JP2008246855A - Printing method for three-dimensional surface - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a printing method for three-dimensional surface which enables printing on the surface to be printed with high precision irrespective of the size of the matter to be printed. <P>SOLUTION: With the three-dimensional surface printing method, the matter to be printed (base material 11 of console lid) which the non-plane three-dimensional surface as the surface to be printed is targeted for printing, and the printed matter concerned is arranged under an ink head 27 in an ink-jet printer, and the ink injected downward from the nozzle group of the ink head 27 is adhered to the surface to be printed. When the ink is injected from the nozzle group, both of the ink head 27 and the matter to be printed are displaced, including the displacement due to the movement of the ink head 27 in the horizontal direction (X direction, Y direction), while keeping the distance from the nozzle group up to the surface to be printed (top face and side, etc. of base material 11) at nearly regularity. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットプリンタを用い、被印刷物の曲面、屈曲面等の三次元表面を印刷する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for printing a three-dimensional surface such as a curved surface or a bent surface of an object to be printed using an inkjet printer.

車両用内装品であるコンソールリッド、スイッチベース、センタークラスタ等には、合成樹脂製の基材の上に木目調等の加飾が施されるものがある。この加飾を行う方法の1つにインクジェットプリンタを用いた印刷方法がある。これは、平面を被印刷面とし、被印刷物をインクジェットプリンタにおけるインクヘッドの下方に配置し、インクヘッドのノズル群から下方へインクを噴射させて、被印刷面にインクを付着させるものである。   Some console lids, switch bases, center clusters, and the like, which are interior parts for vehicles, are decorated with a wood grain or the like on a synthetic resin base material. One of the methods for performing this decoration is a printing method using an ink jet printer. In this method, a plane is a printing surface, a printing material is disposed below an ink head in an ink jet printer, and ink is ejected downward from a nozzle group of the ink head to adhere the ink to the printing surface.

この印刷方法によると、被印刷面が水平面である場合には、インクの粒子が飛散中に接触し合うことなくその被印刷面に付着し、意図する柄(模様)が得られる。しかし、水平面に対し傾斜した被印刷面や、湾曲した被印刷面では、インクの粒子が飛散中に相互に接触して発色し、この状態で被印刷面に付着される。そのため、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりし、水平な被印刷面と同様な品質の柄(模様)を印刷することが困難である。なお、にじむとは、付着されたインクの粒子が周囲に散り広がる現象であり、ぼやけるとは色の濃淡や境目等が不鮮明となる現象である。   According to this printing method, when the surface to be printed is a horizontal surface, the ink particles adhere to the surface to be printed without coming into contact with each other during scattering, and an intended pattern (pattern) is obtained. However, on the printing surface inclined with respect to the horizontal plane or the curved printing surface, the ink particles come into contact with each other during the scattering to form a color and adhere to the printing surface in this state. Therefore, the printed pattern (pattern) is blurred or blurred, and it is difficult to print a pattern (pattern) having the same quality as the horizontal printing surface. Note that blurring is a phenomenon in which attached ink particles are scattered and spread out, and blurring is a phenomenon in which color shades and borders become unclear.

上記後者の被印刷面としては、多くの場合、被印刷物の側面が該当するが、そのほかにも上記スイッチベース等における開口部の周縁部も該当する。すなわち、スイッチベース等には、その側面とは異なる箇所(上面の中央部分等)にスイッチを組み込むための開口部が設けられる。この開口部の壁面と、上面との境界部分、すなわち開口部の周縁部も印刷の対象となり得る。この箇所も水平面でないことから、上記と同様の理由により印刷が困難である。   In many cases, the latter surface to be printed corresponds to the side surface of the material to be printed, but also the peripheral edge of the opening in the switch base or the like. That is, the switch base or the like is provided with an opening for incorporating the switch at a location different from the side surface (such as a central portion of the upper surface). A boundary portion between the wall surface of the opening and the upper surface, that is, a peripheral portion of the opening can also be a printing target. Since this part is also not a horizontal plane, printing is difficult for the same reason as described above.

一方、例えば特許文献1には、曲面に印刷する方法が記載されている。この印刷方法では、被印刷物を把持するとともに、ユニバーサル駆動可能に構成したロボットを用いている。そして、このロボットにより把持した被印刷物を三次元的に動かしながら、インクヘッドのノズル群からインクを被印刷物の被印刷面に噴射して印刷している。
特開平5−293955号公報
On the other hand, for example, Patent Document 1 describes a method of printing on a curved surface. In this printing method, a robot configured to grip a substrate and be universally driven is used. Then, printing is performed by ejecting ink from the nozzle group of the ink head onto the printing surface of the printing material while moving the printing material gripped by the robot three-dimensionally.
JP-A-5-293955

ところが、上記特許文献1に記載された印刷方法は、靴等、専ら小型の被印刷物を印刷の対象としている。そのため、大型の被印刷物の被印刷面に印刷する場合には不向きである。すなわち、特許文献1に記載の印刷方法は、ロボットにおいて被印刷物を把持したアームを駆動することのみをもって、インクヘッドのノズル群と被印刷面との相対位置関係を変えながら印刷を行っている。そのため、被印刷物が小型である場合には、この被印刷物を精度よく高速で変位させることができる。しかし、被印刷物が大型である場合には、精度よく高速で被印刷物を変位させるにも限度がある。結果として、小型の被印刷物と同程度の印刷精度を確保することが難しくなる。   However, the printing method described in the above-mentioned patent document 1 is intended for printing exclusively on small objects such as shoes. Therefore, it is not suitable for printing on the printing surface of a large-sized printing material. That is, the printing method described in Patent Document 1 performs printing while changing the relative positional relationship between the nozzle group of the ink head and the printing surface only by driving the arm that grips the printing material in the robot. Therefore, when the printing material is small, the printing material can be accurately displaced at high speed. However, when the printing material is large, there is a limit in displacing the printing material at high speed with high accuracy. As a result, it becomes difficult to ensure the same printing accuracy as that of a small substrate.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被印刷物の大きさに拘わらず、被印刷面に高い精度で印刷を行うことのできる三次元表面の印刷方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to provide a three-dimensional surface printing method capable of printing on a printing surface with high accuracy regardless of the size of the printing material. Is to provide.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、非平面である三次元の表面を被印刷面とした被印刷物を印刷対象とし、同被印刷物をインクジェットプリンタにおけるインクヘッドの下方に配置し、前記インクヘッドのノズル群から下方へ噴射されるインクを前記被印刷面に付着させるようにした三次元表面の印刷方法であって、前記インクの噴射に際し、前記ノズル群から前記被印刷面までの距離を略一定に保ちながら、前記インクヘッドの水平方向の移動によるものを含め、同インクヘッド及び被印刷物の両方を変位させるようにしたことを要旨とする。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a printing object having a non-planar three-dimensional surface as a printing surface, and the printing object is below an ink head in an inkjet printer. The three-dimensional surface printing method is arranged to attach the ink ejected downward from the nozzle group of the ink head to the printing surface, and the ink is ejected from the nozzle group when the ink is ejected. The gist of the invention is that both the ink head and the substrate to be printed are displaced, including the horizontal movement of the ink head, while keeping the distance to the printing surface substantially constant.

ここで、三次元の表面とは平面でない表面を指し、例えば曲面、屈曲面等がこれに該当する。また、ノズル群から被印刷面までの距離は、2〜5mmの範囲の値に保たれることが望ましい。上記距離が5mm以上になると、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりするおそれがあるからである。   Here, the three-dimensional surface refers to a non-planar surface, for example, a curved surface, a bent surface, or the like. In addition, it is desirable that the distance from the nozzle group to the printing surface is maintained at a value in the range of 2 to 5 mm. This is because if the distance is 5 mm or more, the printed pattern may be blurred or blurred.

上記の印刷方法によれば、ノズル群からインクを噴射して付着できる領域に比べ被印刷物の被印刷面の方が広い場合、ノズル群からインクを噴射させながら、そのノズル群と被印刷面(被印刷物)との相対位置を変える必要がある。この相対位置を変えるために、請求項1に記載の発明では、インクの噴射に際し、ノズル群から被印刷面までの距離が略一定に保たれながらインクヘッド及び被印刷物の両方が変位させられる。そのため、特許文献1に記載の発明のようにインクヘッドを固定し、被印刷物のみを変位させる場合に比べ、被印刷物をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の被印刷物のみならず大型の被印刷物に対しても高い精度で被印刷面にインクを付着させることができるようになる。   According to the above printing method, when the printing surface of the printing material is wider than the area where ink can be ejected and adhered from the nozzle group, the nozzle group and the printing surface ( It is necessary to change the relative position to the substrate. In order to change the relative position, according to the first aspect of the present invention, when the ink is ejected, both the ink head and the printing material are displaced while the distance from the nozzle group to the printing surface is kept substantially constant. Therefore, as compared with the case where the ink head is fixed and only the printed material is displaced as in the invention described in Patent Document 1, the relative position can be changed by slowly displacing the printed material. Ink can be attached to the printing surface with high accuracy not only for small printing materials but also for large printing materials.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記インクは紫外線硬化型のインクであり、前記被印刷面へのインクの噴射に際し同被印刷面に向けて紫外線を照射することを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the ink is an ultraviolet curable ink and irradiates the printed surface with ultraviolet rays when the ink is ejected onto the printed surface. This is the gist.

上記の印刷方法によれば、インクの噴射と略同時に紫外線が照射されるため、被印刷面に付着された紫外線硬化型インクが短時間で硬化する。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記被印刷物には、前記被印刷面において開口する開口部が設けられており、その開口部の周縁部は、曲率半径が2mm以下となる曲面に形成されていることを要旨とする。
According to the above printing method, ultraviolet rays are irradiated almost simultaneously with the ejection of the ink, so that the ultraviolet curable ink attached to the printing surface is cured in a short time.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the printed material is provided with an opening that opens in the printed surface, and the peripheral edge of the opening has a curvature. The gist is that it is formed in a curved surface having a radius of 2 mm or less.

被印刷面に開口部を有する被印刷物に対する上記印刷方法の適用に際しては、ノズル群から被印刷面までの距離に関し、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりすることのない範囲が存在する。開口部における周縁部が曲面により構成されている場合、この曲面の曲率半径が大きくなるに従い、ノズル群から曲面までの距離が大きくなり、上記範囲を越えやすくなる。   When the above printing method is applied to a printing material having an opening on the printing surface, there is a range in which a printed pattern (pattern) does not blur or blur with respect to the distance from the nozzle group to the printing surface. When the peripheral edge portion of the opening is formed by a curved surface, the distance from the nozzle group to the curved surface increases as the radius of curvature of the curved surface increases, and easily exceeds the above range.

これに対しては、上記距離が上記範囲内となるように被印刷物を傾けることが考えられる。しかし、曲面が、上記のように被印刷面において開口する開口部の周縁部のものである場合には、少なくともその開口部の周りに被印刷面が存在することとなる。そのため、被印刷物を過度に傾けると、被印刷物が、水平方向へ移動するインクヘッドと干渉する。   In response to this, it is conceivable that the substrate is inclined so that the distance is within the above range. However, when the curved surface is the peripheral edge of the opening that opens in the printing surface as described above, the printing surface exists at least around the opening. Therefore, if the substrate is tilted excessively, the substrate will interfere with the ink head that moves in the horizontal direction.

また、被印刷面に対し直交する方向からその被印刷面を見た場合、曲面の曲率半径が大きくなるに従い、周縁部について目視の対象となる面積が大きくなり、曲面での印刷の状況が目立ちやすくなる。   In addition, when the printed surface is viewed from a direction orthogonal to the printed surface, as the curvature radius of the curved surface increases, the area to be visually observed becomes larger at the periphery, and the printing situation on the curved surface is conspicuous. It becomes easy.

この点、請求項3に記載の発明によるように、曲面の曲率半径を2mm以下に設定することが有効である。上述した請求項1又は2に記載の発明の印刷方法の実施に際し、上記開口部の周縁部として上記曲面を有する被印刷物を用いれば、被印刷面を水平面に対し傾斜させなくても、見栄えを損なわずにインクを被印刷面に付着させることが可能である。   In this regard, it is effective to set the curvature radius of the curved surface to 2 mm or less as in the third aspect of the invention. In carrying out the printing method according to the first or second aspect of the invention described above, if the printed material having the curved surface is used as the peripheral portion of the opening, the appearance can be improved without inclining the printed surface with respect to the horizontal plane. Ink can be attached to the printing surface without damage.

本発明の三次元表面の印刷方法によれば、ノズル群から被印刷面までの距離を略一定に保ちながらインクヘッド及び被印刷物の両方を変位させるようにしたため、被印刷物の大きさに拘わらず、被印刷面に高い精度で印刷を行うことが可能となる。   According to the three-dimensional surface printing method of the present invention, both the ink head and the printed material are displaced while keeping the distance from the nozzle group to the printed surface substantially constant. Thus, it becomes possible to perform printing on the printing surface with high accuracy.

以下、本発明を、車両用内装品の印刷方法に具体化した一実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
まず、印刷方法の適用対象となる車両用内装品について説明する。この車両用内装品は、車両に設けられる内装品のうち、(i)比較的大型であること、(ii)外表面が三次元形状をなしていること、(iii )外表面に木目等の加飾が施されるものであること、といった条件を満たしているものである。これらの条件(i)〜(iii )を満たす車両用内装品としては、例えば、コンソールリッド(肘掛け、小物入れ等の蓋)、ドアに取付けられるアームレストのパネル、センターコンソールのパネル等が挙げられる。ここでは、コンソールリッドを例に採って説明する。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a method for printing a vehicle interior product will be described with reference to FIGS.
First, vehicle interior parts to which the printing method is applied will be described. This vehicle interior product is, among the interior products provided on the vehicle, (i) being relatively large, (ii) having an outer surface having a three-dimensional shape, and (iii) having a grain or the like on the outer surface. It satisfies the condition that it is decorated. Examples of vehicle interior products that satisfy these conditions (i) to (iii) include console lids (covers such as armrests and accessory compartments), armrest panels attached to doors, center console panels, and the like. Here, a console lid will be described as an example.

上記車両用内装品について、外表面に加飾(ここでは印刷)が施される前の状態のものが被印刷物となる。図3に示すように、コンソールリッドの場合、例えば、合成樹脂によって型成形された基材11が被印刷物となる。   About the said vehicle interior goods, the thing of the state before decorating (here printing) is given to an outer surface turns into a to-be-printed material. As shown in FIG. 3, in the case of a console lid, for example, a base material 11 molded by a synthetic resin is a substrate.

なお、図3を含めた各図において方向を特定するために、図3中、右下から左上に向かう方向を「X方向」といい、右上から左下に向かう方向を「Y方向」といい、上方をZ方向というものとする。   In order to specify the direction in each figure including FIG. 3, the direction from the lower right to the upper left in FIG. 3 is referred to as the “X direction”, and the direction from the upper right to the lower left is referred to as the “Y direction”. The upper direction is referred to as the Z direction.

上記基材11は、Z方向についての厚みが小さく(高さが低く)、Y方向についてよりもX方向についての長さの長い形状をなしている。基材11の上面12はY方向についての中間部分で最も高さが高く、中間部分からY方向へ離れるに従い高さが低くなるように、上方へ僅かに膨らむ凸状の曲面となっている。これに対し、基材11の上面12の高さは、X方向については略均一となっている。また、基材11の上面12と、X方向についての側面13,13との境界部分は、いずれの側面13,13についても、凸状の曲面14によって構成されている。また、上記上面12と、Y方向についての側面15,15との境界部分は、いずれの側面15,15についても凸状の曲面16によって構成されている。そして、これらの上面12、両側面13,13及び両側面15,15が被印刷面に該当する。   The base material 11 has a small thickness in the Z direction (low height), and has a longer length in the X direction than in the Y direction. The upper surface 12 of the base material 11 is a convex curved surface that bulges slightly upward so that the height is the highest at the intermediate portion in the Y direction and the height decreases as the distance from the intermediate portion increases in the Y direction. On the other hand, the height of the upper surface 12 of the base material 11 is substantially uniform in the X direction. Moreover, the boundary part of the upper surface 12 of the base material 11 and the side surfaces 13 and 13 about the X direction is comprised by the convex curved surface 14 also about any side surface 13 and 13. FIG. Further, the boundary portion between the upper surface 12 and the side surfaces 15 and 15 in the Y direction is constituted by a convex curved surface 16 for each of the side surfaces 15 and 15. These upper surface 12, both side surfaces 13, 13 and both side surfaces 15, 15 correspond to the printing surface.

基材11の上記被印刷面に対する印刷は、同基材11が印刷台17上に装着された状態で行われる。この印刷台17には、基材11を所定の姿勢に保持する保持機構(図示略)が設けられている。   Printing on the printing surface of the substrate 11 is performed in a state where the substrate 11 is mounted on the printing stand 17. The printing stand 17 is provided with a holding mechanism (not shown) that holds the base material 11 in a predetermined posture.

ここで、後述するインクヘッドのノズル群からインクを一度に噴射して付着できる領域に比べ基材11の被印刷面の方が広い。そのため、ノズル群からインクを噴射させながら、そのノズル群と被印刷面(被印刷物)との相対位置を変える必要がある。この相対位置を変えるために、図1及び図2に示す印刷装置21が用いられている。   Here, the printed surface of the base material 11 is wider than the area where ink can be ejected at once from the nozzle group of the ink head described later. Therefore, it is necessary to change the relative position between the nozzle group and the printing surface (printed material) while ejecting ink from the nozzle group. In order to change the relative position, the printing device 21 shown in FIGS. 1 and 2 is used.

次に、この印刷装置21の概略構成について説明すると、同印刷装置21のテーブル22上には門形のフレーム23が立設されている。このフレーム23は、テーブル22上であってY方向に互いに離間した箇所に一対のコラム24,24を有している。フレーム23上の両コラム24,24間には、第1クロスレール25が支持されている。フレーム23及び第1クロスレール25間には、フレーム23に対し第1クロスレール25をY方向へ移動させる第1移動機構(図示略)が設けられている。   Next, the schematic configuration of the printing apparatus 21 will be described. A portal frame 23 is erected on a table 22 of the printing apparatus 21. The frame 23 has a pair of columns 24 and 24 on the table 22 at locations spaced apart from each other in the Y direction. A first cross rail 25 is supported between the columns 24 and 24 on the frame 23. Between the frame 23 and the first cross rail 25, a first moving mechanism (not shown) for moving the first cross rail 25 in the Y direction with respect to the frame 23 is provided.

また、第1クロスレール25の側方近傍には第2クロスレール26が支持されている。第1及び第2クロスレール25,26間には、第1クロスレール25に対し第2クロスレール26をX方向へ移動させる第2移動機構(図示略)が設けられている。   A second cross rail 26 is supported near the side of the first cross rail 25. Between the 1st and 2nd cross rails 25 and 26, the 2nd moving mechanism (illustration omitted) which moves the 2nd cross rail 26 to a X direction with respect to the 1st cross rail 25 is provided.

さらに、第2クロスレール26には、インクジェットプリンタにおけるインクヘッド27が支持されている。第2クロスレール26及びインクヘッド27間には、第2クロスレール26に対しインクヘッド27をZ方向へ移動させるための第3移動機構(図示略)が設けられている。   Further, an ink head 27 in an ink jet printer is supported on the second cross rail 26. A third moving mechanism (not shown) for moving the ink head 27 in the Z direction with respect to the second cross rail 26 is provided between the second cross rail 26 and the ink head 27.

図4において概略構成を示すように、インクヘッド27はX方向よりもY方向に若干細長い略直方体形状をなしている。インクヘッド27には、紫外線硬化型のインクを貯留するためのインク室(図示略)と、そのインク室の開口を構成し、かつインクヘッド27の底面において露出する多数本のノズルからなるノズル群28とが設けられている。ノズル群28は、インクヘッド27において、Y方向についての一方(図4の左方)の端部に偏倚した箇所に配置されている。このインクヘッド27では、インク室の壁を構成する圧電素子が振動させられて、ノズル群28の各ノズルからインクの粒滴が下方へ噴射される。このインクヘッド27には圧力パルス方式、電荷制御方式等、種々の方式がある。上述したインクヘッド27(圧電素子)の作動はプリンタコントローラ(図示略)によって制御される。上述したように、ノズル群28からインクを一度に噴射して付着できる領域は、被印刷物である基材11の被印刷面に比べて狭い。   As shown schematically in FIG. 4, the ink head 27 has a substantially rectangular parallelepiped shape that is slightly longer in the Y direction than in the X direction. The ink head 27 includes an ink chamber (not shown) for storing ultraviolet curable ink, and a nozzle group that includes an opening of the ink chamber and includes a plurality of nozzles exposed on the bottom surface of the ink head 27. 28 are provided. The nozzle group 28 is disposed in the ink head 27 at a position biased to one end (left side in FIG. 4) in the Y direction. In the ink head 27, the piezoelectric element constituting the wall of the ink chamber is vibrated, and ink droplets are ejected downward from each nozzle of the nozzle group 28. The ink head 27 has various methods such as a pressure pulse method and a charge control method. The operation of the ink head 27 (piezoelectric element) described above is controlled by a printer controller (not shown). As described above, the area where ink can be ejected from the nozzle group 28 at a time is smaller than the printing surface of the substrate 11 that is the printing object.

また、インクヘッド27において、Y方向について上記ノズル群28とは反対側の端部(図4の右端部)には、紫外線UVを下方へ向けて照射する紫外線照射ランプ29が組み込まれている。   Further, in the ink head 27, an ultraviolet irradiation lamp 29 for irradiating ultraviolet rays UV downward is incorporated in an end portion (right end portion in FIG. 4) opposite to the nozzle group 28 in the Y direction.

なお、上述した第1〜第3の各移動機構は、例えばモータ、ボールねじ等により構成することができる。これらの各移動機構の作動により、インクヘッド27をX方向、Y方向及びZ方向にそれぞれ直線運動させることが可能である。   In addition, each 1st-3rd moving mechanism mentioned above can be comprised by a motor, a ball screw, etc., for example. By operating each of these moving mechanisms, the ink head 27 can be linearly moved in the X direction, the Y direction, and the Z direction.

図1及び図2の少なくとも一方に示すように、上記テーブル22上には平板状の基台31が固定されている。基台31上において、Y方向に互いに離間した箇所には一対の第1軸受32,32が設けられている。両第1軸受32,32間には平板状の第1可動板33が配置されている。第1可動板33のY方向についての両側面にはそれぞれ第1シャフト34,34が固定されており、これらの第1シャフト34,34において、第1可動板33が上記両第1軸受32,32に回動可能に支持されている。これらの第1シャフト34,34の一方は、上記基台31上に固定された第1モータ35の出力軸36に駆動連結されている。この第1モータ35により、両第1シャフト34,34を中心として第1可動板33を回動させて、その傾きを調整することが可能である。   As shown in at least one of FIGS. 1 and 2, a flat base 31 is fixed on the table 22. On the base 31, a pair of first bearings 32 and 32 are provided at locations separated from each other in the Y direction. A flat plate-shaped first movable plate 33 is disposed between the first bearings 32 and 32. First shafts 34 and 34 are respectively fixed to both side surfaces of the first movable plate 33 in the Y direction. In these first shafts 34 and 34, the first movable plate 33 is connected to the first bearings 32 and 32. 32 is rotatably supported. One of the first shafts 34 and 34 is drivingly connected to an output shaft 36 of a first motor 35 fixed on the base 31. The first motor 35 can rotate the first movable plate 33 around the first shafts 34 and 34 to adjust the inclination thereof.

第1可動板33上において、X方向に互いに離間した箇所には一対の第2軸受37,37が設けられている。両第2軸受37,37間には第2可動板38が配置されている。第2可動板38のX方向についての両側面にはそれぞれ第2シャフト39(図2では一方のみ図示)が固定されており、これらの第2シャフト39において、第2可動板38が上記両第2軸受37,37に回動可能に支持されている。これらの第2シャフト39の一方は、上記第1可動板33上に固定された第2モータ41の出力軸42に駆動連結されている。この第2モータ41により、両第2シャフト39を中心として第2可動板38を回動させて、その傾きを調整することが可能である。   On the first movable plate 33, a pair of second bearings 37, 37 are provided at locations separated from each other in the X direction. A second movable plate 38 is disposed between the second bearings 37 and 37. A second shaft 39 (only one is shown in FIG. 2) is fixed to both side surfaces in the X direction of the second movable plate 38, and the second movable plate 38 is connected to both the second shafts 39. Two bearings 37 and 37 are rotatably supported. One of the second shafts 39 is drivingly connected to an output shaft 42 of a second motor 41 fixed on the first movable plate 33. By the second motor 41, the second movable plate 38 can be rotated around both the second shafts 39, and the inclination thereof can be adjusted.

第2可動板38には、基材11の装着された上記印刷台17を把持するための把持装置(図示略)が設けられている。
印刷装置21は、さらに、マイクロコンピュータを中心として構成された制御装置(図示略)を備えている。制御装置のメモリには、上記第1〜第3移動機構、第1モータ35及び第2モータ41の各作動(位置、速度等)を制御するための制御プログラムが記憶されている。そして、制御装置は、この制御プログラムに従って各移動機構及びモータ35,41の作動を制御する。
The second movable plate 38 is provided with a gripping device (not shown) for gripping the printing stand 17 on which the substrate 11 is mounted.
The printing device 21 further includes a control device (not shown) configured mainly with a microcomputer. A control program for controlling each operation (position, speed, etc.) of the first to third moving mechanisms, the first motor 35, and the second motor 41 is stored in the memory of the control device. And a control apparatus controls the action | operation of each moving mechanism and the motors 35 and 41 according to this control program.

この制御に応じて各移動機構及びモータ35,41が作動することにより、インクの噴射に際し、インクヘッド27がX方向、Y方向及びZ方向の少なくとも一方向へ移動させられる。また、基材11が第1シャフト34及び第2シャフト39の少なくとも一方を中心として回動させられる。これらの移動及び回動により、ノズル群28から被印刷面までの距離Dが所定値に保たれる。ここでの所定値とは、上記距離Dについて、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりすることのない値であり、2〜5mmの範囲内の値である。   Each moving mechanism and the motors 35 and 41 are operated in accordance with this control, whereby the ink head 27 is moved in at least one of the X, Y, and Z directions when ink is ejected. Further, the base material 11 is rotated around at least one of the first shaft 34 and the second shaft 39. By these movement and rotation, the distance D from the nozzle group 28 to the printing surface is maintained at a predetermined value. The predetermined value here is a value with which the printed pattern (pattern) is not blurred or blurred with respect to the distance D, and is a value within a range of 2 to 5 mm.

例えば、基材11のX方向についての両側面13,13に対し印刷する場合には、第1モータ35により第1シャフト34を中心として第1可動板33を回動させて基材11を図6(A)に示すように起立状態にし、両側面13,13を上下に位置させる。第2移動機構により第2クロスレール26をX方向へ移動させ、ノズル群28を上側の側面13の上方に位置させる。ノズル群28から上側の側面13までの距離Dが上記所定値となるように、第3機構によりインクヘッド27のZ方向の位置調整を行う。そして、この状態で、第1機構により第1クロスレール25をY方向へ移動させながら、ノズル群28からインク30を下方へ噴射させる。   For example, when printing is performed on both side surfaces 13 and 13 in the X direction of the base material 11, the first movable plate 33 is rotated around the first shaft 34 by the first motor 35, and the base material 11 is illustrated. 6 (A), the both sides 13 and 13 are positioned up and down. The second cross rail 26 is moved in the X direction by the second moving mechanism, and the nozzle group 28 is positioned above the upper side surface 13. The position of the ink head 27 in the Z direction is adjusted by the third mechanism so that the distance D from the nozzle group 28 to the upper side surface 13 becomes the predetermined value. In this state, the ink 30 is ejected downward from the nozzle group 28 while moving the first cross rail 25 in the Y direction by the first mechanism.

また、基材11の上面12に対し印刷する場合には、同上面12が上方へ緩やかに湾曲していることから、第2モータ41により第2シャフト39を中心として第2可動板38をゆっくり回動させる。また、図5に示すように、ノズル群28から基材11の上面12までの距離Dが上記所定値となるように、第3機構によりインクヘッド27のZ方向の位置調整を行う。そして、この状態で、第1機構により第1クロスレール25をY方向へ移動させながら、ノズル群28からインク30を下方へ噴射させる。   When printing on the upper surface 12 of the base material 11, since the upper surface 12 is gently curved upward, the second motor 41 slowly moves the second movable plate 38 around the second shaft 39. Rotate. Further, as shown in FIG. 5, the position of the ink head 27 in the Z direction is adjusted by the third mechanism so that the distance D from the nozzle group 28 to the upper surface 12 of the substrate 11 becomes the predetermined value. In this state, the ink 30 is ejected downward from the nozzle group 28 while moving the first cross rail 25 in the Y direction by the first mechanism.

さらに、基材11のY方向についての両側面15,15に対し印刷する場合には、第2モータ41により第2シャフト39を中心として第2可動板38を回動させて、基材11を図6(B)に示すように起立状態にし、両側面15,15を上下に位置させる。ノズル群28から上側の側面15までの距離Dが上記所定値となるように、第3機構によりインクヘッド27のZ方向の位置調整を行う。そして、この状態で、第1移動機構により第1クロスレール25をY方向へ僅かに移動させながら、ノズル群28からインク30を下方へ噴射させる。   Further, when printing is performed on both side surfaces 15 and 15 in the Y direction of the base material 11, the second movable plate 38 is rotated around the second shaft 39 by the second motor 41, and the base material 11 is moved. As shown in FIG. 6 (B), the upright state is set, and both side surfaces 15 and 15 are positioned vertically. The position of the ink head 27 in the Z direction is adjusted by the third mechanism so that the distance D from the nozzle group 28 to the upper side surface 15 becomes the predetermined value. In this state, the ink 30 is ejected downward from the nozzle group 28 while the first cross rail 25 is slightly moved in the Y direction by the first moving mechanism.

上記のようにノズル群28から噴射されたインク30は、基材11の被印刷面(側面13,13、15,15、上面12)に付着される。この際、基材11の上面12についても、X方向における両側面13,13についても、Y方向における両側面15,15についても、所定の距離D離れた箇所に位置するノズル群28からインク30が噴射される。そのため、被印刷面のどの箇所についても、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりすることなくインク30が付着される。そして、このように付着されたインク30は紫外線照射ランプ29から照射された紫外線UVによって即座に硬化する。   As described above, the ink 30 ejected from the nozzle group 28 is attached to the printing surface (side surfaces 13, 13, 15, 15, and the upper surface 12) of the substrate 11. At this time, the ink 30 from the nozzle group 28 located at a predetermined distance D on the upper surface 12 of the substrate 11, on both side surfaces 13 and 13 in the X direction, and on both side surfaces 15 and 15 in the Y direction. Is injected. For this reason, the ink 30 is attached to any portion of the printing surface without causing the printed pattern to blur or blur. Then, the ink 30 attached in this way is immediately cured by the ultraviolet ray UV irradiated from the ultraviolet irradiation lamp 29.

以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)インク30の噴射に際し、ノズル群28から被印刷面までの距離Dを一定(所定値)に保ちながらインクヘッド27及び被印刷物(基材11)の両方を変位させるようにしている。そのため、特許文献1のようにインクヘッドを固定し、被印刷物のみを変位させる場合に比べ、被印刷物(基材11)をゆっくり変位させることで、ノズル群28と被印刷物(基材11)との相対位置を変えることができ、高い精度で被印刷面にインク30を付着させることができるようになる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) When the ink 30 is ejected, both the ink head 27 and the printing material (base material 11) are displaced while the distance D from the nozzle group 28 to the printing surface is kept constant (predetermined value). Therefore, as compared with the case where the ink head is fixed and only the printed material is displaced as in Patent Document 1, the printed material (base material 11) is slowly displaced, so that the nozzle group 28 and the printed material (base material 11) The ink 30 can be adhered to the printing surface with high accuracy.

(2)インクヘッド27については、これを水平方向(X方向、Y方向)及び鉛直方向(Z方向)へ直線運動させている。そのため、単純な動きでありながら、ノズル群28から被印刷面までの距離Dを確実に所定値に保つことができる。また、上述したようなインクヘッド27の動き(X方向、Y方向、Z方向に対する直線運動)は、比較的簡単な構造で実現できる。   (2) The ink head 27 is linearly moved in the horizontal direction (X direction, Y direction) and the vertical direction (Z direction). For this reason, the distance D from the nozzle group 28 to the printing surface can be reliably maintained at a predetermined value while performing simple movement. Further, the movement of the ink head 27 as described above (linear movement in the X direction, the Y direction, and the Z direction) can be realized with a relatively simple structure.

(3)被印刷物(基材11)については、これを第1シャフト34及び第2シャフト39の少なくとも一方の周りで回動運動させている。そのため、比較的単純な動きでありながら、ノズル群28から被印刷面までの距離Dを確実に所定値に保つことができる。また、上述したような被印刷物(基材11)の動き(第1シャフト34又は第2シャフト39を中心とする回転運動)は比較的簡単な構造で実現できる。   (3) About the to-be-printed material (base material 11), this is rotated around at least one of the first shaft 34 and the second shaft 39. Therefore, the distance D from the nozzle group 28 to the printing surface can be reliably maintained at a predetermined value while the movement is relatively simple. Further, the movement of the substrate (base material 11) as described above (rotational movement around the first shaft 34 or the second shaft 39) can be realized with a relatively simple structure.

(4)紫外線硬化型のインク30を用い、被印刷面へのインク30の噴射に際し(略同時に)その被印刷面に向けて紫外線UVを照射させるようにしている。そのため、ノズル群28から噴射されて被印刷面に付着されたインク30を短時間で硬化させることができる。   (4) The ultraviolet ray curable ink 30 is used, and when the ink 30 is jetted onto the printing surface (substantially simultaneously), the ultraviolet ray UV is irradiated toward the printing surface. Therefore, the ink 30 ejected from the nozzle group 28 and attached to the printing surface can be cured in a short time.

なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
(a)本発明は、被印刷面に開口部の設けられた被印刷物に印刷により加飾を行う場合にも適用可能である。すなわち、被印刷面には、上記実施形態で説明したような被印刷物の側面が含まれるが、そのほかにも被印刷物としてのスイッチベース等における開口部の周縁部も含まれる。
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
(A) The present invention can also be applied to the case where decoration is performed by printing on a printing material provided with an opening on the printing surface. That is, the printed surface includes the side surface of the printed material as described in the above embodiment, but also includes the peripheral portion of the opening in the switch base or the like as the printed material.

図7及び図8の少なくとも一方に示すように、一般に、スイッチベースの基材51には、その側面52とは異なる箇所、例えば上面56についての中央部分等にスイッチ53を組み込むための開口部54が設けられる。この開口部54の内壁面55と上面56との境界部分、すなわち周縁部57も印刷の対象(被印刷面)となり得る。   As shown in at least one of FIGS. 7 and 8, generally, the switch base substrate 51 is provided with an opening 54 for incorporating the switch 53 at a location different from the side surface 52, for example, the central portion of the upper surface 56. Is provided. The boundary portion between the inner wall surface 55 and the upper surface 56 of the opening 54, that is, the peripheral portion 57 can also be a printing target (printed surface).

このように上面56に開口部54を有する被印刷物(基材51)に対し、上記印刷方法を適用する場合には、ノズル群28から上面56までの距離Dに関し、印刷の柄(模様)がにじんだりぼやけたりすることのない範囲が存在する。開口部54における周縁部57が曲面58により構成されている場合、この曲面58の曲率半径Rが大きくなるに従い、ノズル群28から曲面58の最も遠い端59までの距離が大きくなり、上記範囲を越えやすくなる。   When the above printing method is applied to the printed material (base material 51) having the opening 54 on the upper surface 56 in this way, the print pattern (pattern) is related to the distance D from the nozzle group 28 to the upper surface 56. There is a range that does not blur or blur. When the peripheral edge 57 of the opening 54 is formed by the curved surface 58, the distance from the nozzle group 28 to the farthest end 59 of the curved surface 58 increases as the radius of curvature R of the curved surface 58 increases, and the above range is satisfied. It becomes easy to cross.

これに対しては、上記距離が上記範囲内となるように被印刷物(基材51)を傾けることが考えられる。しかし、曲面58が、上記のように上面56において開口する開口部54の周縁部57のものである場合には、少なくともその開口部54の周りに上面56が存在する。そのため、図7において二点鎖線で示すように被印刷物(基材51)を過度に傾けると、被印刷物(基材51)が、水平方向へ移動するインクヘッド27の経路上に位置し、干渉するおそれがある。   In response to this, it is conceivable that the printed material (base material 51) is inclined so that the distance is within the above range. However, when the curved surface 58 is that of the peripheral edge portion 57 of the opening 54 that opens on the upper surface 56 as described above, the upper surface 56 exists at least around the opening 54. Therefore, if the substrate (base material 51) is excessively tilted as indicated by a two-dot chain line in FIG. 7, the substrate (base material 51) is positioned on the path of the ink head 27 moving in the horizontal direction, causing interference. There is a risk.

また、被印刷面の一部である上面56に対し直交する方向(図7及び図8の上方)からその上面56及び周縁部57を見た場合、曲面58の曲率半径Rが大きくなるに従い(図8の二点鎖線参照)、周縁部57について目視の対象となる面積が大きくなり、曲面58での印刷の状況が目立ちやすくなる。   Further, when the upper surface 56 and the peripheral portion 57 are viewed from a direction orthogonal to the upper surface 56 that is a part of the printing surface (upward in FIGS. 7 and 8), as the curvature radius R of the curved surface 58 increases ( As shown in FIG. 8, the area to be visually checked is increased for the peripheral portion 57, and the printing state on the curved surface 58 is easily noticeable.

そこで、曲面58の曲率半径Rを2mm以下に設定することが望ましい。このようにすれば、上面56を水平面に対し傾斜させなくても、見栄えを損なわずにインク30を曲面58に付着させることができるメリットがある。   Therefore, it is desirable to set the curvature radius R of the curved surface 58 to 2 mm or less. In this way, there is an advantage that the ink 30 can be attached to the curved surface 58 without deteriorating the appearance without the upper surface 56 being inclined with respect to the horizontal plane.

(b)インクヘッド27を水平方向(X方向、Y方向)にのみ移動させ、鉛直方向(Z方向)の変位については、被印刷物(基材11)側で行ってもよい。また、インクヘッド27をY方向にのみ移動させ、X方向及び鉛直方向(Z方向)の変位については、被印刷物(基材11)側で行ってもよい。   (B) The ink head 27 may be moved only in the horizontal direction (X direction, Y direction), and the displacement in the vertical direction (Z direction) may be performed on the substrate (substrate 11) side. Further, the ink head 27 may be moved only in the Y direction, and the displacement in the X direction and the vertical direction (Z direction) may be performed on the substrate (substrate 11) side.

(c)ノズル群28から被印刷面までの距離Dは、必ずしも厳密に一定の値(所定値)に保たれなくてもよく、略一定に保たれてもよい。
(d)被印刷面に対する紫外線の照射を、同被印刷面へのインク30の噴射タイミングとは異なるタイミングで行うようにしてもよい。
(C) The distance D from the nozzle group 28 to the printing surface does not necessarily have to be kept strictly constant (predetermined value), and may be kept substantially constant.
(D) You may make it perform irradiation of the ultraviolet-ray with respect to the to-be-printed surface at the timing different from the ejection timing of the ink 30 to the to-be-printed surface.

(e)基材11及び印刷台17を上記実施形態とは異なる姿勢で、例えば、側面15,15がY方向に平行となり、側面13,13がX方向に平行となる姿勢で、第2可動板38に取付けてもよい。   (E) Second movable of the base 11 and the printing stand 17 in a posture different from the above embodiment, for example, in a posture in which the side surfaces 15 and 15 are parallel to the Y direction and the side surfaces 13 and 13 are parallel to the X direction. You may attach to the board 38. FIG.

(f)被印刷物は、合成樹脂に限らず他の材料、例えば金属によって形成されたものであってもよい。
(g)本発明は、車両用内装品以外の車両の部品や、車両以外の用途に用いられる製品の印刷に適用してもよい。
(F) The printed material is not limited to a synthetic resin and may be formed of other materials such as metal.
(G) The present invention may be applied to printing of vehicle parts other than vehicle interior parts and products used for applications other than vehicles.

その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
(A)請求項1に記載の三次元表面の印刷方法において、前記インクヘッドの水平方向の移動に際し、同インクヘッドを前記被印刷面の幅方向へ直線往復運動させるとともに、同被印刷面の長さ方向へ直線運動させる。ここで、上記実施形態におけるY方向が上記幅方向に該当し、同実施形態におけるX方向が上記長さ方向に該当する。
In addition, the technical ideas that can be grasped from the respective embodiments will be described together with their effects.
(A) In the method of printing a three-dimensional surface according to claim 1, when the ink head is moved in the horizontal direction, the ink head is linearly reciprocated in the width direction of the printing surface, Move linearly in the length direction. Here, the Y direction in the embodiment corresponds to the width direction, and the X direction in the embodiment corresponds to the length direction.

(B)上記(A)に記載の三次元表面の印刷方法において、前記ノズル群の変位に際し、前記インクヘッドをさらに鉛直方向へ直線運動させる。ここで、上記実施形態におけるZ方向が上記鉛直方向に該当する。   (B) In the three-dimensional surface printing method described in (A) above, the ink head is further linearly moved in the vertical direction when the nozzle group is displaced. Here, the Z direction in the embodiment corresponds to the vertical direction.

(C)請求項1、上記(A)又は(B)に記載の三次元表面の印刷方法において、前記被印刷物の変位に際し、前記被印刷面の幅方向に延びる軸線、及び前記被印刷面の長さ方向に延びる軸線の少なくとも一方を回転中心とし、前記被印刷物を前記軸線の周りで回転運動させる。ここで、上記実施形態における両第1シャフト34,34に沿って延びる線が、上記幅方向に延びる軸線に該当し、同実施形態における両第2シャフト39,39に沿って延びる線が、上記長さ方向に延びる軸線に該当する。   (C) In the method for printing a three-dimensional surface according to claim 1, (A) or (B), an axis extending in a width direction of the printing surface when the printing object is displaced, and an axis of the printing surface The printed material is rotated around the axis with at least one of the axes extending in the length direction as a center of rotation. Here, the line extending along both the first shafts 34 in the above embodiment corresponds to the axis extending in the width direction, and the line extending along both the second shafts 39 in the same embodiment is the above. Corresponds to the axis extending in the length direction.

上記(A)又は(B)に記載の発明によるようにインクヘッドを移動させ、あるいは、上記(C)に記載の発明によるように被印刷物を変位(回転)させることにより、比較的簡単にノズル群から被印刷面までの距離を略一定に保ちながらインクヘッド及び被印刷物の両方を変位させて印刷を行うことができる。   By moving the ink head as in the invention described in the above (A) or (B), or by displacing (rotating) the printed material as in the invention described in (C), the nozzles can be relatively easily obtained. Printing can be performed by displacing both the ink head and the printing material while keeping the distance from the group to the printing surface substantially constant.

本発明を具体化した一実施形態において、三次元表面の印刷方法の実施に用いられる印刷装置を示す部分斜視図。The fragmentary perspective view which shows the printing apparatus used for implementation of the printing method of a three-dimensional surface in one Embodiment which actualized this invention. 図1におけるA部を拡大して示す部分斜視図。The fragmentary perspective view which expands and shows the A section in FIG. 印刷台に対し、被印刷物として車両用コンソールリッドの基材を装着する前の状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state before mounting | wearing the base material of the console lid for vehicles as a to-be-printed object with respect to a printing stand. インクヘッドを斜め下方から見た状態を示す概略斜視図。FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating a state in which the ink head is viewed obliquely from below. 被印刷物の上面にインクを付着させる状態を示す側面図。The side view which shows the state which makes ink adhere to the upper surface of to-be-printed material. (A)は被印刷物のX方向についての側面にインクを付着させる状態を示す部分側面図、(B)は被印刷物のY方向についての側面にインクを付着させる状態を示す部分側面図。(A) is a partial side view showing a state in which ink is attached to the side surface in the X direction of the printing material, and (B) is a partial side view showing a state in which ink is attached to the side surface in the Y direction of the printing material. スイッチベースの基材を被印刷物として用いた別の実施形態において、開口部の上側の曲面にインクを付着させる状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which makes an ink adhere to the curved surface above an opening part in another embodiment using the base material of a switch base as to-be-printed material. 図7において、開口部の上側の曲面、及びその近傍を拡大して示す部分断面図。FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view of the upper curved surface of the opening and the vicinity thereof in FIG. 7.

符号の説明Explanation of symbols

11…基材(被印刷物)、12,56…上面(被印刷面)、13,15…側面(被印刷面)、27…インクヘッド、28…ノズル群、30…インク、54…開口部、57…周縁部、58…曲面、D…距離、R…曲率半径、UV…紫外線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base material (printed material), 12, 56 ... Upper surface (printed surface), 13, 15 ... Side surface (printed surface), 27 ... Ink head, 28 ... Nozzle group, 30 ... Ink, 54 ... Opening, 57 ... peripheral edge, 58 ... curved surface, D ... distance, R ... radius of curvature, UV ... ultraviolet light.

Claims (3)

非平面である三次元の表面を被印刷面とした被印刷物を印刷対象とし、同被印刷物をインクジェットプリンタにおけるインクヘッドの下方に配置し、前記インクヘッドのノズル群から下方へ噴射されるインクを前記被印刷面に付着させるようにした三次元表面の印刷方法であって、
前記インクの噴射に際し、前記ノズル群から前記被印刷面までの距離を略一定に保ちながら、前記インクヘッドの水平方向の移動によるものを含め、同インクヘッド及び被印刷物の両方を変位させるようにしたことを特徴とする三次元表面の印刷方法。
A printing object having a non-planar three-dimensional surface as a printing surface is a printing target, the printing material is disposed below an ink head in an ink jet printer, and ink ejected downward from a nozzle group of the ink head A method for printing a three-dimensional surface to be attached to the printing surface,
When ejecting the ink, both the ink head and the substrate to be printed are displaced, including those caused by the horizontal movement of the ink head, while keeping the distance from the nozzle group to the printing surface substantially constant. A method of printing a three-dimensional surface, characterized in that
前記インクは紫外線硬化型のインクであり、前記被印刷面へのインクの噴射に際し同被印刷面に向けて紫外線を照射する請求項1に記載の三次元表面の印刷方法。 The three-dimensional surface printing method according to claim 1, wherein the ink is an ultraviolet curable ink, and when the ink is jetted onto the printing surface, the ink is irradiated with ultraviolet rays toward the printing surface. 前記被印刷物には、前記被印刷面において開口する開口部が設けられており、その開口部の周縁部は、曲率半径が2mm以下となる曲面に形成されている請求項1又は2に記載の三次元表面の印刷方法。 The opening of the said to-be-printed object is provided in the said to-be-printed surface, The peripheral part of the opening is formed in the curved surface whose curvature radius is 2 mm or less. Three-dimensional surface printing method.
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