２初期経路データＤａ２は、第１初期経路データＤａ１と同様、ワーク形状データＤＷに基づいて生成される。第２基準経路点データＲａ２は、ヘッド５ａの移動すべき経路上の特定点でのヘッド５ａの位置および姿勢をワーク座標系で示すデータである。第２基準経路点データＲａ２は、第２初期経路データＤａ２に基づいて生成される。

本実施形態のロボット座標系データＤｂは、第１実施形態で述べたデータのほか、第２印刷経路データＤｂ２と第２ヘッド基準点データＲｂ２とを含む。

第２印刷経路データＤｂ２は、ヘッド５ａの移動すべき経路として第１印刷経路データＤｂ１とは異なる経路をロボット座標系で示すデータである。第２印刷経路データＤｂ２は、変換パラメーターＣＰを用いて第２初期経路データＤａ２を変換することにより生成される。第２ヘッド基準点データＲｂ２は、ヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示すデータである。第２ヘッド基準点データＲｂ２は、例えば、第１ヘッド基準点データＲｂ１と同様、ロボット空間データＤＲに基づいて生成される。

図１３は、第２実施形態に係る立体物印刷方法を示すフローチャートである。当該立体物印刷方法は、図１３に示すように、前述の第１実施形態で述べたステップのほか、第６データ処理ステップＳ８と第７データ処理ステップＳ１０と第９データ処理ステップＳ９と第８データ処理ステップＳ１１と第２印刷ステップＳ１２とを含む。

第６データ処理ステップＳ８は、第２初期経路データＤａ２を取得する。第７データ処理ステップＳ１０は、第２ヘッド基準点データＲｂ２を取得する。第９データ処理ステップＳ９は、第２基準経路点データＲａ２を取得する。第８データ処理ステップＳ１１は、第２印刷経路データＤｂ２を生成する。第２印刷ステップＳ１２は、第２印刷経路データＤｂ２に基づいて印刷を行う。

図１３に示す例では、第６データ処理ステップＳ８、第７データ処理ステップＳ１０、第９データ処理ステップＳ９、第８データ処理ステップＳ１１、第２印刷ステップＳ１２がこの順で行われる。なお、他の例として、第１０データ処理ステップＳ６と、第８データ処理ステップＳ１１とを完了してから、第１印刷ステップＳ７と、第２印刷ステップＳ１２と、を実行することもできる。

図１４は、第２初期経路データＤａ２の取得を説明するための図である。図１４では、第１領域ＲＰ１に加えて、ワーク座標系の空間でのワークＷの第１領域ＲＰ１とは異なる第２領域ＲＰ２に対して印刷する場合のヘッド５ａの移動すべき経路ＲＵ２ａが示される。

第６データ処理ステップＳ８は、第２領域ＲＰ２に対応するよう複数の経路点データＰａを抽出する以外は、第１データ処理ステップＳ２と同様である。これにより、第２初期経路データＤａ２が得られる。

また、第９データ処理ステップＳ９は、第１初期経路データＤａ１に代えて第２初期経路データＤａ２を用いる以外は、第４データ処理ステップＳ３と同様である。これにより、第２基準経路点データＲａ２が得られる。

図１５は、第２ヘッド基準点データＲｂ２の取得を説明するための図である。図１５では、ロボット座標系の空間でのヘッド５ａの位置および姿勢が示される。

第７データ処理ステップＳ１０は、第２データ処理ステップＳ４と同様に行われる。これにより、第２ヘッド基準点データＲｂ２が得られる。ここで、第１ヘッド基準点データＲｂ１および第２ヘッド基準点データＲｂ２の示す位置および姿勢の少なくとも一方は、互いに近いことが好ましく、互いに等しいことがより好ましい。なお、図１５では、第１ヘッド基準点データＲｂ１および第２ヘッド基準点データＲｂ２の示す位置および姿勢が互いに等しい場合が例示される。また、図１５では、第１印刷ステップＳ７でのワークＷの姿勢が実線で示され、第２印刷ステップＳ１２でのワークＷの姿勢が二点鎖線で示される。

第８データ処理ステップＳ１１は、第１初期経路データＲ１ａおよび第１ヘッド基準点データＲｂ１に代えて第２初期経路データＲ２ａおよび第２ヘッド基準点データＲｂ２を用いる以外は、第３データ処理ステップＳ５と同様である。これにより、第２印刷経路データＤｂ２が得られる。

第２印刷ステップＳ１２は、第１印刷経路データＤｂ１に代えて第２印刷経路データＤｂ２を用いる以外は、第１印刷ステップＳ７と同様である。これにより、第２領域ＲＰ２に印刷が行われる。

以上の第２実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様、ヘッド５ａの移動経路の生成に生じる手間を低減することができる本実施形態の立体物印刷方法は、前述のように、前述の第１実施形態の各ステップに加えて、第６データ処理ステップＳ８と第７データ処理ステップＳ１０と第８データ処理ステップＳ１１と第２印刷ステップＳ１２とを含む。

第６データ処理ステップＳ８は、ヘッド５ａの移動すべき経路をワーク座標系で示す第２初期経路データＤａ２を取得する。第７データ処理ステップＳ１０は、ヘッド５ａの位置および姿勢をロボット座標系で示す第２ヘッド基準点データＲｂ２を取得する。第８データ処理ステップＳ１１は、第２初期経路データＤａ２および第２ヘッド基準点データＲｂ２に基づいて、ヘッド５ａの移動すべき経路をロボット座標系で示す第２印刷経路データＤｂ２を生成する。第２印刷ステップＳ１２は、第２印刷経路データＤｂ２に基づいてロボット１０を動作させつつ、ワークＷに対してヘッド５ａからインクを吐出させる。

本実施形態では、第２初期経路データＤａ２および第２ヘッド基準点データＲｂ２に基づいて第２印刷経路データＤｂ２を生成するので、実空間でのヘッド５ａの移動すべき経路を変更する場合、第２ヘッド基準点データＲｂ２を変更するだけで済むという利点がある。

また、前述のように、第２初期経路データＤａ２は、ヘッド５ａの位置および姿勢をワーク座標系で示す複数の経路点データＰａを含む。そして、第６データ処理ステップＳ８と第８データ処理ステップＳ１１との間には、第９データ処理ステップＳ９を含む。第９データ処理ステップＳ９は、第２初期経路データＤａ２に含まれる複数の経路点データＰａのうちの特定の経路点データＰａを第２基準経路点データＲａ２として取得する。ここで、第９データ処理ステップＳ９は、第２基準経路点データＲａ２および第２ヘッド基準点データＲｂ２に基づいて、第２印刷経路データＤｂ２を生成する。このため、第２基準経路点データＲａ２を用いることにより、ワーク座標系の座標値とロボット座標系の座標値とを対応付けることができる。また、この対応付けを用いることにより、第２初期経路データＤａ２に含まれる複数の経路点データＰａに基づいて、第２印刷経路データＤｂ２を生成することができる。

ここで、第１ヘッド基準点データＲｂ１の示す姿勢と第２ヘッド基準点データＲｂ２の示す姿勢との差は、第１基準経路点データＲａ１の示す姿勢と第２基準経路点データＲａ２の示す姿勢との差に比べて小さいことが好ましい。この場合、ヘッド５ａの基準となる姿勢が第１印刷ステップと、第２印刷ステップとの間で近いため、第１印刷ステップと、第２印刷ステップとの間での姿勢の変化が小さくなり、印刷品質の差を低減することができる。つまり、第１印刷ステップを第１パス、第２印刷ステップを第２パスとすると、パス間の印刷品質の差を低減できる。また、例えば、第１パスでのインクの吐出方向が鉛直下向きであるのに対し、第２パスでのインクの吐出方向が水平方向である場合のようにパス間でヘッド５ａの大きな姿勢変化が生じ難い。なお、パス間でのヘッド５ａの基準姿勢の差は、第１初期経路データＤａ１および第２初期経路データＤａ２のそれぞれの曲率、第１基準経路点データＲａ１および第２基準経路点データＲａ２の選択によっても異なる。

このような観点から、第１基準経路点データＲａ１の示す姿勢と第２基準経路点データＲａ２の示す姿勢とは、互いに等しいことが好ましい。

また、第１ヘッド基準点データＲｂ１の示す位置と第２ヘッド基準点データＲｂ２の示す位置との差は、第１基準経路点データＲａ１の示す位置と第２基準経路点データＲａ２の示す位置との差に比べて小さいことが好ましい。この場合、ヘッド５ａの基準となる位置が第１印刷ステップと、第２印刷ステップとの間で近いため、第１印刷ステップと、第２印刷ステップとの間での位置の変化が小さくなり、印刷品質の差を低減することができる。つまり、第１印刷ステップを第１パス、第２印刷ステップを第２パスとすると、パス間の印刷品質の差を低減できる。また、第１パスと第２パスとにおけるロボット１０の動作領域が無駄に大きくなることが防止される。このため、他の構造物等との衝突の可能性を低減することができる。なお、パス間でのヘッド５ａの基準位置の差は、第１初期経路データＤａ１および第２初期経路データＤａ２のそれぞれの曲率、第１基準経路点データＲａ１および第２基準経路点データＲａ２の選択によっても異なる。

このような観点から、第１基準経路点データＲａ１の示す位置と第２基準経路点データＲａ２の示す位置とは、互いに等しいことが好ましい。

３．変形例
以上の例示における各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

３－１．変形例１
前述の実施形態では、コンピューター１３を用いて第１印刷経路データＤｂ１および第２印刷経路データＤｂ２が生成されるが、これに限定されず、例えば、第１印刷経路データＤｂ１および第２印刷経路データＤｂ２を生成する機能の一部または全部がコントローラー１１に実装されてもよい。

３－２．変形例２
前述の実施形態では、第３データ処理ステップが第５データ処理ステップを含むが、これに限定されず、第５データ処理ステップと第３データ処理ステップとが別々に行われてもよい。この場合、ワーク配置点データは、第１印刷経路データとは別のデータでもよい。

３－３．変形例３
前述の形態では、移動機構として６軸の垂直多軸ロボットを用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。移動機構は、ワークに対して液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を３次元的に変化させることが可能であればよい。したがって、移動機構は、例えば、６軸以外の垂直多軸ロボットでもよいし、水平多軸ロボットでもよい。また、ロボットアームは、回動機構で構成される関節部に加えて、伸縮機構等を有してもよい。ただし、印刷動作での印刷品質と非印刷動作での移動機構の動作の自由度とのバランスの観点から、移動機構は、６軸以上の多軸ロボットであることが好ましい。また、双腕ロボットを用いてもよく、この場合、一方の腕を第１ロボットとし、他方の腕を第２ロボットとして用いることができる。

３－４．変形例４
前述の形態では、第１ロボットに対するヘッドの固定方法としてネジ止め等を用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。例えば、第１ロボットのエンドエフェクターとして装着されるハンド等の把持機構によりヘッドを把持することにより、第１ロボットに対してヘッドを固定してもよい。

３－５．変形例５
前述の形態では、１種類のインクを用いて印刷を行う構成が例示されるが、当該構成に限定されず、２種以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本発明を適用することができる。

３－６．変形例６
本発明の立体物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立体物印刷装置は、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立体物印刷装置は、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、立体物印刷装置は、接着剤等の液体をワーク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。

１…立体物印刷装置、２…基台、２ａ…面、３…第１ロボット、３ａ…アーム駆動機構、４…第２ロボット、４ａ…アーム駆動機構、５…ヘッドユニット、５ａ…ヘッド、５ｂ…圧力調整弁、５ｃ…硬化用光源、５ｄ…スイッチ回路、５ｅ…支持体、６ｄ…供給管、７…撮像ユニット、７ａ…撮像装置、７ｂ…照明部、１０…ロボット、１１…コントローラー、１１ａ…記憶回路、１１ｂ…処理回路、１２…制御モジュール、１２ａ…タイミング信号生成回路、１２ｂ…電源回路、１２ｃ…制御回路、１２ｄ…駆動信号生成回路、１３…コンピューター、１３Ａ…コンピューター、１３ａ…記憶回路、１３ｂ…処理回路、１３ｃ…入力装置、１３ｄ…表示装置、４０…ハンド機構、３１０…基部、３２０…アーム、３２１…アーム、３２２…アーム、３２３…アーム、３２４…アーム、３２５…アーム、３２６…アーム、３３０＿１…関節部、３３０＿２…関節部、３３０＿３…関節部、３３０＿４…関節部、３３０＿５…関節部、３３０＿６…関節部、Ａａ１…経路点、Ａａ１＿…経路点、Ａａ１＿１…経路点、Ａａ１＿２…経路点、Ｃ０ａ…中心点、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＧ…チェンジ信号、ＣＰ…変換パラメーター、Ｃｏｍ…駆動信号、Ｄ１…出力、Ｄ２…出力、Ｄ３…信号、ＤＣ…補正用データ、ＤＲ…ロボット空間データ、ＤＷ…ワーク形状データ、Ｄａ…ワーク座標系データ、Ｄａ１…第１初期経路データ、Ｄａ２…第２初期経路データ、ＤａＣ…ワーク中心点データ、Ｄｂ…ロボット座標系データ、Ｄｂ１…第１印刷経路データ、Ｄｂ２…第２印刷経路データ、ＤｂＣ…ワーク配置点データ、Ｆ…ノズル面、ＬＡＴ…ラッチ信号、Ｌａ…第１ノズル列、Ｌｂ…第２ノズル列、Ｎ…ノズル、Ｏ１…回動軸、Ｏ２…回動軸、Ｏ３…回動軸、Ｏ４…回動軸、Ｏ５…回動軸、Ｏ６…回動軸、ＰＤ…駆動パルス、ＰＴＳ…タイミング信号、Ｐａ…経路点データ、Ｐａ＿１…経路点データ、Ｐｂ…教示点データ、Ｐｂ＿１…教示点データ、Ｒ１ａ…第１初期経路データ、Ｒ２ａ…第２初期経路データ、ＲＰ１…第１領域、ＲＰ２…第２領域、ＲＵ１ａ…経路、ＲＵ１ｂ…経路、ＲＵ２ａ…経路、Ｒａ１…第１基準経路点データ、Ｒａ２…第２基準経路点データ、Ｒｂ１…第１ヘッド基準点データ、Ｒｂ２…第２ヘッド基準点データ、Ｓ１…第１１データ処理ステップ、Ｓ２…第１データ処理ステップ、Ｓ３…第４データ処理ステップ、Ｓ４…第２データ処理ステップ、Ｓ５…第３データ処理ステップ、Ｓ５ａ…第５データ処理ステップ、Ｓ６…第１０データ処理ステップ、Ｓ７…第１印刷ステップ、Ｓ８…第６データ処理ステップ、Ｓ９…第９データ処理ステップ、Ｓ１０…第７データ処理ステップ、Ｓ１１…第８データ処理ステップ、Ｓ１２…第２印刷ステップ、ＳＩ…制御信号、Ｓｋ１…制御信号、Ｓｋ２…制御信号、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、Ｖα１ａ…ベクトル、Ｖα１ｂ…ベクトル、Ｗ…ワーク、ｄＣｏｍ…波形指定信号。

Claims (15)

1. ワークに対して液体を吐出するヘッドと、前記ワークと前記ヘッドとの相対的な位置および姿勢を変化させるロボットと、を用いた立体物印刷方法であって、
   前記ヘッドの移動すべき経路をワーク座標系で示す第１初期経路データを取得する第１データ処理ステップと、
   前記ヘッドの位置および姿勢をロボット座標系で示す第１ヘッド基準点データを取得する第２データ処理ステップと、
   前記第１初期経路データおよび前記第１ヘッド基準点データに基づいて、前記ヘッドの移動すべき経路を前記ロボット座標系で示す第１印刷経路データを生成する第３データ処理ステップと、
   前記第１印刷経路データに基づいて前記ロボットを動作させつつ、前記ワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させる第１印刷ステップと、を含む、
   ことを特徴とする立体物印刷方法。
2. 前記ロボットは、
   前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる第１ロボットと、
   前記ワークの位置および姿勢を変化させる第２ロボットと、を含み、
   前記第１印刷ステップにおいて、前記第１ロボットは、前記第１印刷経路データに基づいて前記ヘッドを移動させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体物印刷方法。
3. 前記第１初期経路データは、前記ヘッドの位置および姿勢を前記ワーク座標系で示す複数の経路点データを含んでおり、
   前記第１データ処理ステップと前記第３データ処理ステップとの間には、前記第１初期経路データに含まれる複数の経路点データのうちの特定の経路点データを第１基準経路点データとして取得する第４データ処理ステップを含み、
   前記第３データ処理ステップは、前記第１基準経路点データおよび前記第１ヘッド基準点データに基づいて、前記第１印刷経路データを生成する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の立体物印刷方法。
4. 前記第３データ処理ステップは、
   前記第１基準経路点データの示す座標値と前記第１ヘッド基準点データの示す座標値とを比較することにより、前記第１基準経路点データと前記第１ヘッド基準点データとの対応関係を示す変換パラメーターを算出し、
   前記第１初期経路データに含まれる複数の経路点データに対して前記変換パラメーターを適用することにより、前記第１印刷経路データを生成する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の立体物印刷方法。
5. 前記第１初期経路データは、前記ワークの位置および姿勢を前記ワーク座標系で示すワーク中心点データをさらに含み、
   前記第２データ処理ステップと前記第１印刷ステップとの間には、前記第１初期経路データと前記ワーク中心点データと前記第１ヘッド基準点データとに基づいて、前記ワークの配置されるべき位置および姿勢を前記ロボット座標系で示す第１ワーク配置点データを生成する第５データ処理ステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷方法。
6. 前記ロボットは、
   前記ヘッドの位置および姿勢を変化させる第１ロボットと、
   前記ワークの位置および姿勢を変化させる第２ロボットと、を含み、
   前記第１印刷ステップにおいて、前記第２ロボットは、前記第１ワーク配置点データに基づいて前記ワークを配置する、
   ことを特徴とする請求項５に記載の立体物印刷方法。
7. 前記ヘッドの移動すべき経路を前記ワーク座標系で示す第２初期経路データを取得する第６データ処理ステップと、
   前記ヘッドの位置および姿勢を前記ロボット座標系で示す第２ヘッド基準点データを取得する第７データ処理ステップと、
   前記第２初期経路データおよび前記第２ヘッド基準点データに基づいて、前記ヘッドの移動すべき経路を前記ロボット座標系で示す第２印刷経路データを生成する第８データ処理ステップと、
   前記第２印刷経路データに基づいて前記ロボットを動作させつつ、前記ワークに対して前記ヘッドから液体を吐出させる第２印刷ステップと、を含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載の立体物印刷方法。
8. 前記第２初期経路データは、前記ヘッドの位置および姿勢を前記ワーク座標系で示す複数の経路点データを含み、
   前記第６データ処理ステップと前記第８データ処理ステップとの間には、前記第２初期経路データに含まれる複数の経路点データのうちの特定の経路点データを第２基準経路点データとして取得する第９データ処理ステップを含み、
   前記第９データ処理ステップは、前記第２基準経路点データおよび前記第２ヘッド基準点データに基づいて、前記第２印刷経路データを生成する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の立体物印刷方法。
9. 前記第１ヘッド基準点データの示す姿勢と前記第２ヘッド基準点データの示す姿勢との差は、前記第１基準経路点データの示す姿勢と前記第２基準経路点データの示す姿勢との差に比べて小さい、
   ことを特徴とする請求項８に記載の立体物印刷方法。
10. 前記第１基準経路点データの示す姿勢と前記第２基準経路点データの示す姿勢とは、互いに等しい、
    ことを特徴とする請求項９に記載の立体物印刷方法。
11. 前記第１ヘッド基準点データの示す位置と前記第２ヘッド基準点データの示す位置との差は、前記第１基準経路点データの示す位置と前記第２基準経路点データの示す位置との差に比べて小さい、
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の立体物印刷方法。
12. 前記第１基準経路点データの示す位置と前記第２基準経路点データの示す位置とは、互いに等しい、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の立体物印刷方法。
13. 前記第３データ処理ステップと前記第１印刷ステップとの間には、実際に配置された前記ワークの位置を検出した結果と前記第１印刷経路データとに基づいて、補正第１印刷経路データを生成する第１０データ処理ステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の立体物印刷方法。
14. 前記第１データ処理ステップよりも前には、
    前記ワークの形状を前記ワーク座標系で示すワーク形状データに基づいて、
    前記ヘッドの位置および姿勢を前記ワーク座標系で示す複数の経路点データと、
    前記ワークの位置および姿勢を前記ワーク座標系で示すワーク中心点データと、を生成する第１１データ処理ステップを含む、
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の立体物印刷方法。
15. ワーク座標系のデータからロボット座標系のデータを生成するデータ生成方法であって、
    エンドエフェクターの移動すべき経路を前記ワーク座標系で示す初期経路データを取得する第１ステップと、
    前記エンドエフェクターの位置および姿勢を前記ロボット座標系で示す基準教示点データを取得する第２ステップと、
    前記初期経路データおよび前記基準教示点データに基づいて、前記エンドエフェクターの移動すべき経路を前記ロボット座標系で示す教示データを生成する第３ステップと、を含む、
    ことを特徴とするデータ生成方法。

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