JP2010125745A - Inkjet printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多面体のメディアの表面に印刷を行うインクジェットプリンタに関する。 The present invention relates to an inkjet printer that performs printing on the surface of a polyhedral medium.
近年、三次元形状のメディアに対しても印刷を行いたいとの要求から、特許文献1に記載されたインクジェットプリンタが考えられてきた(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, an inkjet printer described in
この従来のインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドを水平方向に移動させるX軸駆動部と、メディア保持部を垂直方向に移動させるZ軸駆動部と、メディアを回転させるB軸駆動部と、メディアの傾斜角を調整するA軸駆動部と、を備えており、これらの各駆動部を駆動制御することで、メディア保持部とインクジェットヘッドとを三次元空間内において相対的に移動させている。そして、これらの各駆動部を駆動制御しながら、インクジェットヘッドからインクを吐出することで、メディアの表面に印刷を行っている。
しかしながら、従来のインクジェットプリンタは球状のメディアしか考慮されていないため、四角柱などの多面体のメディアに印刷する場合は、以下に説明するような問題があった。すなわち、メディアの平面部に印刷する場合は、X軸駆動部のみを駆動させてインクジェットヘッドを水平移動させればよいが、メディアの平面部と平面部とが接続される角部などを印刷する場合は、X軸駆動部の駆動に加えて、Z軸駆動部及びB軸駆動部を駆動させて、メディア保持部を昇降移動させるとともにメディアを回転移動させる必要がある。このため、メディアの平面部から角部に切り替わる時点において、今まで停止していたZ軸駆動部及びB軸駆動部の駆動を開始しなければならないため、インクジェットヘッド及びメディア保持部に急激な速度変化によりインクジェットヘッドとメディア保持部との相対移動が遅れるという問題があった。 However, since conventional ink jet printers consider only spherical media, there is a problem described below when printing on polyhedral media such as a quadrangular prism. That is, when printing on the flat part of the medium, it is only necessary to move the inkjet head horizontally by driving only the X-axis drive part. However, the corner part where the flat part of the medium is connected is printed. In this case, in addition to driving the X-axis drive unit, it is necessary to drive the Z-axis drive unit and the B-axis drive unit to move the media holding unit up and down and rotate the media. For this reason, at the time of switching from the flat portion to the corner portion of the medium, driving of the Z-axis driving unit and the B-axis driving unit that have been stopped until now must be started. There has been a problem that the relative movement between the ink jet head and the media holding unit is delayed due to the change.
そこで、本発明は、多面体のメディアの表面に印刷する場合に、インクジェットヘッド及びメディア保持部の急激な速度変化の発生を抑止することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an ink jet printer that can suppress the occurrence of rapid speed changes in an ink jet head and a media holding portion when printing on the surface of a polyhedral medium.
本発明に係るインクジェットプリンタは、多面体のメディアを保持するメディア保持部とインクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させながら、インクジェットヘッドからインクを吐出してメディア表面に印刷を行うインクジェットプリンタであって、メディア表面を曲線で近似した近似曲線をメディアに対するインクジェットヘッドの第1相対移動軌跡として、メディア保持部とインクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させる駆動制御手段を有することを特徴とする。 An ink jet printer according to the present invention is an ink jet printer that performs printing on the surface of a medium by ejecting ink from the ink jet head while relatively moving a medium holding unit that holds polyhedral media and the ink jet head in a three-dimensional space. And having a drive control means for relatively moving the media holding unit and the inkjet head in a three-dimensional space using an approximate curve obtained by approximating the media surface with a curve as a first relative movement locus of the inkjet head with respect to the media. And
本発明に係るインクジェットプリンタによれば、多面体のメディア表面の近似曲線を、メディアに対するインクジェットヘッドの第1相対移動軌跡とすることで、メディアに対するインクジェットヘッドの相対移動軌跡から直線部分と曲線部分との連結点が無くなる。これにより、メディア保持部及びインクジェットヘッドの急激な速度変化の発生を抑止することができるため、メディア保持部とインクジェットヘッドとの相対移動が遅れることによる印刷速度の低下や印刷ミスの発生を防止することができる。 According to the ink jet printer of the present invention, the approximate curve of the polyhedral media surface is the first relative movement locus of the ink jet head with respect to the medium, so that the straight line portion and the curve portion are determined from the relative movement locus of the ink jet head with respect to the medium. There is no connection point. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a rapid change in the speed of the media holding unit and the inkjet head, thereby preventing a decrease in printing speed and a printing error due to a delay in relative movement between the media holding unit and the inkjet head. be able to.
この場合、近似曲線は、メディア周囲の複数の制御点に基づき算出される3次スプライン曲線であることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、メディア周囲の複数の制御点に基づいて算出される3次スプライン曲線を、メディアに対するインクジェットヘッドの第1相対移動軌跡とすることで、この第1相対移動軌跡を滑らかな曲線とすることができるため、メディア保持部とインクジェットヘッドとの相対移動を円滑に行うことができる。 In this case, the approximate curve is preferably a cubic spline curve calculated based on a plurality of control points around the medium. According to this ink jet printer, the cubic spline curve calculated based on a plurality of control points around the medium is used as the first relative movement locus of the ink jet head with respect to the medium, so that the first relative movement locus is smooth. Since it can be a curved line, the relative movement between the media holding unit and the inkjet head can be performed smoothly.
また、メディアが、多角柱である場合、メディアの角部に対応する点を制御点とすることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、多角柱のメディア表面に印刷する場合、メディアの角部でメディア表面の方向が急激に変わるが、メディアの角部に対応する点を3次スプライン曲線の制御点とすることで、メディアの角部に対応する第1相対移動軌跡を曲線状にすることができるため、メディア保持部とインクジェットヘッドとの相対移動を円滑に行うことができる。 Further, when the medium is a polygonal column, it is preferable that a point corresponding to the corner of the medium is a control point. According to this ink jet printer, when printing on a polygonal media surface, the direction of the media surface changes abruptly at the corners of the media, but the points corresponding to the corners of the media are used as control points of the cubic spline curve. Thus, since the first relative movement locus corresponding to the corner portion of the medium can be curved, the relative movement between the medium holding portion and the inkjet head can be smoothly performed.
一方、メディアが、隣り合う平面部が曲面部を介して接続された多面体である場合、メディアの曲面部の周方向中心に対応する点を制御点とすることが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、隣り合う平面部が曲面部を介して接続された多面体のメディア表面に印刷する場合、メディアの平面部と曲面部との切り替わり地点においてメディア保持部とインクジェットヘッドとの相対的な移動方向が急激に変わるが、メディアの曲面部の周方向中心に対応する点を3次スプライン曲線の制御点とすることで、メディアの平面部と曲面部との切り替わり地点を無くすことができ、しかも、メディアの曲面部に対応する第1相対移動軌跡の曲率を大きくすることができるため、メディア保持部とインクジェットヘッドとの相対移動を円滑に行うことができる。 On the other hand, when the medium is a polyhedron in which adjacent flat portions are connected via a curved surface portion, a point corresponding to the center in the circumferential direction of the curved surface portion of the media is preferably set as a control point. According to this ink jet printer, when printing is performed on a polyhedral media surface in which adjacent flat portions are connected via a curved surface portion, the relative relationship between the media holding portion and the ink jet head at a switching point between the flat surface portion and the curved surface portion of the medium. The direction of movement changes drastically, but by using the point corresponding to the center of the curved surface of the media as the control point of the cubic spline curve, the switching point between the flat and curved surfaces of the media can be eliminated. In addition, since the curvature of the first relative movement locus corresponding to the curved surface portion of the media can be increased, the relative movement between the media holding portion and the inkjet head can be performed smoothly.
また、インクジェットヘッドが位置する第1相対移動軌跡の法線ベクトルに、メディア表面の印刷対象位置を通る垂直線が一致するタイミングで、印刷対象位置にインクジェットヘッドからインクを吐出させる吐出制御部を更に有することが好ましい。このインクジェットプリンタによれば、所定の印刷対象位置にインクを吐出するタイミングを、インクジェットヘッドが位置する第1相対移動軌跡の法線ベクトルに、印刷対象位置を通る垂直線が一致するタイミングとすることで、インクジェットヘッドの位置とメディアの印刷対象位置との関係を算出することができるため、容易にインクの吐出制御を行うことができる。 A discharge control unit that discharges ink from the inkjet head to the print target position at a timing at which a normal line passing through the print target position on the media surface matches the normal vector of the first relative movement locus where the inkjet head is located; It is preferable to have. According to this ink jet printer, the timing at which ink is ejected to a predetermined print target position is set to the timing at which the vertical line passing through the print target position matches the normal vector of the first relative movement locus where the ink jet head is located. Thus, since the relationship between the position of the inkjet head and the print target position of the medium can be calculated, ink ejection control can be easily performed.
また、インクジェットプリンタは、インクジェットヘッドから紫外線硬化型インクを吐出するものであって、インクジェットヘッドと一体的に構成されるとともにインクジェットヘッドの走査方向後方に配置されて、インクジェットヘッドから吐出された紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射手段を更に備え、駆動制御手段は、メディアを走査した後、第1相対移動軌跡のうち曲率が閾値以上となる所定範囲をメディアに対する紫外線照射手段の第2相対移動軌跡として、メディア保持部と紫外線照射手段とを三次元空間において相対的に移動させることが好ましい。 The ink jet printer discharges ultraviolet curable ink from the ink jet head, and is configured integrally with the ink jet head and disposed behind the ink jet head in the scanning direction. The ultraviolet ray irradiating means for irradiating the mold ink with ultraviolet rays is further provided, and the drive control means scans the medium, and then sets a predetermined range in which the curvature is equal to or greater than a threshold in the first relative movement locus to the medium. As the movement locus, it is preferable to relatively move the media holding unit and the ultraviolet irradiation unit in the three-dimensional space.
このインクジェットプリンタによれば、インクジェットヘッドの走査方向後方に紫外線照射手段が配置されているため、一連の走査により、インクジェットヘッドによるメディア表面への紫外線硬化型インクの吐出と、吐出された紫外線硬化型インクへの紫外線の照射を行うことができる。このとき、第1相対移動軌跡のうち曲率が閾値以上となる所定範囲は、メディア表面とインクジェットヘッドとは近接するものの、メディア表面と紫外線照射手段との距離が大きくなるため、紫外線硬化型インクに紫外線が十分に照射されない可能性がある。そこで、かかる所定範囲を、メディアに対する紫外線照射手段の第2相対移動軌跡として、メディア保持部と紫外線照射手段とを相対移動させることで、メディア表面に吐出された紫外線硬化型インクに紫外線を十分に照射させることができるため、紫外線硬化型インクを完全に硬化させることができる。 According to this ink jet printer, since the ultraviolet irradiation means is arranged behind the ink jet head in the scanning direction, the ink jet head discharges the ultraviolet curable ink onto the medium surface and the discharged ultraviolet curable ink by a series of scans. The ink can be irradiated with ultraviolet rays. At this time, the predetermined range in which the curvature of the first relative movement locus is equal to or greater than the threshold is close to the media surface and the inkjet head, but the distance between the media surface and the ultraviolet irradiation means is increased. There is a possibility that ultraviolet rays are not sufficiently irradiated. Therefore, the predetermined range is set as the second relative movement locus of the ultraviolet irradiation means with respect to the medium, and the ultraviolet rays are sufficiently applied to the ultraviolet curable ink ejected on the surface of the medium by relatively moving the media holding unit and the ultraviolet irradiation means. Since it can be irradiated, the ultraviolet curable ink can be completely cured.
本発明に係る印刷方法は、多面体のメディアを保持するメディア保持部とインクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させながらメディアの表面にインクジェットヘッドからインクを吐出してメディア表面に印刷を行う印刷方法であって、メディア表面を曲線で近似した近似曲線をメディアに対するインクジェットヘッドの相対移動軌跡として、メディア保持部とインクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させることを特徴とする。 The printing method according to the present invention performs printing on the surface of the medium by ejecting ink from the ink-jet head onto the surface of the medium while relatively moving the medium holding unit that holds the polyhedral medium and the ink-jet head in a three-dimensional space. In the printing method, the medium holding unit and the inkjet head are relatively moved in a three-dimensional space using an approximate curve obtained by approximating the medium surface with a curve as a relative movement locus of the inkjet head with respect to the medium.
本発明に係る印刷方法によれば、多面体のメディア表面の近似曲線を、メディアに対するインクジェットヘッドの第1相対移動軌跡とすることで、メディアに対するインクジェットヘッドの相対移動軌跡から直線部分と曲線部分との連結点が無くなる。これにより、メディア保持部及びインクジェットヘッドの急激な速度変化の発生を抑止することができるため、メディア保持部とインクジェットヘッドとの相対移動が遅れることによる印刷速度の低下や印刷ミスの発生を防止することができる。 According to the printing method of the present invention, the approximate curve of the polyhedral media surface is set as the first relative movement locus of the inkjet head with respect to the medium, so that the straight line portion and the curved portion are determined from the relative movement locus of the inkjet head with respect to the medium. There is no connection point. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a rapid change in the speed of the media holding unit and the inkjet head, thereby preventing a decrease in printing speed and a printing error due to a delay in relative movement between the media holding unit and the inkjet head. be able to.
本発明によれば、多面体のメディアの表面に印刷する場合に、インクジェットヘッド及びメディア保持部の急激な速度変化の発生を抑止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when printing on the surface of a polyhedral medium, generation | occurrence | production of the rapid speed change of an inkjet head and a media holding part can be suppressed.
以下、図面を参照して、本発明に係るインクジェットプリンタの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
[第1実施形態]
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an inkjet printer according to the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
[First Embodiment]
図1は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの正面図であり、図2は、図1のII−II線断面図であり、図3は、図1に示したインクジェットプリンタの一部斜視図である。なお、本実施形態では、図1の左右方向(図2の前後方向)をY軸方向とし、図1の前後方向(図2の左右方向)をX軸方向とし、図1の上下方向(図2の上下方向)をZ軸方向とする。 1 is a front view of the ink jet printer according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial perspective view of the ink jet printer shown in FIG. is there. In this embodiment, the left-right direction in FIG. 1 (front-rear direction in FIG. 2) is the Y-axis direction, the front-rear direction in FIG. 1 (left-right direction in FIG. 2) is the X-axis direction, and the up-down direction in FIG. (Vertical direction of 2) is defined as the Z-axis direction.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、インクを吐出するインクジェットヘッド20と四角柱のメディアMを保持するメディア保持部40とを相対的に移動させて、インクジェットヘッド20からインクを吐出させることで、メディアMの表面に画像等を印刷するものである。なお、本実施形態では、メディアMとして、隣り合う平面部が曲面部(R面部)で接続された四角柱であるものとして説明する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インクジェットプリンタ1は、基台となるベース10に、Y軸方向に沿って配置される左右一対の支持脚11,12が立設されている。Y軸方向において右側に配置される支持脚11には、作業者による指示操作を受け付ける操作盤13が搭載された第1制御装置14が固定されており、Y軸方向において左側に配置される支持脚12には、インクジェットヘッド20をクリーニングするメンテナンスステーション15が搭載された第2制御装置16が固定されている。
In the
第1制御装置14及び第2制御装置16は、後述するメディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動制御やインクジェットヘッド20のインク吐出制御などを行う制御装置である。このため、第1制御装置14及び第2制御装置16は、駆動制御手段として機能する。第1制御装置14及び第2制御装置16は、例えば、CPU、ROM、RAMを含むコンピュータを主体として構成されている。上記の各機能は、CPUやRAM上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませ、CPUの制御の下で動作させることで実現される。なお、本実施形態では、第1制御装置14と第2制御装置16とが別体であるものとして説明するが、物理的及び機能的に1つであってもよく、複数に分割されていてもよい。
The
左右一対の支持脚11,12の間には、Y軸方向に沿って延在する支持桁17が掛け渡されている。そして、支持桁17の上面には、支持桁17の延在方向に延びる一対のY軸ガイドレール18a,18bがX軸方向に並列して配設されている。そして、この一対のY軸ガイドレール18a,18bに、インクジェットヘッド20を搭載するヘッドキャリッジ21がY軸方向に移動可能に取り付けられている。
A
インクジェットヘッド20は、複数色のインクを吐出して、メディア保持部40に保持されたメディアMにカラー画像を印刷するものである。このため、インクジェットヘッド20は、イエロー、マゼンダ、シアン及びブラックなどのインク色に対応して設けられている。そして、インクジェットヘッド20は、インクが吐出されるノズル面20aがメディア保持部40に保持されたメディアMに対向するように、ヘッドキャリッジ21の下端部に配置されている。
The
ヘッドキャリッジ21は、支持桁17に取り付けられたY軸搬送機構(不図示)に連結されている。Y軸搬送機構は、例えば、駆動モータに連結されたボールねじと、このボールねじの軸受けとなるボール軸受けとで構成される周知の機構で実現される。そして、ヘッドキャリッジ21は、第1制御装置14又は第2制御装置16によるY軸搬送機構の駆動制御により、一対のY軸ガイドレール18a,18bにガイドされてY軸方向に移動する。そして、ヘッドキャリッジ21の移動によりインクジェットヘッド20がメンテナンスステーション15の上方に位置すると、メンテナンスステーション15が昇降してインクジェットヘッド20をクリーニングする。
The
また、ベース10の上面には、一対の支持脚11,12の間に、X軸方向に延びる一対のX軸ガイドレール19a,19bがY軸方向に並列して配設されている。そして、この一対のX軸ガイドレール19a,19bには、メディア保持部40を載置するためのXテーブル31がX軸方向に移動可能に取り付けられている。
Further, on the upper surface of the
Xテーブル31は、メディア保持部40を、インクジェットヘッド20に対してX軸方向に相対移動させるテーブルであり、ベース10に取り付けられたX軸搬送機構(不図示)に連結されている。X軸搬送機構は、例えば、駆動モータに連結されたボールねじと、このボールねじの軸受けとなるボール軸受けとで構成される周知の機構で実現される。そして、Xテーブル31には、Z軸方向に延びるZ軸支持部32が立設されている。
The X table 31 is a table for moving the
Z軸支持部32は、メディア保持部40をZ軸方向に昇降可能に支持する支持部材である。このため、Z軸支持部32には、Z軸方向に立設される一対の側壁部33a,33bと、一対の側壁部33a,33bの上面を連結する天板部34が取り付けられている。そして、一対の側壁部33a,33bの間には、側壁部33a,33bに沿ってメディア保持部40をZ軸方向に昇降させる昇降機構35が取り付けられている。
The Z-
昇降機構35は、一対の側壁部33a,33bの間に配置されてXテーブル31に固定されたZ軸用駆動モータ37と、Z軸用駆動モータ37の出力軸に連結されてZ軸方向に立設されるボールねじ38と、ボールねじ38の軸受けとなってメディア保持部40に連結されるボール軸受け39とにより構成される。そして、第1制御装置14又は第2制御装置16によるZ軸用駆動モータ37の駆動制御により、ボールねじ38が回転するとともに、ボールねじ38の回転によるボール軸受け39のZ軸方向における昇降により、メディア保持部40がZ軸方向に昇降する。
The elevating
メディア保持部40は、メディアMを回転可能に保持するものである。このため、メディア保持部40には、昇降機構35のボール軸受け39に取り付けられるZテーブル41と、Zテーブル41からX軸方向に突出する一対のアーム42a,42bと、一対のアーム42a,42bに回転可能に取り付けられるA軸回転部43と、A軸回転部43に回転可能に取り付けられてメディアMを保持するチャック44とにより構成されている。
The
一対のアーム42a,42bは、Y軸方向に対向配置されており、A軸回転部43を回転可能に保持するものである。すなわち、対向される一対のアーム42a,42bの先端にY軸方向に延びる回転軸が取り付けられており、この回転軸にA軸回転部43が取り付けられている。そして、この回転軸には、一方のアーム42a固定されたA軸用駆動モータ45の出力軸が連結されている。A軸用駆動モータ45は、一対のアーム42a,42bに取り付けられた回転軸回りの回転方向Aに回転駆動するものである。このため、A軸用駆動モータ45が回転駆動することで、A軸回転部43が回転方向A(A軸方向)に回転することが可能となる。
The pair of
A軸回転部43は、チャック44を回転可能に保持するものである。すなわち、A軸回転部43には、A軸回転部43の回転軸に対して垂直な方向の軸を回転軸として、この回転軸回りの回転方向Bに回転駆動するB軸用駆動モータ46が取り付けられている。そして、B軸用駆動モータ46の出力軸に、チャック44が取り付けられている。このため、B軸用駆動モータ46が回転駆動することで、チャック44が回転方向B(B軸方向)に回転することが可能となる。
The A-axis
このように、Z軸用駆動モータ37、A軸用駆動モータ45、B軸用駆動モータ46の回転駆動により、メディア保持部40のチャック44に保持されたメディアMが、Z軸方向に昇降するとともに、回転方向A及び回転方向Bに回転する。
As described above, the rotation of the Z-
次に、インクジェットプリンタ1におけるメディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動制御について説明する。
Next, relative movement control between the
図4は、メディアに対するインクジェットヘッドの相対移動軌跡を示した図である。図4では、メディアの回転軸に垂直な面で切断した断面における、メディアMに対するインクジェットヘッド20の相対移動軌跡を示しており、メディアMに対してインクジェットヘッド20が相対的に移動する方向を走査方向Sとする。また、図4において、Oは、メディアMの回転中心である。図4に示すように、インクジェットヘッド20は、メディアM表面を曲線で近似した相対移動軌跡T1に基づいて、メディアMに対して相対移動する。相対移動軌跡Tは、メディアMの周囲に複数の制御点pを設定し、この制御点pを通る3次スプライン曲線を算出することで求められる。本実施形態では、メディアMは隣り合う平面部が曲面部で接続された四角柱であるため、各曲面部の周方向中心に対応する点を制御点p1として設定し、各平面部の中心に対応する点を制御点p2として設定する。具体的に説明すると、メディアM表面とインクジェットヘッド20のノズル面20aとが最も近接する位置に各曲面部に対応する制御点p1を設定し、メディアM表面とインクジェットヘッド20のノズル面20aとが最も離間する位置に各平面部に対応する制御点p2を設定する。そして、周知の算術方法により、これらの8つの制御点p1,p2を通る3次スプライン曲線を算出する。なお、平面部や曲面部などに対応する点とは、平面部や曲面部の表面又は外方であって、インクジェットヘッド20によりインクが吐出される距離内における点である。
FIG. 4 is a diagram showing a relative movement trajectory of the inkjet head with respect to the medium. FIG. 4 shows a relative movement trajectory of the
このように算出された相対移動軌跡T1は、メディアM表面の平面部に対応した部分が凸曲線になるとともに、メディアM表面の曲面部に対応した部分の曲率が大きくなった凸曲線になる。 The relative movement trajectory T1 calculated in this way becomes a convex curve in which the portion corresponding to the flat portion of the surface of the medium M becomes a convex curve and the curvature of the portion corresponding to the curved surface portion of the surface of the medium M becomes large.
そして、インクジェットプリンタ1は、第1制御装置14及び第2制御装置16によるY軸、X軸、Z軸、B軸、A軸の各駆動制御により、ヘッドキャリッジ21をY軸方向に移動させ、メディア保持部40をZ軸方向に移動させ、メディアMをB軸方向に回転させる。
Then, the
次に、図5及び図6を参照して、印刷スケジュールについて説明する。図5は、メディアとインクジェットヘッドとの位置関係を時系列的に示した図であり、図6は、図5の後のメディアとインクジェットヘッドとの位置関係を時系列的に示した図である。図5及び図6に示すように、インクジェットヘッド20をメディアMに対して緩やかなカーブを描きながら相対的に移動させる。すなわち、メディアMの平面部を印刷する場合は、図5に示すように、走査方向後方の曲面部から走査方向前方の曲面部に向かうに従い、インクジェットヘッド20のノズル面20aを、メディアM表面に対する所定位置から(図5(a)参照)離間させていき(図5(b)参照)、平面部の中間地点を越えると(図5(c)参照)メディアM表面に近接させていく(図5(d)参照)。一方、メディアMの曲面部を印刷する場合は、図6に示すように、走査方向後方の平面部から走査方向前方の平面部に向かうに従い、インクジェットヘッド20のノズル面20aを、メディアM表面に対する所定位置から(図6(a)参照)近接させていき(図6(b)参照)、曲面部の周方向中心地点を越えると(図6(c)参照)メディア表面から離間させていく(図6(d)参照)。
Next, the print schedule will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the medium and the inkjet head in time series, and FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the media and the inkjet head after FIG. 5 in time series. . As shown in FIGS. 5 and 6, the
次に、図7を参照して、インクの吐出タイミングについて説明する。図7は、メディアの印刷対象位置とインクの吐出タイミングとの関係を説明するための図である。図7に示すように、相対移動軌跡T1上の所定点の法線ベクトルNと、メディアMの表面方向とは必ずしも一致しないため、図示しないRIPなどのプリンタドライバにおいて以下に説明する吐出タイミングが設定された後、インクジェットプリンタ1においてインクの吐出制御が行われる。すなわち、メディアMの所定の印刷対象位置tに印刷を行う場合、RIPでは、まず、この印刷対象位置tを通る垂直線と、インクジェットヘッド20のノズル面20aが位置する相対移動軌跡T1の法線ベクトルNとの一致を判定する。そして、この相対移動軌跡T1の法線ベクトルNに、印刷対象位置tを通る垂直線が一致したタイミングを、この印刷対象位置tにインクジェットヘッド20からインクを吐出させるタイミングとして設定する。そして、インクジェットプリンタ1では、RIPからインク吐出タイミングが設定されたタイミングで、印刷対象位置tに向けてインクジェットヘッド20からインクを吐出する。
Next, the ink ejection timing will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the print target position of the medium and the ink ejection timing. As shown in FIG. 7, since the normal vector N at a predetermined point on the relative movement trajectory T1 does not necessarily match the surface direction of the medium M, the discharge timing described below is set in a printer driver such as RIP (not shown). Thereafter, ink ejection control is performed in the
このように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ1よれば、多面体のメディアM表面を近似した曲線を、メディアMに対するインクジェットヘッド20のノズル面20aの相対移動軌跡T1とすることで、メディアMに対するインクジェットヘッド20のノズル面20aの相対移動軌跡T1から直線部分が無くなるため、相対移動軌跡T1における直線部分と曲線部分との連結点が無くなる。これにより、メディア保持部40とインクジェットヘッド20が搭載されるヘッドキャリッジ21の急激な速度変化の発生を抑止することができるため、メディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動が遅れることによる印刷速度の低下や印刷ミスの発生を防止することができる。
As described above, according to the
この場合、メディアM周囲の複数の制御点p1,p2に基づいて算出される3次スプライン曲線を、メディアMに対するインクジェットヘッド20の相対移動軌跡T1とすることで、この相対移動軌跡T1を滑らかな曲線とすることができるため、メディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動を円滑に行うことができる。
In this case, a cubic spline curve calculated based on a plurality of control points p1 and p2 around the medium M is set as a relative movement locus T1 of the
また、隣り合う平面部が曲面部を介して接続された四角柱のメディアM表面に印刷する場合、メディアMの平面部と曲面部との切り替わり地点においてメディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対的な移動方向が急激に変わるが、メディアMの曲面部の周方向中心に対応する点を3次スプライン曲線の制御点p1とすることで、メディアMの平面部と曲面部との切り替わり地点を無くすことができ、しかも、メディアMの曲面部に対応する相対移動軌跡T1の曲率を大きくすることができるため、メディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動を円滑に行うことができる。
In addition, when printing is performed on the surface of a quadrangular prism medium M in which adjacent plane portions are connected via a curved surface portion, the relative relationship between the
また、所定の印刷対象位置にインクを吐出するタイミングを、インクジェットヘッド20が位置する相対移動軌跡T1の法線ベクトルNに、印刷対象位置を通る垂直線が一致するタイミングとすることで、インクジェットヘッド20の位置とメディアMの印刷対象位置との関係を算出することができるため、容易にインクの吐出制御を行うことができる。
[第2実施形態]
In addition, the ink jet head is configured such that the timing at which ink is ejected to a predetermined print target position is set to a timing at which a vertical line passing through the print target position matches the normal vector N of the relative movement locus T1 where the
[Second Embodiment]
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係るインクジェットプリンタ100は、基本的に第1の実施形態に係るインクジェットプリンタ1と同様であるが、インクジェットヘッド20から吐出するインクとして、紫外線(以下「UV光」という)が照射されることにより硬化する紫外線硬化型インク(以下「UVインク」という)を吐出する点で異なる。このため、以下の説明では、第2の実施形態に係るインクジェットプリンタ100が第1の実施形態に係るインクジェットプリンタ1と相違する点のみを説明し、その他の説明を省略する。
Next, a second embodiment will be described. The
図8は、第2の実施形態に係るインクジェットプリンタの一部構成図を示している。図8に示すようにインクジェットプリンタ100のヘッドキャリッジ21には、走査方向S前方から後方に向かって、UVインクを吐出するインクジェットヘッド20と、UV光を照射するUVランプ101とが搭載されている。すなわち、UVランプ101は、インクジェットヘッド20と一体的に構成されるとともに、インクジェットヘッド20の走査方向S後方に配置されている。このため、インクジェットヘッド20のノズル面20aからメディアM表面に吐出されたUVインクは、ヘッドキャリッジ21のメディアMに対する相対的な走査方向Sへの移動による一連の流れで、UVランプ101から照射されるUV光により硬化される。
FIG. 8 is a partial configuration diagram of an ink jet printer according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the
ここで、上述したように、曲面部に対応する相対移動軌跡T1は、平面部に対応する相対移動軌跡T1よりも曲率が小さくなっている。しかしながら、インクジェットヘッド20とUVランプ101とは、同じヘッドキャリッジ21に搭載されているため、メディアMの曲面部の走査方向S後方を中心とした所定範囲(図10参照)では、メディアMとUVランプ101との離間距離が大きくなり、UVランプ101からUVインクに十分なUV光が照射されず、UVインクが完全に硬化しない可能性がる(図9参照)。
Here, as described above, the relative movement trajectory T1 corresponding to the curved surface portion has a smaller curvature than the relative movement trajectory T1 corresponding to the flat surface portion. However, since the
そこで、インクジェットプリンタ100では、相対移動軌跡T1におけるメディアMの曲面部の走査方向S後方を中心とした所定範囲αの部分を、メディアMに対するUVランプ101の相対移動軌跡T1’として設定する。そして、メディアMを一回転させて走査した後、再度メディアMを回転させて、UVランプ101が相対移動軌跡T1’を通るようにヘッドキャリッジ21とメディアMとを相対的に移動させながら、UVランプ101からUV光を照射させる。なお、この場合、インクジェットヘッド20からはUVインクを吐出することなく、UVランプ101からのUV光の照射のみを行う。
Therefore, in the
このように、第2の実施形態に係るインクジェットプリンタ100によれば、インクジェットヘッド20の走査方向S後方にUVランプ101が配置されているため、一連の走査により、インクジェットヘッド20によるメディアM表面へのUVインクの吐出と、吐出されたUVインクへのUV光の照射を行うことができる。このとき、相対移動軌跡T1のうち曲率が閾値以上となる所定範囲αは、メディアM表面とインクジェットヘッド20とが近接するものの、メディアM表面とUVランプ101との離間距離が大きくなるため、UVインクにUV光が十分に照射されない可能性がある。そこで、かかる所定範囲αを、メディアMに対するUVランプ101の相対移動軌跡T1’として設定し、メディア保持部40とヘッドキャリッジ21とを相対移動させることで、メディアM表面に吐出されたUVインクにUV光を十分に照射させることができるため、UVインクを完全に硬化させることができる。
[第3実施形態]
As described above, according to the
[Third Embodiment]
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、第1の実施形態に係るインクジェットプリンタ1と同様であり、相対移動軌跡のみ相違する。このため、以下の説明では、第3の実施形態における相対移動軌跡T2のみを説明し、その他の説明を省略する。
Next, a third embodiment will be described. The
図11は、第3の実施形態における相対移動軌跡を示した図である。図11において、Oは、メディアMの回転中心である。図11に示すように、第3の実施形態における相対移動軌跡T2は、各曲面部の周方向中心に対応する点を制御点p1として設定し、各平面部の中心に対応する点を制御点p3として設定し、これらの8つの制御点p1,p3を通る3次スプライン曲線を算出することで求められる。そして、第3の実施形態では、各制御点p3を、各平面部の中心に対応する点であって、第1の実施形態の制御点p2よりもメディアMに近接した点とする。このため、第3の実施形態における相対移動軌跡T2は、各平面部において凹状に撓む曲線となる。 FIG. 11 is a diagram illustrating a relative movement locus in the third embodiment. In FIG. 11, O is the rotation center of the medium M. As shown in FIG. 11, in the relative movement locus T2 in the third embodiment, a point corresponding to the center in the circumferential direction of each curved surface portion is set as a control point p1, and a point corresponding to the center of each flat surface portion is set as a control point. It is set by p3 and obtained by calculating a cubic spline curve passing through these eight control points p1 and p3. In the third embodiment, each control point p3 is a point corresponding to the center of each plane portion and is closer to the medium M than the control point p2 in the first embodiment. For this reason, the relative movement trajectory T2 in the third embodiment is a curved line that bends in a concave shape in each plane portion.
このように、各平面部に対応する相対移動軌跡T2を凹状にすることで、メディアMとインクジェットヘッド20との最大離間距離を小さくすることができるため、メディアMへの印刷制度を向上させることができる。
[第4実施形態]
In this way, since the maximum separation distance between the medium M and the
[Fourth Embodiment]
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、第1の実施形態に係るインクジェットプリンタ1と同様であり、メディアMの形状のみ相違する。このため、以下の説明では、第4の実施形態における相対移動軌跡T3のみを説明し、その他の説明を省略する。
Next, a fourth embodiment will be described. The
図12は、第4の実施形態における相対移動軌跡を示した図である。図12に示すように、第4の実施形態におけるメディアMは、断面正方形の四角柱に形成されている。すなわち、メディアMは、同一形状の4つの平面部で形成されており、隣り合う平面部間が90°に形成された角部となっている。 FIG. 12 is a diagram showing a relative movement locus in the fourth embodiment. As shown in FIG. 12, the medium M in the fourth embodiment is formed in a square pole having a square cross section. That is, the medium M is formed of four plane portions having the same shape, and is a corner portion formed between adjacent plane portions at 90 °.
そして、第4の実施形態における相対移動軌跡T3は、各角部の頂点に対応する点を制御点p4として設定し、各平面部の中心に対応する点を制御点p5として設定し、これらの8つの制御点p4,p5を通る3次スプライン曲線を算出することで求められる。そして、このように算出された相対移動軌跡T3は、メディアM表面の平面部に対応した部分が凸曲線になり、更に、メディアM表面の角部に対応した部分も凸曲線になる。 In the relative movement trajectory T3 in the fourth embodiment, a point corresponding to the vertex of each corner is set as a control point p4, and a point corresponding to the center of each plane is set as a control point p5. It is obtained by calculating a cubic spline curve passing through the eight control points p4 and p5. In the relative movement trajectory T3 calculated in this way, a portion corresponding to the flat portion of the surface of the medium M becomes a convex curve, and a portion corresponding to the corner portion of the surface of the medium M also becomes a convex curve.
このように、第4の実施形態に係るインクジェットプリンタ1によれば、四角柱のメディアM表面に印刷する場合、メディアMの角部でメディアM表面の方向が急激に変わるが、メディアMの角部に対応する点を3次スプライン曲線の制御点p4とすることで、メディアMの角部に対応する相対移動軌跡T3を曲線状にすることができるため、メディア保持部40とインクジェットヘッド20との相対移動を円滑に行うことができる。
As described above, according to the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、メディア表面の近似曲線として3次スプライン曲線を採用するものとして説明したが、上記曲線に限定されるものではなく、他の曲線を採用してもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, a cubic spline curve is employed as the approximate curve on the media surface. However, the present invention is not limited to the above curve, and other curves may be employed.
また、上記実施形態では、3次スプライン曲線の制御点pとして、曲面部の周方向中心に対応する点、平面部の中心に対応する点、角部の頂点に対応する点を採用するものとして説明したが、上記点に限定されるものではなく、3次スプライン曲線がメディアMの外方に位置すれば、如何なる地点を採用してもよい In the above embodiment, as the control point p of the cubic spline curve, a point corresponding to the circumferential center of the curved surface portion, a point corresponding to the center of the flat surface portion, and a point corresponding to the vertex of the corner portion are adopted. Although described above, the present invention is not limited to the above points, and any point may be adopted as long as the cubic spline curve is located outside the medium M.
また、上記実施形態では、メディアMとして四角柱又は曲面部を有する四角柱を用いて説明したが、多面体のメディアであれば、如何なるメディアを採用してもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated using the square pole which has a square pole or a curved surface part as the medium M, what kind of media may be employ | adopted if it is a polyhedral medium.
また、上記実施形態では、相対移動軌跡Tを、メディアM表面に対するインクジェットヘッド20のノズル面20aの相対移動軌跡であるものとして説明したが、インクジェットヘッド20がメディアM表面を曲線状に相対移動できれば、メディアM表面に対するインクジェットヘッド20の如何なる位置の相対移動軌跡であってもよい。
In the above embodiment, the relative movement trajectory T is described as a relative movement trajectory of the nozzle surface 20a of the
また、上記実施形態では、第1制御装置14及び第2制御装置16に駆動制御手段の機能を実現させるものとして説明したが、駆動制御手段の機能は、インクジェットプリンタ1に実装されるASICやFPGAなどで実現してもよい。また、駆動制御手段は、インクジェットプリンタ1の全体を制御するCPUと、ASICやFPGAなどにより構成することが考えられる。このように構成することで、インクジェットヘッド20やメディア保持部40などの駆動制御を適切かつ高速に行うことが可能になる。
In the above-described embodiment, the
1…三次元インクジェットプリンタ、10…ベース、11…支持脚、12…支持脚、13…操作盤、14…第1制御装置(駆動制御手段)、15…メンテナンスステーション、16…第2制御装置(駆動制御手段)、17…支持桁、18a,18b…Y軸ガイドレール、19a,19b…X軸ガイドレール、20…インクジェットヘッド、21…ヘッドキャリッジ、31…Xテーブル、32…Z軸支持部、33a,33b…側壁部、34…天板部、35…昇降機構、36a,36b…Z軸ガイドレール、37…Z軸用駆動モータ、38…ボールねじ、39…ボール軸受け、40…メディア保持部、41…Zテーブル、42…アーム、43…A軸回転部、44…チャック、45…A軸用駆動モータ、46…B軸用駆動モータ、100…インクジェットプリンタ、101…UVランプ、M…メディア、N…法線ベクトル、p…制御点、S…走査方向、t…印刷対象位置、T…相対移動軌跡、α…所定範囲。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記メディア表面を曲線で近似した近似曲線を前記メディアに対する前記インクジェットヘッドの第1相対移動軌跡として、前記メディア保持部と前記インクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させる駆動制御手段を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。 An inkjet printer that performs printing on the surface of the medium by ejecting ink from the inkjet head while relatively moving a medium holding unit and an inkjet head that hold polyhedral media in a three-dimensional space,
Drive control means for moving the media holding unit and the inkjet head relative to each other in a three-dimensional space using an approximate curve obtained by approximating the media surface with a curve as a first relative movement locus of the inkjet head relative to the media. Inkjet printer characterized by.
前記インクジェットヘッドと一体的に構成されるとともに前記インクジェットヘッドの走査方向後方に配置されて、前記インクジェットヘッドから吐出された紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射手段を更に備え、
前記駆動制御手段は、前記メディアを走査した後、前記第1相対移動軌跡のうち曲率が閾値以上となる所定範囲を前記メディアに対する前記紫外線照射手段の第2相対移動軌跡として、前記メディア保持部と前記紫外線照射手段とを三次元空間において相対的に移動させることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のインクジェットプリンタ。 The inkjet printer is for discharging ultraviolet curable ink from the inkjet head,
An ultraviolet irradiation means configured to be integrated with the inkjet head and disposed behind the inkjet head in the scanning direction to irradiate ultraviolet curable ink discharged from the inkjet head;
The drive control unit scans the medium, and sets the predetermined range in which the curvature is equal to or greater than a threshold in the first relative movement locus as the second relative movement locus of the ultraviolet irradiation unit with respect to the medium, The inkjet printer according to claim 1, wherein the ultraviolet irradiation unit is relatively moved in a three-dimensional space.
前記メディア表面を曲線で近似した近似曲線を前記メディアに対する前記インクジェットヘッドの相対移動軌跡として、前記メディア保持部と前記インクジェットヘッドとを三次元空間において相対的に移動させることを特徴とする印刷方法。 A printing method for performing printing on a surface of a medium by ejecting ink from the ink-jet head onto the surface of the medium while relatively moving a medium holding unit that holds a polyhedral medium and the ink-jet head in a three-dimensional space. ,
A printing method, wherein the medium holding unit and the inkjet head are relatively moved in a three-dimensional space using an approximate curve obtained by approximating the media surface with a curve as a relative movement locus of the inkjet head with respect to the medium.
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