JP7494687B2 - 立体物印刷装置および立体物印刷方法 - Google Patents
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Description
前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出方向に平行な軸を第1軸とし、
前記移動機構による前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に平行な軸を第2軸とし、
前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する軸を第3軸とするとき、
前記第3軸に沿う方向における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係を検出する検出動作を実行する
1-1.立体物印刷装置の概略
図1は、第1実施形態に係る立体物印刷装置100の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置100は、立体的なワークWの表面にインクジェット方式により印刷を行う装置である。
図2は、第1実施形態に係る立体物印刷装置100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100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、制御装置600は、処理回路610と記憶回路620と電源回路630と駆動信号生成回路640とを有する。
図3は、実施形態における液体吐出ヘッドユニット300の概略構成を示す斜視図である。
図5は、第1実施形態に係る立体物印刷方法の流れを示すフローチャートである。当該立体物印刷方法は、立体物印刷装置100を用いて行われる。立体物印刷装置100では、図5に示すように、まず、ステップS110において、ワークWが設置される。なお、ワークの設置は、ユーザーによる手作業で行ってもよいし、プログラムPG1に従うロボット200の動作等により自動で行ってもよい。
図8は、第2実施形態に係る立体物印刷装置100Aの電気的な構成を示すブロック図である。立体物印刷装置100Aは、プログラムPG1に代えてプログラムPG2を用いることを以外は、前述の第1実施形態の立体物印刷装置100と同様である。
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。
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できればよい。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、ロボットアームが有する可動部は、回動機構に限定されず、例えば、伸縮機構等でもよい。
前述の形態では、ロボットアームの先端に対する液体吐出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、ロボットアームの先端に装着されるハンド等の把持機構により液体吐出ヘッドを把持することにより、ロボットアームの先端に対して液体吐出ヘッドを固定してもよい。
また、前述の形態では、液体吐出ヘッドを移動させる構成の移動機構が例示されるが、当該構成に限定されず、例えば、液体吐出ヘッドの位置が固定されており、移動機構がワークを移動させ、液体吐出ヘッドに対してワーク相対的な位置および姿勢を3次元的に変化させる構成でもよい。この場合、例えば、ロボットアームの先端に装着されるハンド等の把持機構によりワークが把持される。
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。
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。
Claims (20)
- 液体を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの位置を変化させる移動機構と、
前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの位置関係を検出するセンサーと、を有し、
前記ノズル面の法線に平行な軸を第1軸とし、
前記ノズル面に平行であり、かつ、前記ノズル列の延びる方向に交差する軸を第2軸とし、
前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する軸を第3軸とするとき、
前記センサーは、前記第3軸に沿う方向における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係を検出する、
ことを特徴とする立体物印刷装置。 - 前記移動機構は、前記第2軸に沿う方向に前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを走査させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の立体物印刷装置。 - 液体を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの位置を変化させる移動機構と、
前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの位置関係を検出するセンサーと、を有し、
前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出方向に平行な軸を第1軸とし、
前記移動機構による前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に平行な軸を第2軸とし、
前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する軸を第3軸とするとき、
前記センサーは、前記第3軸に沿う方向における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係を検出する、
ことを特徴とする立体物印刷装置。 - 前記第2軸は、前記ノズル面に平行であり、かつ、前記ノズル列の延びる方向に直交する、
ことを特徴とする請求項3に記載の立体物印刷装置。 - 前記第3軸は、前記ノズル列に沿う方向に延びる軸である、
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装置。 - 前記センサーは、距離センサーであり、
前記液体吐出ヘッドに対する前記距離センサーの相対的な位置が固定されており、
前記距離センサーは、前記ワークに対する相対的な位置が固定される基準面との間の距離を測定する、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の立体物印刷装置。 - 前記基準面は、前記第2軸に対して平行に延びる部分を有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の立体物印刷装置。 - 前記ワークの第1領域に対して、前記移動機構が前記液体吐出ヘッドを相対的に移動させつつ、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する第1印刷動作を実行する、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の立体物印刷装置。 - 前記第1印刷動作における前記第1軸および前記第2軸のそれぞれに沿う方向での前記液体吐出ヘッドの移動量は、前記第1印刷動作における前記第3軸に沿う方向での前記液体吐出ヘッドの移動量よりも大きい、
ことを特徴とする請求項8に記載の立体物印刷装置。 - 前記第1印刷動作における前記第2軸に沿う方向での前記液体吐出ヘッドの移動量は、前記第1印刷動作における前記第1軸に沿う方向での前記液体吐出ヘッドの移動量よりも大きい、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の立体物印刷装置。 - 前記ワークの前記第1領域に部分的に重なる第2領域に対して、前記移動機構が前記液体吐出ヘッドを相対的に移動させつつ、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する第2印刷動作を実行する、
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装置。 - 前記移動機構は、前記液体吐出ヘッドを含むエンドエフェクターが装着される多関節ロボットである、
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の立体物印刷装置。 - 前記センサーによる検出を前記第1印刷動作の実行中に行う、
ことを特徴とする請求項12に記載の立体物印刷装置。 - 前記多関節ロボットの駆動を制御する制御部をさらに有し、
前記センサーは、前記第1印刷動作の実行中に、前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係に関する検出データを出力し、
前記制御部は、前記検出データに基づいて、前記第1印刷動作における前記移動機構の駆動を制御する、
ことを特徴とする請求項13に記載の立体物印刷装置。 - 前記制御部は、前記検出データに基づいて、前記第1印刷動作における前記第3軸に沿う方向での前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置を調整する、
ことを特徴とする請求項14に記載の立体物印刷装置。 - 前記移動機構が前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを移動させつつ、前記センサーが前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係に関する検出データを出力する検出動作を実行した後、前記検出データを用いて前記第1印刷動作を実行する、
ことを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載の立体物印刷装置。 - 前記検出データに基づいて、前記検出動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査経路よりも基準経路に近づくように、前記第1印刷動作における前記液体吐出ヘッドが通過すべき位置を示すポイントデータを生成する、
ことを特徴とする請求項16に記載の立体物印刷装置。 - 液体を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列が設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの位置を変化させる移動機構と、を用いて、前記ワークに対して印刷を行う立体物印刷方法であって、
前記液体吐出ヘッドからの液体の吐出方向に平行な軸を第1軸とし、
前記移動機構による前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に平行な軸を第2軸とし、
前記第1軸および前記第2軸の両方に交差する軸を第3軸とするとき、
前記第3軸に沿う方向における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係を検出する検出動作を実行する、
ことを特徴とする立体物印刷方法。 - 前記ワークの第1領域に対して、前記移動機構が前記液体吐出ヘッドを相対的に移動させつつ、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する第1印刷動作の実行中に、前記検出動作による検出を行う、
ことを特徴とする請求項18に記載の立体物印刷方法。 - 前記移動機構が前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを移動させつつ、前記検出動作による検出を行うことにより、前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置関係に関する検出データを生成した後、
前記検出データに基づいて、前記ワークの第1領域に対して、前記移動機構が前記液体吐出ヘッドを相対的に移動させつつ、前記液体吐出ヘッドが液体を吐出する第1印刷動作を実行する、
ことを特徴とする請求項18に記載の立体物印刷方法。
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