JP2021003700A

JP2021003700A - Printer

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Publication number: JP2021003700A
Application number: JP2020153780A
Authority: JP
Inventors: 輝規宮崎; Terunori Miyazaki; 田所　眞人; Masato Tadokoro; 眞人田所
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-01-14

Abstract

To improve printing quality when printing an image on a body to be printed using an articulated robot.SOLUTION: A printer 10 performs printing while changing a relative position between a base material 20 and a print head 102 using an articulated robot 104. The printer includes a plurality of encoders 50 which measure movement amount along each movable shaft for each movable shaft of the articulated robot 104. In a chip 122 for distance calculation, a moving distance in a three-dimensional space of a work point of the articulated robot 104 is calculated on the basis of the movement amount measured by the encoders 50, and a pulse signal according to the moving distance is output. A print head driver 124 controls a printing operation by the print head 102 using the pulse signal together with shape information on a printing figure and printing position information.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置に関する。 The present invention relates to a printing apparatus that uses an articulated robot to perform printing while changing the relative positions of a printing object and a print head.

従来、被印刷物、特に曲面形状を有する被印刷物に対して印刷を行う際に、多関節ロボットを用いて３次元的に被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させて印刷をおこなう技術が知られている。
たとえば、下記特許文献１には、プリントヘッドを多関節ロボットにツールとして持たせ、物体の湾曲した表面上に印刷をおこなう技術が開示されている。 Conventionally, when printing on a printed matter, particularly a printed matter having a curved surface shape, a technique of three-dimensionally changing the relative position between the printed matter and the print head using an articulated robot has been used. Are known.
For example, Patent Document 1 below discloses a technique in which an articulated robot has a print head as a tool to print on a curved surface of an object.

特表２０１１−５１４２３４号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-514234

印刷紙などの平面に印刷を行う印刷装置では、一般に被印刷体およびプリントヘッドの移動方向がそれぞれ一方向であるため、印刷の位置決めや用紙送りの状態などの把握が容易である。
一方、多関節ロボットを用いた印刷装置では、多関節ロボットの各移動軸に沿った移動量をエンコーダで検出して座標を算出しているものの、被印刷体が実際にどのような動きをしているのかは特定できていない。この場合、印刷初期位置に被印刷体またはプリントヘッドが移動したことを作業者が確認して印刷開始信号を出力し、その後は一定（設定通り）の移動速度で多関節ロボットおよびこれに保持された被印刷体が移動するものとしてプリントヘッドの印刷動作が実行される。
よって、被印刷体の実際の動き（位置および移動スピード）と多関節ロボットの移動設定に沿った計算上の動き（位置および移動スピード）に誤差が生じる場合があり、印刷精度および再現性に改善の余地がある。
特に、多関節ロボットの移動距離（送り方向）が長いパターンを印刷する場合などは誤差が大きくなる可能性がある。 In a printing apparatus that prints on a flat surface such as printing paper, since the object to be printed and the print head generally move in one direction, it is easy to grasp the positioning of printing and the state of paper feed.
On the other hand, in a printing device using an articulated robot, the amount of movement along each movement axis of the articulated robot is detected by an encoder and the coordinates are calculated, but what kind of movement the printed object actually moves. It is not possible to identify whether it is. In this case, the operator confirms that the object to be printed or the print head has moved to the initial print position, outputs a print start signal, and then holds the articulated robot and the print head at a constant (as set) movement speed. The print operation of the print head is executed assuming that the printed object moves.
Therefore, there may be an error between the actual movement (position and movement speed) of the object to be printed and the calculated movement (position and movement speed) according to the movement setting of the articulated robot, which improves printing accuracy and reproducibility. There is room for.
In particular, when printing a pattern in which the moving distance (feeding direction) of the articulated robot is long, the error may become large.

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、多関節ロボットを用いて被印刷体に画像を印刷する際の印刷品質を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve the print quality when printing an image on a printed object by using an articulated robot.

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる印刷装置は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置であって、前記多関節ロボットの移動方向および移動量を制御するロボット制御手段と、前記多関節ロボットの移動軸毎に設けられ、それぞれの前記移動軸に沿った移動量を測定する複数の移動量測定手段と、複数の前記移動量測定手段で測定された複数の前記移動量に基づいて、前記多関節ロボットの作業点の３次元空間上の移動距離を算出する移動距離算出手段と、前記移動距離算出手段で算出された前記作業点の移動距離に応じたパルス信号を出力するパルス出力手段と、印刷図形の形状情報と、前記被印刷体における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、前記パルス信号とに基づいて、前記プリントヘッドによる印刷動作を制御するプリント制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項２の発明にかかる印刷装置は、前記パルス出力手段は、前記作業点の位置が所定の単位距離変化するごとに前記パルス信号を出力し、前記プリント制御手段は、前記パルス信号に基づいて前記プリントヘッドに対する前記被印刷体の位置を検出する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる印刷装置は、前記移動距離算出手段および前記パルス出力手段は、単一の専用集積回路により構成される、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる印刷装置は、前記プリントヘッドは、前記印刷図形を形成するインクを前記被印刷体に対して吐出するインク吐出口を備え、前記プリント制御手段は、前記プリントヘッドによる前記インクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる印刷装置は、前記プリントヘッドは移動不能に配置されており、前記多関節ロボットは、前記被印刷体を前記作業点に固定して保持しながら前記作業点を移動させることにより前記被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させる、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the printing apparatus according to the invention of claim 1 is a printing apparatus that prints while changing the relative position between the object to be printed and the printhead using an articulated robot. Therefore, a robot control means for controlling the movement direction and the movement amount of the articulated robot, and a plurality of movement amounts provided for each movement axis of the articulated robot and measuring the movement amount along each of the movement axes. A movement distance calculation means for calculating the movement distance of the work point of the articulated robot in the three-dimensional space based on the measurement means and the plurality of movement amounts measured by the movement amount measuring means, and the movement. A pulse output means that outputs a pulse signal according to the movement distance of the work point calculated by the distance calculation means, shape information of a printed figure, print instruction information including print position information on the object to be printed, and the pulse. It is characterized by comprising a print control means for controlling a print operation by the print head based on a signal.
In the printing apparatus according to the second aspect of the present invention, the pulse output means outputs the pulse signal every time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, and the print control means is based on the pulse signal. It is characterized in that the position of the printed object with respect to the print head is detected.
The printing apparatus according to the third aspect of the present invention is characterized in that the moving distance calculating means and the pulse output means are composed of a single dedicated integrated circuit.
In the printing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the print head includes an ink ejection port for ejecting ink forming the print figure to the object to be printed, and the print control means is the print head. It is characterized in that the ink ejection timing and the ejection amount are controlled.
In the printing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the print head is immovably arranged, and the articulated robot moves the work point while fixing and holding the object to be printed at the work point. This is characterized in that the relative position between the printed object and the print head is changed.

請求項１の発明によれば、印刷開始後の作業点の実際の移動量に基づいてプリントヘッドによる印刷動作を制御するので、従来簡易的に（設定通りに多関節ロボットが動くことを前提に）決定していた印刷動作のタイミングをより正確に決定することができる。これにより、印刷品質の向上を図るとともに、同一条件下での印刷の再現性を向上させることができる。
請求項２の発明によれば、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するので、３次元空間内を移動する作業点に対して疑似的なエンコーダとして機能させることができる。
請求項３の発明によれば、移動距離算出手段およびパルス出力手段を単一の専用集積回路により構成したので、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷精度を向上させる上で有利となる。
請求項４の発明によれば、印刷装置がインクジェット式プリンタであるので、インクとして特殊な材質を用いることが可能であり、例えば基板上に回路を形成するなど図面印刷以外の用途に用いることが可能となる。
請求項５の発明によれば、プリントヘッドを固定し、被印刷体を動かしながら印刷するため、インクの吐出方向を安定させることができ、印刷品質を向上させることができる。 According to the invention of claim 1, since the printing operation by the print head is controlled based on the actual amount of movement of the work point after the start of printing, it is conventionally simplified (assuming that the articulated robot moves as set). ) The timing of the determined printing operation can be determined more accurately. As a result, it is possible to improve the print quality and the reproducibility of printing under the same conditions.
According to the invention of claim 2, since the pulse signal is output every time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, it can function as a pseudo encoder for the work point moving in the three-dimensional space. it can.
According to the invention of claim 3, since the moving distance calculating means and the pulse output means are configured by a single dedicated integrated circuit, it is advantageous in preventing delay due to an increase in processing load and improving printing accuracy.
According to the invention of claim 4, since the printing apparatus is an inkjet printer, it is possible to use a special material as ink, and it can be used for applications other than drawing printing, such as forming a circuit on a substrate. It will be possible.
According to the fifth aspect of the present invention, since the print head is fixed and printing is performed while moving the object to be printed, the ink ejection direction can be stabilized and the print quality can be improved.

実施の形態にかかる印刷装置１０の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the printing apparatus 10 which concerns on embodiment. 印刷装置１０の制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a printing apparatus 10. 多関節ロボット１０４の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the articulated robot 104. エンコーダ５０の構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the encoder 50. 多関節ロボット１０４の移動経路の算出方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the calculation method of the movement path of the articulated robot 104. プリントヘッドドライバ１２４による制御を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the control by a printhead driver 124. 印刷装置１０における印刷処理の流れを示すフロー図である。It is a flow chart which shows the flow of the printing process in the printing apparatus 10.

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる印刷装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置の例として、プリントヘッドを固定設置するとともに、被印刷体を多関節ロボットで移動させながら印刷を行う場合について説明する。
また、本実施の形態では印刷装置がインクジェット式プリンタであるものとする。 Hereinafter, preferred embodiments of the printing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the present embodiment, as an example of a printing device that prints while changing the relative position between the printed object and the print head using an articulated robot, the print head is fixedly installed and the printed object is an articulated robot. A case of printing while moving with is described.
Further, in the present embodiment, it is assumed that the printing device is an inkjet printer.

図１は、実施の形態にかかる印刷装置１０の構成を示す説明図である。
印刷装置１０は、曲面形状を有する基材２０の表面に配線パターンを印刷する。
一般的に、配線パターンは、平面状のフレキシブル基板をエッチングしてパターンを作成する。しかしながら、このような方法では曲面形状を有する基材２０に配線パターンを形成するのは困難である。
一方で、実施の形態にかかる印刷装置１０は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行うので、曲面形状を有する基材２０に自由に配線パターンを配置することができる。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a printing device 10 according to an embodiment.
The printing device 10 prints a wiring pattern on the surface of the base material 20 having a curved surface shape.
Generally, the wiring pattern is created by etching a flat flexible substrate. However, it is difficult to form a wiring pattern on the base material 20 having a curved surface shape by such a method.
On the other hand, since the printing device 10 according to the embodiment prints while changing the relative position between the object to be printed and the print head using an articulated robot, a wiring pattern can be freely arranged on the base material 20 having a curved surface shape. Can be placed.

印刷装置１０は、プリントヘッド１０２、被印刷体移動手段としての多関節ロボット１０４、インク硬化手段１０８および図２に示す各種制御手段によって構成され、曲面形状を有する被印刷体の表面に画像を印刷する。本実施の形態では、被印刷体（ワーク）の一例として、半球状の基材２０を用いている。 The printing device 10 is composed of a print head 102, an articulated robot 104 as a means for moving the object to be printed, an ink curing means 108, and various control means shown in FIG. 2, and prints an image on the surface of the object to be printed having a curved surface shape. To do. In the present embodiment, a hemispherical base material 20 is used as an example of the object to be printed (work).

プリントヘッド１０２は、第１の支持部材２２に支持され、移動不能に配置されるとともに、画像を形成するインクを基材２０に対して吐出するインク吐出口１０２Ａを備える。プリントヘッド１０２は、たとえばインク吐出口１０２Ａからのインク吐出方向が重力方向と一致するように下向きに支持されている。インク吐出口１０２Ａは、プリントヘッド１０２に複数備えられていてもよい。 The print head 102 is supported by the first support member 22 and is arranged immovably, and includes an ink ejection port 102A that ejects ink forming an image to the base material 20. The print head 102 is supported downward so that, for example, the ink ejection direction from the ink ejection port 102A coincides with the gravity direction. A plurality of ink ejection ports 102A may be provided in the print head 102.

また、プリントヘッド１０２は、基材２０に対するインク吐出口１０２Ａの位置を調整する位置調整機構を備えていてもよい。位置調整機構としては、たとえば多関節ロボット（被印刷体移動手段としての多関節ロボット１０４と別個に設けたプリントヘッド移動手段としての多関節ロボット）を用いることができる。このような位置調整機構を設けることによって、被印刷体とプリントヘッド１０２との相対位置変化の自由度を高めることができ、印刷効率を向上させることができる。 Further, the print head 102 may be provided with a position adjusting mechanism for adjusting the position of the ink ejection port 102A with respect to the base material 20. As the position adjusting mechanism, for example, an articulated robot (an articulated robot as a print head moving means provided separately from the articulated robot 104 as a printing object moving means) can be used. By providing such a position adjusting mechanism, the degree of freedom of the relative position change between the object to be printed and the print head 102 can be increased, and the printing efficiency can be improved.

プリントヘッド１０２から吐出されるインクは、たとえば、エネルギー照射によって硬化する硬化型インクである。例えば、導体素材を用いた硬化型インクによって周波数選択素子（ＦＳＳ）のパターンを描画し、後述するインク硬化手段１０８を用いてインクを硬化させることによって、曲面形状を有する基材２０の表面に周波数選択素子を形成することが可能となる。 The ink ejected from the print head 102 is, for example, a curable ink that is cured by energy irradiation. For example, by drawing a pattern of a frequency selection element (FSS) with a curable ink using a conductor material and curing the ink using the ink curing means 108 described later, the frequency is applied to the surface of the base material 20 having a curved surface shape. It becomes possible to form a selection element.

インク硬化手段１０８は、第２の支持部材２３に支持され、インクが吐出された基材２０にエネルギー照射をおこなう。インク硬化手段１０８は、硬化型インクの種類に合わせて、たとえばレーザ、熱源、フラッシュ光、ＵＶ光などを照射することにより、基材２０の表面に吐出された硬化型インクを硬化させる。インク硬化手段１０８は、多関節ロボットにツールとして持たせずに、図１に示すように第２の支持部材２３に設置することによって安全性を向上させることができる。 The ink curing means 108 is supported by the second support member 23, and irradiates the base material 20 on which the ink is discharged with energy. The ink curing means 108 cures the curable ink ejected to the surface of the base material 20 by irradiating, for example, a laser, a heat source, a flash light, UV light, or the like according to the type of the curable ink. The safety of the ink curing means 108 can be improved by installing the ink curing means 108 on the second support member 23 as shown in FIG. 1 without having the articulated robot as a tool.

多関節ロボット１０４は、基材２０を作業点に固定して保持しながら作業点を移動させることにより基材２０とプリントヘッド１０２との相対位置を変化させる。
図１では、多関節ロボット１０４で基材２０を保持した状態を図示している。多関節ロボット１０４は、具体的には軸方向に移動可能なロボットであり、望ましくは４軸以上の移動方向を有する多軸ロボットである。
本実施の形態では、多関節ロボット１０４として６軸多関節ロボットを用いる。 The articulated robot 104 changes the relative position between the base material 20 and the print head 102 by moving the work point while fixing and holding the base material 20 to the work point.
FIG. 1 illustrates a state in which the base material 20 is held by the articulated robot 104. Specifically, the articulated robot 104 is a robot that can move in the axial direction, and is preferably a multi-axis robot that has four or more axes of movement.
In this embodiment, a 6-axis articulated robot is used as the articulated robot 104.

図３は、多関節ロボット１０４の構成例を示す説明図である。
図３に示した多関節ロボット１０４は６軸多関節ロボットであり、主に体部１０４Ａ、腕部１０４Ｂ、手首部１０４Ｃによって構成される。
本実施の形態では、基材２０は治具を介して手首部１０４Ｃに支持され、多関節ロボット１０４の移動に追従して移動される。
本実施の形態では、多関節ロボット１０４の作業点は、手首部１０４Ｃに支持される治具の先端部（多関節ロボット１０４と基材２０との接触点）とする。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration example of the articulated robot 104.
The articulated robot 104 shown in FIG. 3 is a 6-axis articulated robot, and is mainly composed of a body portion 104A, an arm portion 104B, and a wrist portion 104C.
In the present embodiment, the base material 20 is supported by the wrist portion 104C via a jig, and is moved following the movement of the articulated robot 104.
In the present embodiment, the working point of the articulated robot 104 is the tip of a jig supported by the wrist portion 104C (the contact point between the articulated robot 104 and the base material 20).

多関節ロボット１０４の体部１０４Ａは、Ｓ軸を中心として回転可能であり、また、Ｌ軸を中心として前後方向に揺動可能である。
多関節ロボット１０４の腕部１０４Ｂは、Ｒ軸を中心に回転可能であり、また、Ｕ軸を中心として上下方向に揺動可能である。
多関節ロボット１０４の手首部１０４Ｃは、Ｔ軸を中心に回転可能であり、また、Ｂ軸を中心に上下方向に揺動可能である。
より詳細には、多関節ロボット１０４の各部（体部１０４Ａ、腕部１０４Ｂ、手首部１０４Ｃ）には、それぞれの移動軸（Ｓ軸、Ｌ軸、Ｒ軸、Ｕ軸、Ｔ軸、Ｂ軸）に沿った支軸、および各支軸を回転させるモータ１０５（図２参照）が設けられている。各モータ１０５は、後述するロボットコントローラ１０６により回転量が制御される。 The body portion 104A of the articulated robot 104 can rotate about the S axis and can swing in the front-rear direction about the L axis.
The arm portion 104B of the articulated robot 104 can rotate about the R axis and can swing in the vertical direction about the U axis.
The wrist portion 104C of the articulated robot 104 can rotate about the T axis and can swing in the vertical direction about the B axis.
More specifically, each part (body part 104A, arm part 104B, wrist part 104C) of the articulated robot 104 has its own movement axis (S-axis, L-axis, R-axis, U-axis, T-axis, B-axis). A support shaft along the shaft and a motor 105 (see FIG. 2) for rotating each support shaft are provided. The amount of rotation of each motor 105 is controlled by a robot controller 106, which will be described later.

多関節ロボット１０４の位置や姿勢を規定する座標系として、体部１０４Ａの接地中心を原点とするベース座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、作業点（手首部１０４Ｃに支持される治具の先端部）を原点とするメカニカルインターフェース座標系（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）とがある。ベース座標系は他の座標系の基準となり変化しないが、メカニカルインターフェース座標系は各軸の角度変化により変化する。
多関節ロボット１０４の位置や姿勢を変化させるには、各座標系に対して移動量（位置偏差や回転偏差）および変位速度を入力する。 As the coordinate system that defines the position and posture of the articulated robot 104, the base coordinate system (X, Y, Z) whose origin is the ground contact center of the body 104A and the work point (the jig supported by the wrist 104C). There is a mechanical interface coordinate system (Xm, Ym, Zm) with the origin (tip) as the origin. The base coordinate system serves as a reference for other coordinate systems and does not change, but the mechanical interface coordinate system changes due to changes in the angles of each axis.
To change the position and posture of the articulated robot 104, the movement amount (position deviation and rotation deviation) and displacement speed are input for each coordinate system.

また、多関節ロボット１０４の移動軸（Ｓ軸、Ｌ軸、Ｒ軸、Ｕ軸、Ｔ軸、Ｂ軸）には、それぞれの移動軸に沿った各部（体部１０４Ａ、腕部１０４Ｂ、手首部１０４Ｃ）の移動量を測定する移動量測定手段が設けられている。
移動量測定手段とは、具体的には図４に示すようなエンコーダ５０である。エンコーダ５０は、物体が回転移動や直線移動する際に、移動方向や移動量、角度を検出する。
図４Ａに一般的な光学透過型のエンコーダ５０の概略図を示す。
エンコーダ５０は、ＬＥＤ発光素子５０２、レンズ５０４、コードホイール５０６、受光ＩＣ５０８を含んで構成される。
ＬＥＤ発光素子５０２およびレンズ５０４は、円板状のコードホイール５０６の一方の表面と対向するように設置される。また、受光ＩＣ５０８は、コードホイール５０６の他方の表面と対向するように設置される。 Further, on the moving axes (S-axis, L-axis, R-axis, U-axis, T-axis, B-axis) of the articulated robot 104, each part (body part 104A, arm part 104B, wrist part) along each moving axis A movement amount measuring means for measuring the movement amount of 104C) is provided.
The movement amount measuring means is specifically an encoder 50 as shown in FIG. The encoder 50 detects the moving direction, the amount of movement, and the angle when the object rotates or moves linearly.
FIG. 4A shows a schematic view of a general optical transmission type encoder 50.
The encoder 50 includes an LED light emitting element 502, a lens 504, a chord wheel 506, and a light receiving IC 508.
The LED light emitting element 502 and the lens 504 are installed so as to face one surface of the disc-shaped chord wheel 506. Further, the light receiving IC 508 is installed so as to face the other surface of the chord wheel 506.

コードホイール５０６は、移動軸を回転させるモータ１０５の出力軸に取り付けられ、モータ１０５の回転に連動して回転する。また、コードホイール５０６には、長方形の穴が開いたスリット部５０６Ａと、穴が開いていない平板部５０６Ｂとが設けられている。スリット部５０６Ａは、円板状のコードホイール５０６の外周に沿って、１周にわたり等間隔で開口している。
このコードホイール５０６の一方の表面に対して、ＬＥＤ発光素子５０２から検出用の光を照射する。ＬＥＤ発光素子５０２から照射光は錯乱光であるため、レンズ５０４で集光して平行光に近づける。
上述のように、コードホイール５０６にはスリット部５０６Ａと平板部５０６Ｂとが設けられているため、スリット部５０６Ａが通過するタイミングでのみ、コードホイール５０６の他方の表面側にある受光ＩＣ５０８に到達する。
受光ＩＣ５０８上にはフォトダイオードが配置されており、信号変換回路部で処理されて、図４Ｂに示すような１／４周期の位相差をもつ２相のパルス列をモータ１０５の出力軸の角変位に応じて出力する。この２相パルス列（Ａ相およびＢ相）の位相関係は回転方向に対応して反転する。
このようなパルス列を用いることによって、モータ１０５の回転方向、回転位置および回転速度を検出することができる。 The chord wheel 506 is attached to the output shaft of the motor 105 that rotates the moving shaft, and rotates in conjunction with the rotation of the motor 105. Further, the chord wheel 506 is provided with a slit portion 506A having a rectangular hole and a flat plate portion 506B having no hole. The slit portions 506A are opened at equal intervals over one circumference along the outer circumference of the disc-shaped cord wheel 506.
One surface of the chord wheel 506 is irradiated with light for detection from the LED light emitting element 502. Since the irradiation light from the LED light emitting element 502 is confusing light, it is focused by the lens 504 to bring it closer to parallel light.
As described above, since the cord wheel 506 is provided with the slit portion 506A and the flat plate portion 506B, the light receiving IC 508 on the other surface side of the cord wheel 506 is reached only when the slit portion 506A passes through. ..
A photodiode is arranged on the light receiving IC 508, and is processed by the signal conversion circuit unit to displace the two-phase pulse train having a phase difference of 1/4 period as shown in FIG. 4B by the angular displacement of the output shaft of the motor 105. Output according to. The phase relationship of the two-phase pulse trains (A phase and B phase) is inverted according to the rotation direction.
By using such a pulse train, the rotation direction, rotation position, and rotation speed of the motor 105 can be detected.

より詳細には、Ａ相とＢ相のどちらが先に立ち上がるかを検出することによって、コードホイール５０６を取り付けた回転軸の回転方向を判別することができる。
例えば、コードホイール５０６が正転（時計方向）へ回転している時、Ａ相よりもＢ相が遅れて立ち上がることになる。コードホイール５０６が反転（反時計方向）へ逆回転すると、物理的な回転円板の回転方向が反転するので、Ｂ相がＡ相よりも先に立ち上がることになる。またこのような構成は、回転方向だけではなく、水平（リニア）駆動時の移動方向の判別にも用いることができる。 More specifically, the rotation direction of the rotation shaft to which the chord wheel 506 is attached can be determined by detecting which of the A phase and the B phase rises first.
For example, when the chord wheel 506 is rotating in the forward direction (clockwise direction), the B phase starts up later than the A phase. When the cord wheel 506 rotates in the reverse direction (counterclockwise direction), the rotation direction of the physical rotating disk is reversed, so that the B phase rises before the A phase. Further, such a configuration can be used not only for the rotation direction but also for determining the movement direction during horizontal (linear) drive.

また、コードホイール５０６には、スリット部５０６Ａが１周にわたり、等間隔で設けられている。例えば、コードホイール５０６の１周に３６０個のスリット部５０６Ａが設けられているとすると、１つのスリット部５０６Ａ当たり１つのパルスが出力されるので、１パルス当たり１度の回転位置を検出することができる。同様に、１周に３６００個のスリットを設ければ、０．１度単位で回転角度を検出することができる。
さらに、Ａ相とＢ相のそれぞれの波形の立ち上がり／立ち下がり位置をカウントすることで、物理的に設けたスリット部５０６Ａの数よりも細かい角度位置を検出することができる。 Further, the cord wheel 506 is provided with slit portions 506A at equal intervals over one circumference. For example, if 360 slit portions 506A are provided around one circumference of the chord wheel 506, one pulse is output for each slit portion 506A, so that one rotation position per pulse is detected. Can be done. Similarly, if 3600 slits are provided in one circumference, the rotation angle can be detected in units of 0.1 degrees.
Further, by counting the rising / falling positions of the respective waveforms of the A phase and the B phase, it is possible to detect an angular position finer than the number of physically provided slit portions 506A.

また、エンコーダ５０から出力される１周期のパルス時間と１周期当たりの出力パルス数を測定し、下記式（１）を適用することで、モータ１０５の出力軸の回転速度を算出することができる。
回転速度（ｒ／ｍｉｎ）＝（１／（１周期の時間（秒）×パルス数））×６０・・・（１） Further, the rotation speed of the output shaft of the motor 105 can be calculated by measuring the pulse time of one cycle output from the encoder 50 and the number of output pulses per cycle and applying the following equation (1). ..
Rotation speed (r / min) = (1 / (time of one cycle (seconds) x number of pulses)) x 60 ... (1)

つぎに、印刷装置１０の制御系統について説明する。
図２は、印刷装置１０の制御系統を示すブロック図である。
印刷装置１０は、ロボットコントローラ１０６、コンピュータ１２０、距離算出用チップ１２２、プリントヘッドドライバ１２４を備えている。
コンピュータ１２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク装置、キーボード、マウス、ディスプレイ等を有し、作業者が印刷図形の設定や多関節ロボット１０４およびプリントヘッド１０２への指示等を行うインターフェースとして機能する。 Next, the control system of the printing apparatus 10 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the printing apparatus 10.
The printing device 10 includes a robot controller 106, a computer 120, a distance calculation chip 122, and a printhead driver 124.
The computer 120 has a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk device, a keyboard, a mouse, a display, and the like, and functions as an interface for an operator to set print figures and give instructions to the articulated robot 104 and the print head 102.

ロボットコントローラ１０６は、多関節ロボット１０４の移動方向および移動量を制御して、基材２０をプリントヘッド１０２に対して所望の位置に移動させる。多関節ロボット１０４の移動方向および移動量は、コンピュータ１２０から出力される制御情報（基材２０上の領域の印刷順序など）に基づいて決定する。
より詳細には、ロボットコントローラ１０６は、コンピュータ１２０からの制御情報に基づいて、多関節ロボット１０４の各移動軸に設けられたモータ１０５に対して制御信号を出力する。多関節ロボット１０４は、制御信号に基づいて各軸のモータ１０５を駆動させることにより指示された動きを実行する。
このとき、各モータ１０５の出力軸に付いているエンコーダ５０からパルス信号が出力される。ロボットコントローラ１０６は、このパルス信号をエンコーダカウンタで処理して、上記制御信号との差動比較を行い、各移動軸が指示された動きを実行しているかを確認する。
また、ロボットコントローラ１０６は、各移動軸のエンコーダ５０から出力されたパルス信号を用いて、多関節ロボット１０４の座標（Ｘ，Ｙ，ＺおよびＸｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）を算出する。そして、算出した座標をコンピュータ１２０を介して距離算出用チップ１２２に出力する。
なお、多関節ロボット１０４の座標の算出を距離算出用チップ１２２で行ってもよい。この場合、ロボットコントローラ１０６から距離算出用チップ１２２に対して、各移動軸のエンコーダ５０から出力されたパルス信号をそのまま出力する。
また、基材２０の形状や作業点に対する基材２０の設置状態は既知であるため、作業点の位置（座標）が特定できれば、基材２０の任意の点の位置（座標）も算出することができる。 The robot controller 106 controls the moving direction and the amount of movement of the articulated robot 104 to move the base material 20 to a desired position with respect to the print head 102. The moving direction and moving amount of the articulated robot 104 are determined based on the control information output from the computer 120 (such as the printing order of the areas on the base material 20).
More specifically, the robot controller 106 outputs a control signal to the motors 105 provided on each moving axis of the articulated robot 104 based on the control information from the computer 120. The articulated robot 104 executes the instructed movement by driving the motor 105 of each axis based on the control signal.
At this time, a pulse signal is output from the encoder 50 attached to the output shaft of each motor 105. The robot controller 106 processes this pulse signal with an encoder counter, performs a differential comparison with the control signal, and confirms whether each moving axis is executing the instructed movement.
Further, the robot controller 106 calculates the coordinates (X, Y, Z and Xm, Ym, Zm) of the articulated robot 104 by using the pulse signals output from the encoder 50 of each moving axis. Then, the calculated coordinates are output to the distance calculation chip 122 via the computer 120.
The coordinates of the articulated robot 104 may be calculated by the distance calculation chip 122. In this case, the pulse signal output from the encoder 50 of each moving axis is output as it is to the distance calculation chip 122 from the robot controller 106.
Further, since the shape of the base material 20 and the installation state of the base material 20 with respect to the work point are known, if the position (coordinates) of the work point can be specified, the position (coordinates) of any point of the base material 20 should also be calculated. Can be done.

距離算出用チップ１２２は、多関節ロボット１０４の作業点の移動軌跡を算出する専用チップであり、本実施の形態ではＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）を用いている。
ＦＰＧＡはチップ上に専用のソフトウェアを用いて生成した回路を実装したものであり、回路は再定義可能である。ＦＰＧＡはコンピュータのＣＰＵと異なり、オペレーションシステム（ＯＳ）を介していないので、処理を高速化することが可能である。
より詳細には、距離算出用チップ１２２で作業点の移動軌跡を計算している間にも多関節ロボット１０４は移動していくので、いかに計算を早くして移動軌跡を算出するかが重要となる。ここで、ロボットコントローラ１０６は、予め指示された動きに沿って多関節ロボット１０４の各モータ（各軸）の角度を動かしているので、多関節ロボット１０４の座標の算出は比較的負荷が少ない。一方で、各座標から移動軌跡を計算する処理は、リアルタイム性が要求されるため負荷が大きくなる。
このように、コンピュータのＣＰＵと別個に距離算出用チップ１２２を設けることによって、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷装置１０の印刷精度を向上させる上で有利となる。 The distance calculation chip 122 is a dedicated chip for calculating the movement locus of the work point of the articulated robot 104, and in the present embodiment, the Field Programmable Gate Array (FPGA) is used.
FPGA is a circuit generated by using dedicated software mounted on a chip, and the circuit can be redefined. Unlike the CPU of a computer, FPGA does not go through an operating system (OS), so it is possible to speed up processing.
More specifically, since the articulated robot 104 moves while the distance calculation tip 122 is calculating the movement locus of the work point, it is important how to speed up the calculation to calculate the movement locus. Become. Here, since the robot controller 106 moves the angle of each motor (each axis) of the articulated robot 104 according to the movement instructed in advance, the calculation of the coordinates of the articulated robot 104 has a relatively small load. On the other hand, the process of calculating the movement locus from each coordinate requires real-time performance, which increases the load.
As described above, providing the distance calculation chip 122 separately from the CPU of the computer is advantageous in preventing a delay due to an increase in the processing load and improving the printing accuracy of the printing apparatus 10.

距離算出用チップ１２２は、距離算出回路１２２Ａと、パルス生成回路１２２Ｂとを備えている。
距離算出回路１２２Ａは、移動距離算出手段として機能し、多関節ロボット１０４の座標から作業点の移動軌跡および移動距離を算出する。すなわち、距離算出回路１２２Ａは、複数のエンコーダ５０（移動量測定手段）で測定された複数の移動量に基づいて、多関節ロボット１０４の作業点の３次元空間上の移動距離を算出する。
図５は、多関節ロボット１０４の移動経路の算出方法を説明する説明図である。
図５では、説明の便宜上、紙面上にＸ軸およびＺ軸を取り、このＸ−Ｚ平面上を作業点が移動するものとする。
図５Ａに示すように、距離算出回路１２２Ａには、所定のサンプリング間隔で多関節ロボット１０４の座標情報が入力される。例えば、時刻Ｔ１における多関節ロボット１０４の座標は（Ｘ１，Ｚ１）であり、この位置をＰ１とする。また、時刻Ｔ２（時刻Ｔ１から単位サンプリング時間後）における多関節ロボット１０４の座標は（Ｘ２，Ｚ２）であり、この位置をＰ２とする。以下同様に、図５Ａには時刻Ｔ３〜Ｔ５における座標を示している。
図５Ｂに示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間における多関節ロボット１０４の移動量Ｌ１は、ピタゴラスの定理を用いて算出することができる。
また、三次元空間に適合させ、より一般化した形での移動量Ｌ１は、下記式（２）で与えられる。 The distance calculation chip 122 includes a distance calculation circuit 122A and a pulse generation circuit 122B.
The distance calculation circuit 122A functions as a movement distance calculation means, and calculates the movement locus and the movement distance of the work point from the coordinates of the articulated robot 104. That is, the distance calculation circuit 122A calculates the movement distance of the work point of the articulated robot 104 in the three-dimensional space based on the plurality of movement amounts measured by the plurality of encoders 50 (movement amount measuring means).
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating a movement path of the articulated robot 104.
In FIG. 5, for convenience of explanation, it is assumed that the X-axis and the Z-axis are taken on the paper surface, and the working point moves on the XZ plane.
As shown in FIG. 5A, the coordinate information of the articulated robot 104 is input to the distance calculation circuit 122A at predetermined sampling intervals. For example, the coordinates of the articulated robot 104 at time T1 are (X1, Z1), and this position is P1. Further, the coordinates of the articulated robot 104 at time T2 (after the unit sampling time from time T1) are (X2, Z2), and this position is P2. Similarly, FIG. 5A shows the coordinates at times T3 to T5.
As shown in FIG. 5B, the movement amount L1 of the articulated robot 104 between the time T1 and the time T2 can be calculated using the Pythagorean theorem.
Further, the movement amount L1 in a more generalized form adapted to the three-dimensional space is given by the following equation (2).

また、各時刻間ごとの移動量を累計することによって、多関節ロボット１０４の移動距離を算出することができる。移動経路は、各時刻の座標から特定される位置（図５ＡのＰ１〜Ｐ５）をつないだ線となる。 In addition, the movement distance of the articulated robot 104 can be calculated by accumulating the movement amount for each time interval. The movement path is a line connecting the positions (P1 to P5 in FIG. 5A) specified from the coordinates of each time.

図２の説明に戻り、パルス生成回路１２２Ｂは、パルス出力手段として機能し、距離算出回路１２２Ａで算出された作業点の位置に応じたパルス信号を出力する。
パルス生成回路１２２Ｂは、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するよう構成される。
パルス生成回路１２２Ｂは、作業点の移動量を検出する疑似的なエンコーダとして機能する。 Returning to the description of FIG. 2, the pulse generation circuit 122B functions as a pulse output means and outputs a pulse signal according to the position of the work point calculated by the distance calculation circuit 122A.
The pulse generation circuit 122B is configured to output a pulse signal every time the position of the working point changes by a predetermined unit distance.
The pulse generation circuit 122B functions as a pseudo encoder for detecting the amount of movement of the working point.

プリントヘッドドライバ１２４は、プリント制御手段として機能し、印刷図形の形状情報と、基材２０における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、パルス生成回路１２２Ｂで生成されたパルス信号とに基づいて、プリントヘッド１０２による印刷動作を制御する。
本実施の形態では、印刷装置１０がインクジェット式プリンタであるため、プリントヘッドドライバ１２４は、パルス信号に基づいてプリントヘッド１０２に対する基材２０の位置を検出しながら、プリントヘッド１０２によるインクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する。 The printhead driver 124 functions as a print control means, and prints based on the shape information of the printed figure, the print instruction information including the print position information on the base material 20, and the pulse signal generated by the pulse generation circuit 122B. The printing operation by the head 102 is controlled.
In the present embodiment, since the printing device 10 is an inkjet printer, the printhead driver 124 detects the position of the base material 20 with respect to the printhead 102 based on the pulse signal, and the ink ejection timing by the printhead 102. And control the discharge rate.

図６は、プリントヘッドドライバ１２４による制御を模式的に示す説明図である。
図６Ａに示す図案Ｆ１は、印刷装置１０での印刷図形の例であり、基材２０上に等間隔（距離Ｘｉ）に描かれた２色の縞模様である。
図６Ａ下段に示すパルス信号は、多関節ロボット１０４による基材２０の移動速度を示す。図６Ａ下段のパルス信号は、時間Ｔ＝４ｔ（ｔは単位時間）で距離Ｘｉ×２だけ基材２０を移動させることを示す。すなわち、単位時間（ｔ）当たりの移動距離は２Ｘｉ／４であり、この速度が標準移動速度であるものとする。
この場合、プリントヘッドドライバ１２４は、時間４ｔ内に距離Ｘｉ×２分の印刷を行う。 FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing control by the printhead driver 124.
The design F1 shown in FIG. 6A is an example of a printed figure on the printing apparatus 10, and is a two-color striped pattern drawn on the base material 20 at equal intervals (distance Xi).
The pulse signal shown in the lower part of FIG. 6A shows the moving speed of the base material 20 by the articulated robot 104. The pulse signal in the lower part of FIG. 6A shows that the base material 20 is moved by a distance Xi × 2 at a time T = 4t (t is a unit time). That is, it is assumed that the moving distance per unit time (t) is 2Xi / 4, and this speed is the standard moving speed.
In this case, the printhead driver 124 prints at a distance of Xi × 2 minutes within 4 tons of time.

ここで、何らかの理由で基材２０の移動速度が速くなり、時間３ｔで距離Ｘｉ×２だけ基材２０が移動したとする。この場合、単位時間（ｔ）当たりの移動距離、すなわち移動速度は２Ｘｉ／３（＞標準速度）となる。
従来のように基材２０の移動速度が一定（標準速度）であるものとして印刷を行うと、時間４ｔ内に距離Ｘｉ×２分の印刷を行うことになり、印刷速度に対して基材２０の移動速度が速すぎてしまい、図６Ｂの図案Ｆ２のように縞模様の間隔が広くなる。なお、図案Ｆ２には単に縞模様の間隔が広くなったように図示しているが、実際には例えば印刷のムラなどが生じると考えられる。 Here, it is assumed that the moving speed of the base material 20 becomes faster for some reason, and the base material 20 moves by a distance Xi × 2 in 3 tons of time. In this case, the moving distance per unit time (t), that is, the moving speed is 2Xi / 3 (> standard speed).
If printing is performed assuming that the moving speed of the base material 20 is constant (standard speed) as in the conventional case, printing is performed for a distance of Xi × 2 minutes within 4 tons of time, and the base material 20 is printed with respect to the printing speed. The moving speed of the pattern is too fast, and the interval of the striped pattern becomes wide as shown in the design F2 of FIG. 6B. Although the design F2 is shown so that the intervals between the striped patterns are simply widened, it is considered that, for example, uneven printing may actually occur.

一方、印刷装置１０のプリントヘッドドライバ１２４は、作業点の移動距離に応じたパルス信号に基づいて印刷動作を制御するので、基材２０の実際の移動速度に合わせて印刷範囲等を変更することができる。
すなわち、図６Ｃ下段に示すように何らかの理由で基材２０の移動速度が速くなった場合（移動速度２Ｘｉ／３）、プリントヘッドドライバ１２４は、時間３ｔ内に距離Ｘｉ×２分の印刷を行う。これにより、図６Ｃ上段の図案Ｆ３のように、誤差なく印刷図形を印刷することができる。 On the other hand, since the printhead driver 124 of the printing apparatus 10 controls the printing operation based on the pulse signal according to the moving distance of the working point, the printing range or the like is changed according to the actual moving speed of the base material 20. Can be done.
That is, as shown in the lower part of FIG. 6C, when the moving speed of the base material 20 becomes faster for some reason (moving speed 2Xi / 3), the printhead driver 124 prints at a distance of Xi × 2 minutes within 3 tons of time. .. As a result, the printed figure can be printed without any error as shown in the upper design F3 of FIG. 6C.

図７は、印刷装置１０における印刷処理の流れを示すフロー図である。
図７のフロー図は一例であり、例えば図７でロボットコントローラ１０６またはプリントヘッドドライバ１２４が行っている処理を、コンピュータ１２０が行うように構成してもよい。
コンピュータ１２０は、作業者から印刷指示情報が入力されると（ステップＳ７００）、ロボットコントローラ１０６に対しては多関節ロボット１０４の動きに関する制御情報を、プリントヘッドドライバ１２４に対しては印刷図形の形状情報や基材２０における印刷位置情報などを含む制御情報（印刷指示情報）を、それぞれ出力する（ステップＳ７０２）。
ロボットコントローラ１０６は、制御情報が入力されると（ステップＳ７０４）、多関節ロボット１０４を作動させ、基材２０を印刷開始位置に移動させる（ステップＳ７０６）。印刷開始位置への移動が完了すると、ロボットコントローラ１０６はプリントヘッドドライバ１２４に対して移動完了信号を出力する（ステップＳ７０８）。 FIG. 7 is a flow chart showing a flow of printing processing in the printing apparatus 10.
The flow chart of FIG. 7 is an example. For example, the computer 120 may be configured to perform the processing performed by the robot controller 106 or the printhead driver 124 in FIG. 7.
When the print instruction information is input from the operator (step S700), the computer 120 supplies the robot controller 106 with control information regarding the movement of the articulated robot 104, and the printhead driver 124 with the shape of the printed figure. Control information (print instruction information) including information and print position information on the base material 20 is output (step S702).
When the control information is input (step S704), the robot controller 106 operates the articulated robot 104 to move the base material 20 to the printing start position (step S706). When the movement to the print start position is completed, the robot controller 106 outputs a movement completion signal to the printhead driver 124 (step S708).

プリントヘッドドライバ１２４は、コンピュータ１２０からの制御情報（ステップＳ７０９）および移動完了信号が入力されると（ステップＳ７１０）、ロボットコントローラ１０６に対して印刷開始信号を出力する（ステップＳ７１２）。
ロボットコントローラ１０６は、印刷開始信号が入力されると（ステップＳ７１４）、多関節ロボット１０４をステップＳ７０４で入力された制御情報に沿って移動させる（ステップＳ７１６）。そして、各移動軸のモータ１０５に取り付けられたエンコーダ５０から出力される移動量情報に基づいてベース座標およびメカニカルインターフェース座標を算出し、算出した座標情報を距離算出用チップ１２２に出力する（ステップＳ７１８）。 When the control information (step S709) and the movement completion signal from the computer 120 are input (step S710), the printhead driver 124 outputs a print start signal to the robot controller 106 (step S712).
When the print start signal is input (step S714), the robot controller 106 moves the articulated robot 104 according to the control information input in step S704 (step S716). Then, the base coordinates and the mechanical interface coordinates are calculated based on the movement amount information output from the encoder 50 attached to the motor 105 of each movement axis, and the calculated coordinate information is output to the distance calculation chip 122 (step S718). ).

距離算出用チップ１２２は、座標情報が入力されると（ステップＳ７２０）、作業点の移動距離を算出し（ステップＳ７２２）、作業点の移動量に合わせたパルス信号を生成し、プリントヘッドドライバ１２４に出力する（ステップＳ７２４）。
プリントヘッドドライバ１２４は、ステップＳ７０９で入力された制御情報およびパルス信号に基づいてプリントヘッド１０２からのインクの吐出を制御する（ステップＳ７２６）。なお、印刷開始からごく短時間の間はパルス信号が入力されないので、制御情報のみを用いてプリントヘッド１０２を制御する。 When the coordinate information is input (step S720), the distance calculation chip 122 calculates the moving distance of the working point (step S722), generates a pulse signal according to the moving amount of the working point, and printhead driver 124. Is output to (step S724).
The printhead driver 124 controls the ejection of ink from the printhead 102 based on the control information and the pulse signal input in step S709 (step S726). Since the pulse signal is not input for a very short time from the start of printing, the print head 102 is controlled using only the control information.

以上説明したように、実施の形態にかかる印刷装置１０は、印刷開始後の作業点の実際の移動量に基づいてプリントヘッド１０２による印刷動作を制御するので、従来簡易的に（設定通りに多関節ロボット１０４が動くことを前提に）決定していた印刷動作のタイミングをより正確に決定することができる。これにより、印刷品質の向上を図るとともに、同一条件下での印刷の再現性を向上させることができる。
また、印刷装置１０は、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するので、３次元空間内を移動する作業点に対して疑似的なエンコーダとして機能させることができる。
また、印刷装置１０は、距離算出回路１２２Ａおよびパルス生成回路１２２Ｂを単一の専用集積回路により構成したので、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷精度を向上させる上で有利となる。
また、印刷装置１０は、インクジェット式プリンタであるので、インクとして特殊な材質を用いることが可能であり、例えば基板上に回路を形成するなど図面印刷以外の用途に用いることが可能となる。
また、印刷装置１０は、プリントヘッド１０２を固定し、基材２０を動かしながら印刷するため、インクの吐出方向を安定させることができ、印刷品質を向上させることができる。 As described above, the printing apparatus 10 according to the embodiment controls the printing operation by the print head 102 based on the actual amount of movement of the work point after the start of printing. It is possible to more accurately determine the timing of the printing operation that has been determined (assuming that the joint robot 104 moves). As a result, it is possible to improve the print quality and the reproducibility of printing under the same conditions.
Further, since the printing device 10 outputs a pulse signal every time the position of the working point changes by a predetermined unit distance, the printing device 10 can function as a pseudo encoder for the working point moving in the three-dimensional space.
Further, since the printing device 10 includes the distance calculation circuit 122A and the pulse generation circuit 122B by a single dedicated integrated circuit, it is advantageous in preventing delay due to an increase in processing load and improving printing accuracy.
Further, since the printing device 10 is an inkjet printer, it is possible to use a special material as ink, and it is possible to use it for applications other than drawing printing, such as forming a circuit on a substrate.
Further, since the printing apparatus 10 prints while fixing the print head 102 and moving the base material 20, the ink ejection direction can be stabilized and the print quality can be improved.

なお、本発明の適用は印刷装置に限られない。すなわち、多関節ロボットを用いて被作業対象体と作業具との相対位置を変化させながら作業を行う装置であれば、本発明の適用が可能である。
また、本実施の形態では、プリントヘッド１０２を移動不能に配置し、多関節ロボット１０４で基材２０を移動させながら印刷を行ったが、これに限らず、基材２０を移動不能に配置し、多関節ロボット１０４でプリントヘッド１０２を移動させながら印刷を行う、または基材２０およびプリントヘッド１０２の両方を多関節ロボット１０４で移動させながら印刷を行うようにしてもよい。 The application of the present invention is not limited to the printing apparatus. That is, the present invention can be applied to any device that uses an articulated robot to perform work while changing the relative positions of the object to be worked and the work tool.
Further, in the present embodiment, the print head 102 is immovably arranged and printing is performed while the base material 20 is moved by the articulated robot 104, but the present invention is not limited to this, and the base material 20 is arranged immovably. The articulated robot 104 may move the print head 102 for printing, or the articulated robot 104 may move both the base material 20 and the print head 102 for printing.

１０……印刷装置、２０……基材、２２，２３……支持部材、５０……エンコーダ、５０２……発光素子、５０４……レンズ、５０６……コードホイール、５０６Ａ……スリット部、５０６Ｂ……平板部、５０８……受光ＩＣ、１０２……プリントヘッド、１０２Ａ……インク吐出口、１０４……多関節ロボット、１０４Ａ……体部、１０４Ｂ……腕部、１０４Ｃ……手首部、１０５……モータ、１０６……ロボットコントローラ、１０８……インク硬化手段、１２０……コンピュータ、１２２……距離算出用チップ、１２２Ａ……距離算出回路、１２２Ｂ……パルス生成回路、１２４……プリントヘッドドライバ。 10 ... Printing device, 20 ... Base material, 22, 23 ... Support member, 50 ... Encoder, 502 ... Light emitting element, 504 ... Lens, 506 ... Cord wheel, 506A ... Slit part, 506B ... ... Flat plate part, 508 ... Light receiving IC, 102 ... Print head, 102A ... Ink ejection port, 104 ... Articulated robot, 104A ... Body part, 104B ... Arm part, 104C ... Wrist part, 105 ... ... Motor, 106 ... Robot controller, 108 ... Ink curing means, 120 ... Computer, 122 ... Distance calculation chip, 122A ... Distance calculation circuit, 122B ... Pulse generation circuit, 124 ... Printhead driver.

上述した問題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる印刷装置は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置であって、前記多関節ロボットの移動方向および移動量を制御するロボット制御手段と、前記多関節ロボットの移動軸毎に設けられ、それぞれの前記移動軸に沿った移動量を測定する複数の移動量測定手段と、複数の前記移動量測定手段で測定された複数の前記移動量に基づいて、前記多関節ロボットの作業点の３次元空間上の移動距離を算出する移動距離算出手段と、前記移動距離算出手段で算出された前記作業点の移動距離に応じたパルス信号を出力するパルス出力手段と、印刷図形の形状情報と、前記被印刷体における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、前記パルス信号とに基づいて、前記プリントヘッドによる印刷動作を制御するプリント制御手段と、を備え、前記多関節ロボットは、前記被印刷体を前記作業点に固定して保持しながら前記作業点を移動させることにより前記被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させ、前記プリントヘッドは、前記印刷図形を形成するインクを前記被印刷体に対して吐出するインク吐出口と、前記被印刷体に対する前記インク吐出口の位置を調整する位置調整機構とを更に備える、ことを特徴とする。
本発明にかかる印刷装置は、前記パルス出力手段は、前記作業点の位置が所定の単位距離変化するごとに前記パルス信号を出力し、前記プリント制御手段は、前記パルス信号に基づいて前記プリントヘッドに対する前記被印刷体の位置を検出する、ことを特徴とする。
本発明にかかる印刷装置は、前記移動距離算出手段および前記パルス出力手段は、単一の専用集積回路により構成される、ことを特徴とする。
本発明にかかる印刷装置は、前記プリント制御手段は、前記プリントヘッドによる前記インクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する、ことを特徴とする。
本発明にかかる印刷装置は、前記プリントヘッドから吐出されるインクは、エネルギー照射によって硬化する硬化型インクであり、前記多関節ロボットによる前記被印刷体の移動可能範囲に、前記インクが吐出された前記被印刷体にエネルギー照射を行うインク硬化手段を更に備える、ことを特徴とする。
本発明にかかる印刷装置は、前記被印刷体は曲面形状を有し、前記印刷図形は、周波数選択素子のパターンである、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the printing apparatus according to the present invention is a printing apparatus that prints while changing the relative position between the object to be printed and the printhead by using an articulated robot. A robot control means for controlling the movement direction and the movement amount of the articulated robot, and a plurality of movement amount measuring means provided for each movement axis of the articulated robot and measuring the movement amount along the movement axis. A movement distance calculation means for calculating the movement distance of the work point of the articulated robot in the three-dimensional space based on the plurality of movement amounts measured by the plurality of movement amount measuring means, and the movement distance calculation means. The pulse output means for outputting the pulse signal according to the movement distance of the work point calculated in the above, the shape information of the printed figure, the print instruction information including the print position information on the printed object, and the pulse signal. Based on this, the articulated robot includes a print control means for controlling a printing operation by the print head, and the articulated robot moves the work point while fixing and holding the object to be printed at the work point. The print head changes the relative position between the object to be printed and the print head, and the print head has an ink ejection port for ejecting ink forming the print figure to the object to be printed and an ink ejection port for the object to be printed. further comprising, wherein the this the position adjusting mechanism for adjusting the position.
In the printing apparatus according to the present invention, the pulse output means outputs the pulse signal every time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, and the print control means outputs the pulse signal based on the pulse signal. It is characterized in that the position of the printed matter is detected with respect to.
The printing apparatus according to the present invention is characterized in that the moving distance calculating means and the pulse output means are composed of a single dedicated integrated circuit.
Printing apparatus according to the present invention, prior Symbol print control means controls the ejection timing and ejection amount of the ink by the print head, it is characterized.
In the printing apparatus according to the present invention, the ink ejected from the print head is a curable ink that is cured by energy irradiation, and the ink is ejected within a movable range of the object to be printed by the articulated robot. It is characterized by further comprising an ink curing means for irradiating the printed object with energy.
The printing apparatus according to the present invention is characterized in that the printed object has a curved surface shape, and the printed figure is a pattern of a frequency selection element.

本発明によれば、印刷開始後の作業点の実際の移動量に基づいてプリントヘッドによる印刷動作を制御するので、従来簡易的に（設定通りに多関節ロボットが動くことを前提に）決定していた印刷動作のタイミングをより正確に決定することができる。これにより、印刷品質の向上を図るとともに、同一条件下での印刷の再現性を向上させることができる。
本発明によれば、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するので、３次元空間内を移動する作業点に対して疑似的なエンコーダとして機能させることができる。
本発明によれば、移動距離算出手段およびパルス出力手段を単一の専用集積回路により構成したので、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷精度を向上させる上で有利となる。
本発明によれば、印刷装置がインクジェット式プリンタであるので、インクとして特殊な材質を用いることが可能であり、例えば基板上に回路を形成するなど図面印刷以外の用途に用いることが可能となる。 According to the present invention, since the printing operation by the print head is controlled based on the actual movement amount of the work point after the start of printing, it is conventionally determined simply (assuming that the articulated robot moves according to the setting). The timing of the printing operation can be determined more accurately. As a result, it is possible to improve the print quality and the reproducibility of printing under the same conditions.
According to the present invention, since the pulse signal is output every time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, it can function as a pseudo encoder for the work point moving in the three-dimensional space.
According to the present invention, since the moving distance calculating means and the pulse output means are configured by a single dedicated integrated circuit, it is advantageous in preventing delay due to an increase in processing load and improving printing accuracy.
According to the present invention, since the printing apparatus is an inkjet printer, it is possible to use a special material as ink, and it is possible to use it for applications other than drawing printing, such as forming a circuit on a substrate. ..

Claims

A printing device that uses an articulated robot to print while changing the relative position between the object to be printed and the print head.
A robot control means for controlling the moving direction and the amount of movement of the articulated robot,
A plurality of movement amount measuring means provided for each movement axis of the articulated robot and measuring the movement amount along each movement axis,
A movement distance calculation means for calculating the movement distance of the work point of the articulated robot in three-dimensional space based on the plurality of movement amounts measured by the plurality of movement amount measuring means,
A pulse output means that outputs a pulse signal according to the movement distance of the work point calculated by the movement distance calculation means, and
A print control means for controlling a printing operation by the print head based on the shape information of the print figure, print instruction information including print position information on the object to be printed, and the pulse signal.
A printing apparatus comprising.

The pulse output means outputs the pulse signal every time the position of the work point changes by a predetermined unit distance.
The print control means detects the position of the object to be printed with respect to the print head based on the pulse signal.
The printing apparatus according to claim 1.

The moving distance calculating means and the pulse output means are composed of a single dedicated integrated circuit.
The printing apparatus according to claim 1 or 2.

The print head includes an ink ejection port that ejects ink forming the print figure to the object to be printed.
The print control means controls the ejection timing and the ejection amount of the ink by the print head.
The printing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the printing apparatus is characterized by the above.

The printhead is immovably arranged and
The articulated robot changes the relative position between the printed object and the print head by moving the working point while fixing and holding the printed object at the working point.
The printing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the printing apparatus is characterized by the above.