JP2023138204A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元形状を持つ被印刷物への印刷の精度の低下を抑制しつつ設備投資を抑えながら印刷処理の生産性を向上させる。【解決手段】ステージ上で固定された被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、ヘッドを印刷対象面に対して互いに直交する第１軸及び第２軸と交差する第３軸方向から対向させて保持し、ステージに対して移動可能なキャリッジと、キャリッジを第３軸の廻りに回転させて第１軸、第２軸及び第３軸の少なくとも２軸以上の各方向に同時に移動させてインク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた。【選択図】図７

Description

本発明は、印刷装置に関する。

立体形状を持つ印刷対象の印刷対象面をＸＹ面に向けて配置し、印刷ヘッドを印刷対象面に対してＺ軸方向から対向させ、印刷ヘッドをキャリッジ上に配置し、キャリッジをＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各方向に自由に走査する手段を具備して印刷対象面に対する印刷を実現する立体面印刷装置において、印刷対象面の形状をＺ軸方向の高さ情報として各ＸＹ座標に対応させて記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されている情報にもとづいて、Ｘ軸方向に主走査、Ｙ軸方向に副走査を行う走査形式におけるキャリッジのＺ軸方向への総移動量を予め算出する第１の算出手段およびＹ軸方向に主走査、Ｘ軸方向に副走査を行う走査形式におけるキャリッジのＺ軸方向への総移動量を予め算出する第２の算出手段と、第１の算出手段，第２の算出手段により予め算出した総移動量の小さいほうの走査形式を採用し印刷させる印刷制御手段とを具備した立体面印刷装置が知られている（特許文献１）。

多軸型ロボットと、プッシュ式インクジェットヘッドと、インクタンクと、圧力制御部と、を有し、プッシュ式インクジェットヘッドは、多軸型ロボットに接続され、多軸型ロボットは、プッシュ式インクジェットヘッドの高さ、水平面内位置、および傾斜をそれぞれ独立して制御できる機能を有し、インクタンクは、プッシュ式インクジェットヘッドにインクを供給し、圧力制御部は、多軸型ロボットの動作状態に従ってインクタンクに加えられる圧力を制御する機能を有するインクジェット装置も知られている（特許文献２）。

特開２００１－１００３２号公報 特開２０１６－１３１９１４号公報

本発明は、３次元形状を持つ被印刷物への印刷の精度の低下を抑制しつつ設備投資を抑えながら印刷処理の生産性を向上させる。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の印刷装置は、
ステージ上で固定された被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
前記ヘッドを前記印刷対象面に対して互いに直交する第１軸及び第２軸と交差する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージに対して移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸の少なくとも２軸以上の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置において、
前記ヘッドは、前記インク滴を吐出するノズルが前記キャリッジの移動方向と交差する方向に延在してノズル列を形成し、前記キャリッジには、プロセスカラーの各色のインク滴をそれぞれ吐出する各プロセスカラーヘッドを含む複数種類のヘッドが前記キャリッジの移動方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の印刷装置において、
前記複数種類のヘッドは、接着用インク滴を吐出するプライマーヘッド、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色ヘッド、特色のインクを吐出する特色ヘッド、前記画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートヘッドの少なくともいずれかのヘッドが含まれる、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の印刷装置において、
前記特色ヘッドの少なくとも一つのヘッドは、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２ないし４のいずれか１項又は３に記載の印刷装置において、
前記キャリッジには、紫外線を照射して前記インク滴を硬化させるＵＶランプ列、又は赤外線を照射して前記インク滴を乾燥させるＩＲランプ列が配置されている、
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の印刷装置において、
前記プロセスカラーヘッド、前記特色ヘッド、前記プライマーヘッド、前記白色ヘッド、前記トップコートヘッド及び前記ＵＶランプ列、又は前記ＩＲランプ列は、前記印刷対象面に対して前記第３軸方向に各々個別に移動可能に配置されている、
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記キャリッジを回転させて前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整する、
ことを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記キャリッジの移動時間が最も短くなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドギャップが通常に比べて小さくなる第１印刷モード及び前記キャリッジの移動時間が最も短くなる第２印刷モードが選択可能であり、前記制御手段は、選択された印刷モードに基づいて前記キャリッジの回転角度を設定する、
ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドを前記印刷対象面に向くように傾ける首振り手段を更に備えた、
ことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の印刷装置において、
前記印刷対象面は、前記第１軸及び前記第２軸により形成される基準平面に対して傾いている、
ことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項５に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ＵＶランプ列又は前記ＩＲランプを前記ヘッドを傾ける方向に傾ける、
ことを特徴とする。

請求項２２に記載の発明は、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴のミストを含む気体を吸引するミスト吸引手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２３に記載の発明は、請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴となるインク内の酸素を除去する脱気手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２３に記載の発明は、請求項１ないし２３のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴が吐出されてから前記印刷対象面に着弾して硬化するまでの雰囲気に窒素ガスを導入して酸素を取り除く窒素置換機構を有する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、キャリッジを回転させることで３次元形状を持つ被印刷物の印刷対象面に対する印刷処理の生産性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、フルカラー印刷の生産性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、一回の移動走査で特色を含むフルカラー画像を形成するとともに後処理まで完結させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、キャリッジ内に複数種類のプリントヘッドを配置することができる。

請求項５、６に記載の発明によれば、一回の移動走査で印刷を完結させ生産性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、被印刷物の３次元形状に合わせて画像品質の低下を抑制することができる。

請求項８に記載の発明によれば、生産性の低下を抑制しながら画像品質の低下を抑制することができる。

請求項９に記載の発明によれば、印刷対象面の特定の面の画像品質の低下を抑制することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、印刷に要する時間を短縮することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、被印刷物の３次元形状に合わせて画像の印刷に要する時間を短縮することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、画質優先又は生産性優先のいずれかの印刷モードを選択することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制することができる。

請求項１４に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に印刷することができる。

請求項１５、１６、１７、１８、１９、２０に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制しながら印刷処理の生産性を向上させることができる。

請求項２１に記載の発明によれば、定着を均一にすることができる。

請求項２２に記載の発明によれば、ヘッドギャップが大きくなった場合に発生するミストを吸収することができる。

請求項２３、２４に記載の発明によれば、インク滴の硬化を阻害する酸素を取り除くことができる。

第１実施形態に係る印刷装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 印刷機構の装置構成を示すブロック図である。 キャリッジにおけるプリントヘッドの第３軸方向の移動を説明する断面模式図である。 （ａ）はプリントヘッドのノズル配列を模式的に示す図、（ｂ）はキャリッジ内におけるプリントヘッドの配置構成を示す平面模式図である。 キャリッジ内における変形例に係るプリントヘッドの配置構成を示す平面模式図である。 被印刷物の印刷対象面に対するキャリッジの移動走査を説明する概略図である。 第１実施形態におけるキャリッジの移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。 被印刷物の第３軸方向の高さデータが大きく変化している領域におけるヘッドギャップを説明する模式図である。 第１実施形態におけるキャリッジの移動時間を短くする移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。 第１実施形態における印刷モードを選択するキャリッジの移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る印刷装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 基準平面に対して傾いた印刷対象面に対する印刷を示す模式図である。 第２実施形態におけるキャリッジの移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

「第１実施形態」
（１）印刷装置の全体構成
図１は本実施形態に係る印刷装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図、図２は印刷機構４０の装置構成を示すブロック図、図３はキャリッジ４２におけるプリントヘッドＰＨの第３軸方向の移動を説明する断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る画像形成システムの構成について説明する。

（１－１）印刷装置
印刷装置１は、装置の全体を制御する制御部１０と、外部装置との通信に使用される通信部２０と、操作画面等を表示するとともに利用者の操作を受け付ける操作表示部３０と、インクジェット方式で被印刷物Ｓに画像を形成する印刷機構４０と、外部装置から受け取った画像情報を画像データとして格納する記憶部５０と、を有している。制御部１０と上記各部は、バス６０を通じて接続されている。
尚、本実施形態において、被印刷物Ｓとしては、材料を問わず３次元形状を有する立体物、例えば車両の湾曲した表面を印刷対象面とすることができる。

制御部１０は、プログラムの実行を通じて各種の管理機能を提供するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等を格納する記憶領域としてのＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラムの実行領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）とからなるプロセッサを有している。プログラムには、ファームウェアやオペレーティングシステム（ＯＳ）が含まれる。尚、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭは一つでも複数を備えていてもよい。

通信部２０は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースやＩＯＴ（Internet of Things）インターフェースで構成され、ネットワーク上に存在する他の機器と通信する。ここでの通信には例えばイーサネット（登録商標）インターフェース、Wifi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）などを使用する。
操作表示部３０は、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶ディスプレイパネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイパネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成され、各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられる。

図２に示すように、印刷機構４０は被印刷物Ｓを載置して水平な姿勢を保持した状態で固定するステージ４１（図６ 参照）を備え、ステージ４１の載置面上にはキャリッジ４２を第１軸（幅）及び第２軸（奥行）方向に移動させるキャリッジ移動機構４３が設けられている。キャリッジ移動機構４３は、サーボモータＳＭ、ボールねじＢＳ（不図示）及びリニアガイドＬＧ（不図示）から構成される。
キャリッジ４２上には、後述するプロセスカラーＣＭＹＫ（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｋ：ブラック）の４種類のインクを液滴として吐出するプロセスカラープリントヘッド４１０を含む複数種類のプリントヘッドＰＨ（各色のインクを区別しない場合、単にプリントヘッドＰＨと記す）が配置されている。各々のプリントヘッドＰＨには各色のインクを供給するインクタンク４２０（不図示）が接続されている。

各々のプリントヘッドＰＨは、図３に示すように、プリントヘッド移動機構４４で第１軸及び第２軸と交差（直交）する第３軸方向に個別に移動可能に保持され、各々のプリントヘッドＰＨの各吐出ノズル先端と３次元曲面を有する被印刷物Ｓの印刷対象面との間隔は各プリントヘッドＰＨの特性に合った適切な距離（印刷ギャップ）に常に保たれている。プリントヘッド移動機構４４も、サーボモータＳＭ、ボールねじＢＳ（不図示）及びリニアガイドＬＧ（不図示）から構成されている。
さらに、キャリッジ４２は、サーボモータＳＭとハーモニック減速機ＨＧ（不図示）を組み合わせたキャリッジ回転機構４５で第３軸の廻りに回転可能に支持されている。

制御部１０は、印刷機構４０と動作可能に接続され、被印刷物Ｓの印刷対象面と各プリントヘッドＰＨとの相対移動をキャリッジ移動機構４３及びプリントヘッド移動機構４４による直動３軸とキャリッジ回転機構４５による回転１軸の４自由度で行うとともに、各々のプリントヘッドＰＨの各吐出ノズルＮＺからのインク吐出量や吐出タイミング等を制御する。

記憶部５０は、ハードディスク装置や半導体メモリなどの記憶装置により構成される。本実施形態における記憶部５０には、外部装置から受け取った画像データの他、被印刷物Ｓの３次元形状データも記録される。

（１－２）キャリッジ
図４（ａ）はプリントヘッドＰＨのノズル配列を模式的に示す図、（ｂ）はキャリッジ４２内におけるプリントヘッドＰＨの配置構成を示す平面模式図である。
プリントヘッドＰＨは、図４（ａ）に模式的に示すように、インク滴を吐出する複数のノズルＮＺが所定のピッチｐで一列に並んだノズル列４１１と、ノズル列４１２とを有する。なお、本実施形態では、ノズル列が２列である場合を例に挙げて説明するが、プリントヘッドＰＨは、３列以上のノズル列を備えてもよい。
ノズル列４１１、４１２は、プリントヘッドＰＨの進行方向（図４中 矢印で示す）において前後方向に配置されている。

このようなノズル列４１１、４１２が配置されたプリントヘッドＰＨは、図４（ｂ）に示すように、プロセスカラープリントヘッド４１０が、キャリッジ４２の移動方向（図４（ｂ）中 矢印で示す）にＣ（シアン）色のプリントヘッド４１０Ｃを先頭にＭ（マゼンタ）色のプリントヘッド４１０Ｍ、Ｙ（イエロー）色のプリントヘッド４１０Ｙ、Ｋ（ブラック）色のプリントヘッド４１０Ｋの順に並んで配置されている。また、プロセスカラープリントヘッド４１０に対して、キャリッジ４２の移動方向と交差する方向には、接着用インク滴を吐出するプライマープリントヘッド４１０Ｐ、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色プリントヘッド４１０Ｗ、画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートプリントヘッド４１０Ｔがヘッド列を構成するように配置されている。

各色のプリントヘッドＰＨのキャリッジ４２の移動方向における後端側には、紫外線を照射してインク滴を硬化させるＵＶランプ列４３０が配置されている。本実施形態において、各色インクは顔料系のインクである。また、各色インクは、紫外線が照射されることで硬化するＵＶ硬化樹脂（紫外線硬化樹脂）を有機溶剤で希釈したソルベントＵＶインクである。
尚、各色インクとして、水性インクを用いる場合、ＵＶランプ列４３０に代えて赤外線を照射してインク滴を乾燥させるＩＲランプ列４４０（不図示）が配置される。

このようにキャリッジ４２内にプロセスカラープリントヘッド４１０に加えてプライマープリントヘッド４１０Ｐ、トップコートプリントヘッド４１０Ｔ及びＵＶランプ列４３０又はＩＲランプ列４４０を配列することで、一回の走査で印刷処理を完結させ生産性を向上させることができる。

「変形例」
図５はキャリッジ４２内における変形例に係るプリントヘッドＰＨの配置構成を示す平面模式図である。
図５に示すように、プロセスカラープリントヘッド４１０であるＣ（シアン）色のプリントヘッド４１０Ｃ、Ｍ（マゼンタ）色のプリントヘッド４１０Ｍ、Ｙ（イエロー）色のプリントヘッド４１０Ｙ、Ｋ（ブラック）色のプリントヘッド４１０Ｋに加え、特色プリントヘッド４１０Ｓが、キャリッジ４２の移動方向（図５中 矢印で示す）に並んで配置されている。

また、プロセスカラープリントヘッド４１０に対して、キャリッジ４２の移動方向と交差する方向には、接着用インク滴を吐出するプライマープリントヘッド４１０Ｐ、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色プリントヘッド４１０Ｗ、画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートプリントヘッド４１０Ｔに加えて、他の特色プリントヘッド４１０Ｓ１、４１０Ｓ２がヘッド列を構成するように配置されている。他の特色プリントヘッド４１０Ｓ１としては、例えば、金色のプリントヘッドＰＨ、４１０Ｓ２としては銀色のプリントヘッドＰＨが挙げられる。

このように、キャリッジ４２内に、プロセスカラープリントヘッド４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｙ、４１０Ｋ、特色プリントヘッド４１０Ｓ、４１０Ｓ１４１０Ｓ２、プライマープリントヘッド４１０Ｐ、白色プリントヘッド４１０Ｗ、トップコートプリントヘッド４１０Ｔ及びＵＶランプ列４３０、又はＩＲランプ列４４０を配置することで、一回の走査で印刷処理を完結させ生産性を向上させることができる。

キャリッジ４２には、インクタンク４２０内のインクに含まれる酸素を脱気する酸素脱気装置４５０（不図示）を設けることが好ましい。酸素脱気装置４５０は、気体透過膜を介してインクタンク４２０の空間を減圧して脱気を行うことで、キャビテーションを防止して、インク滴の吐出不良を抑制する。
また、ＵＶ硬化樹脂の重合反応を阻害する酸素を窒素等の不活性ガスで置換する窒素置換装置４６０（不図示）を設けることが好ましい。
さらに、立体物への印刷時に微量に発生するインクミストを吸引するミスト吸引装置４７０（不図示）を設けることが好ましい。

（２）キャリッジの移動走査
図６は、被印刷物Ｓの印刷対象面に対するキャリッジ４２の移動走査を説明する概略図である。
キャリッジ４２は、ステージ４１の載置面上に固定された被印刷物Ｓを第１軸方向に跨ぐフレームＦに支持され、フレームＦ上でキャリッジ移動機構４３によって第１軸方向に移動可能となっている。フレームＦは、被印刷物Ｓを第１軸方向に跨いだ状態でステージ４１に対して第２軸方向に移動可能となっている。したがって、キャリッジ４２は、図６（ａ）に矢印で示すように、フレームＦが第２軸方向に移動しながらフレームＦ上で第１軸方向に移動することで、被印刷物Ｓの印刷対象面全体に対してキャリッジ４２内に配置された各々のプリントヘッドＰＨからインク滴を吐出して印刷を行うようになっている。

更に、本実施形態においては、キャリッジ４２は、フレームＦ上で第３軸の廻りに回転可能に支持されている。これにより、図６（ｂ）に示すように、キャリッジ４２は、被印刷物Ｓの印刷対象面に対して、第１軸及び第２軸と平面的に交差する斜め方向Ｒに移動走査可能となる。これにより、被印刷物Ｓの平面形状及び３次元形状に応じて、第１軸及び第２軸方向のキャリッジ４２の移動量及び第３軸方向のプリントヘッドＰＨの移動量が少なくなる移動走査方向を算出して移動走査することで、３次元形状を持つ被印刷物Ｓへの画像の印刷に要する時間を短縮し印刷処理の生産性を向上させることが可能となる。

（２．１）ヘッドギャップ制御
図７は本実施形態におけるキャリッジ４２の移動走査の制御の流れを示すフローチャート、図８は被印刷物の第３軸方向の高さデータが大きく変化している領域におけるヘッドギャップＧを説明する模式図である。
本実施形態においては、キャリッジ４２を第１軸及び第２軸と交差する第３軸の廻りに回転させてプリントヘッドＰＨのノズル列４１１、４１２の直下における印刷対象面までの距離であるヘッドギャップＧを調整する。具体的には、印刷対象面の印刷領域全面におけるヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなるようにキャリッジ４２を回転させる。これにより、生産性の低下を抑制しながら画像品質の低下を抑制することが可能となる。

印刷処理が開始されると、ステップ１０１で被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータを取得する（Ｓ１０１）。被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータは、外部装置から受け取った画像データとして記憶部５０に記録されている。

ステップ１０２では、ステップ１０１で取得した被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータに基づいて第１軸方向に主走査、第２軸方向に副走査を行った場合の印刷対象面の印刷領域全面における第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出する（Ｓ１０２）。そして、ステップ１０３では、ステップ１０２で算出したヘッドギャップＧの総量に対して印刷領域全面におけるヘッドギャップＧの平均値を算出する（Ｓ１０３）。

ステップ１０４では、ステップ１０３で算出したヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路を推定する（Ｓ１０４）。ここで、ヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路は、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら移動走査した場合のヘッドギャップＧの平均値を複数経路で比較し最適化される。そして、ステップ１０５では、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、第１軸及び第２軸方向に同時に移動走査してステップ１０４で推定した移動走査経路で印刷領域全面に対する印刷処理を行う（Ｓ１０５）。

尚、印刷対象面の特定の面において、第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出し、算出したヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路を推定して、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、推定した移動走査経路で印刷処理を行ってもよい。ここで、印刷対象面の特定の面としては、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが他の印刷領域に比べて大きく変化している領域が挙げられる。
このように、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが他の印刷領域に比べて大きく変化している領域において、ヘッドギャップＧの平均値が最も小さく移動走査経路を推定して、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら推定した移動走査経路で印刷処理を行うことで、生産性の低下を抑制しながら印刷対象面の特定の面の画像品質の低下を抑制することができる。

また、印刷対象面の印刷領域全面における第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出し、ヘッドギャップＧの最大値が予め定められた距離以内になる移動走査経路を推定して、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、推定した移動走査経路で印刷処理を行ってもよい。
図８に模式的に示すように、プリントヘッドＰＨのノズル列４１１、４１２の直下における印刷対象面までの距離であるヘッドギャップＧは、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが大きく変化している領域Ｘ１において大きくなる（図８中 Ｇ２参照）。そして、このときのヘッドギャップＧ２を印刷品質が悪化しない適切な距離に常に保たれるようにプリントヘッド移動機構４４を駆動した場合（図８中 矢印で示す）、印刷処理の高速化、静音化及び省エネルギ化が阻害される虞がある。本実施形態においては、ヘッドギャップＧの予め定められた距離として印刷品質を悪化させない許容最大値以内になる移動走査経路を推定して、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら推定した移動走査経路で印刷処理を行うことで印刷に要する時間を短縮することができる。

（２．２）移動時間制御
図９は本実施形態におけるキャリッジ４２の移動時間を短くする移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては、キャリッジ４２を第１軸及び第２軸と交差する第３軸の廻りに回転させてキャリッジ４２の移動走査時間が最も短くなるように制御する。３次元形状を有する被印刷物Ｓの印刷対象面に一定のヘッドギャップＧを保持しながら印刷処理する場合、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータの起伏量が緩やかであるほうが、プリントヘッドの第３軸方向の移動量が少なく、プリントヘッド移動機構４４の動作量を減少させ印刷処理を高速化ことが可能となる。また、被印刷物Ｓの印刷対象面の平面形状によっても印刷対象面の外側の領域における移動を含めてキャリッジ４２の移動量は異なり、例えば、縦長の印刷対象面に対しては、キャリッジ４２を縦方向に移動走査することで印刷処理を高速化することが可能となる。

印刷処理が開始されると、ステップ２０１で被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータを取得する（Ｓ２０１）。被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータは、外部装置から受け取った画像データとして記憶部５０に記録されている。

ステップ２０２では、ステップ２０１で取得した被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータに基づいて第１軸方向に主走査、第２軸方向に副走査を行った場合のキャリッジ４２の総移動量及び印刷対象面の印刷領域全面における第３軸方向のプリントヘッドＰＨの総移動量を算出する（Ｓ２０２）。

ステップ２０３では、ステップ２０２で算出したキャリッジ４２の総移動量及びプリントヘッドＰＨの総移動量が最も小さくなる移動走査経路を推定する（Ｓ２０３）。そしてステップ２０４では、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、第１軸及び第２軸方向に同時に移動走査してステップ２０３で推定した移動走査経路で印刷領域全面に対する印刷処理を行う（Ｓ２０４）。これにより、被印刷物Ｓの平面形状及び３次元形状に合わせて印刷処理に要する時間を短縮することができる。

（２．３）印刷モードの選択
図１０は本実施形態における印刷モードを選択するキャリッジ４２の移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。本実施形態においては、ヘッドギャップＧが通常に比べて小さく、高画質で印刷処理が可能な第１印刷モードと、印刷領域に対してキャリッジ４２の移動走査時間が最も短く生産性が高い第２印刷モードが選択可能であり、制御部１０は、操作表示部３０を介して受け付けた印刷モードに基づいて、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、第１軸及び第２軸方向に同時に移動走査して印刷領域に対する印刷処理を行う。

印刷処理が開始されると、ステップ３０１で印刷モードの選択を受け付ける（Ｓ３０１）。選択される印刷モードは、ヘッドギャップＧが通常に比べて小さく、高画質で印刷処理が可能な第１印刷モードと、印刷領域に対してキャリッジ４２の移動走査時間が最も短く生産性が高い第２印刷モードのいずれかである。

ステップ３０１で第１印刷モードが選択された場合、まず、ステップ３０２で被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータを取得する（Ｓ３０２）。そして、ステップ３０３では、ステップ３０２で算出した被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータに基づいて第１軸方向に主走査、第２軸方向に副走査を行った場合の印刷対象面に対する第３軸方向のヘッドギャップＧを算出する（Ｓ３０３）。ステップ３０４では、ヘッドギャップＧが通常に比べて小さくなる移動走査経路を推定する（Ｓ３０４）。なお、ヘッドギャップＧが通常に比べて小さくなる移動走査経路としては、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら移動走査した場合のヘッドギャップＧを複数経路で比較し最も小さくなる移動走査経路を選択してもよい。そして、ステップ３０５では、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、第１軸及び第２軸方向に同時に移動走査してステップ３０４で推定した移動走査経路で印刷領域全面に対する印刷処理を行う（Ｓ３０５）。

ステップ３０１で第２印刷モードが選択された場合、まず、ステップ３０６で被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータを取得する（Ｓ３０６）。そして、ステップ３０７では、ステップ３０６で取得した被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータに基づいて第１軸方向に主走査、第２軸方向に副走査を行った場合のキャリッジ４２の総移動量及び印刷対象面の印刷領域全面における第３軸方向のプリントヘッドの総移動量を算出する（Ｓ３０７）。
ステップ３０８では、ステップ３０７で算出したキャリッジ４２の総移動量及びプリントヘッドＰＨの総移動量が最も小さくなる移動走査経路を推定する（Ｓ３０８）。ここで、プリントヘッドＰＨの総移動量が最も小さくなる移動走査経路は、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら移動走査した場合のプリントヘッドＰＨの総移動量を複数経路で比較し最適化される。そして、ステップ３０９では、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら、第１軸及び第２軸方向に同時に移動走査してステップ３０８で推定した移動走査経路で印刷領域全面に対する印刷処理を行う（Ｓ３０９）。

「第２実施形態」
図１１は本実施形態に係る印刷装置１Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図、図１２は基準平面に対して傾いた印刷対象面に対する印刷を示す模式図である。
本実施形態に係る印刷装置１Ａは、キャリッジ４２内で各々のプリントヘッドＰＨのノズルＮＺが印刷対象面に向くようにプリントヘッドＰＨを傾ける首振り手段としての首振り機構４６を備え、各々のプリントヘッドＰＨを印刷対象面に対して傾け印刷対象面とプリントヘッドＰＨとの距離であるヘッドギャップＧを調整する点で、第１実施形態に係る印刷装置１と異なっている。したがって、第１実施形態と共通する機能を果たす部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

（１）印刷装置の構成
本実施形態に係る印刷装置１Ａは、印刷機構４０Ａが、キャリッジ４２を第１軸（幅）及び第２軸（奥行）方向に移動させるキャリッジ移動機構４３、キャリッジ４２に配置された各々のプリントヘッドを第３軸方向に移動させるプリントヘッド移動機構４４、キャリッジ４２を第３軸の廻りに回転させるキャリッジ回転機構４５、に加えて、キャリッジ４２内で各々のプリントヘッドＰＨのノズルＮＺが印刷対象面に向くようにプリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向又はキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けるプリントヘッド首振り機構４６を備えている。
プリントヘッド首振り機構４６は、サーボモータＳＭとハーモニック減速機ＨＧ（不図示）から構成され、各々のプリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向及びキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて、各々のプリントヘッドＰＨのノズルＮＺが印刷対象面に向くようにしている。

図１２には、第１軸及び第２軸により形成される基準平面Ｌに対して傾いている印刷対象面に対してプリントヘッド全体が傾くことでノズルＮＺから吐出されるインク滴が印刷対象面に対して法線方向から着弾するようになる状態を示している。
例えば、図１２（ａ）において、印刷対象面が基準平面Ｌに対してキャリッジ４２の移動方向（図中 矢印参照）に４５度傾いている場合、プリントヘッドは印刷対象面にプリントヘッドの厚みＤの１／２以上には接近することができず、ヘッドギャップＧもプリントヘッドの厚みＤの１／２以下には小さくすることができない。このように基準平面Ｌに対して傾いている印刷対象面に対してプリントヘッド全体をキャリッジ４２の移動方向に傾けて（図中 破線で示す）移動走査することで、プリントヘッドＰＨと印刷対象面の干渉を防止しながらヘッドギャップＧをプリントヘッドを傾けない場合に比べて、小さくすることが可能となる（図中 Ｇ＜Ｄ／２）。

また、図１２（ｂ）に示すように、印刷対象面がキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾いている場合、プリントヘッド全体をキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて（図中 破線で示す）移動走査することで、プリントヘッドＰＨと印刷対象面の干渉を防止しながらヘッドギャップＧをプリントヘッドＰＨを傾けない場合（図中 実線で示す）に比べて、小さくすることが可能となる。
尚、印刷対象面に対してプリントヘッド全体を傾けて移動走査する場合、キャリッジ４２にプリントヘッドＰＨと並んで配置されているＵＶランプ列４３０又はＩＲランプ列４４０も印刷対象面に対して傾けて定着することが好ましい。

（２）ヘッドギャップ制御
図１３は本実施形態におけるキャリッジ４２の移動走査の制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態においては、印刷対象面が第１軸及び第２軸により形成される基準平面Ｌに対して傾いている場合、各々のプリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向に傾けて、印刷対象面の印刷領域全面におけるヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなるようにプリントヘッドの傾き角度を調整する。これにより、印刷精度の低下を抑制しながら印刷処理に要する時間を短縮することができる。

印刷処理が開始されると、ステップ４０１で被印刷物Ｓの印刷対象面の第１軸及び第２軸方向の印刷範囲データ及び第３軸方向の高さデータを取得する（Ｓ４０１）。

ステップ４０２では、ステップ４０１で取得した被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータに基づいて第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出する（Ｓ４０２）。そして、ステップ４０３では、ステップ４０２で算出したヘッドギャップＧの総量に対して印刷領域におけるヘッドギャップＧの平均値を算出する（Ｓ４０３）。

ステップ４０４では、ステップ４０３で算出したヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路を推定する（Ｓ４０４）。ヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路は、キャリッジ４２を第３軸廻りに回転させながら移動走査した場合のヘッドギャップＧの平均値を複数経路で比較することによって最適化された移動走査経路として推定される。そして、ステップ４０５では、プリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向に傾けて、ステップ４０４で推定した移動走査経路で印刷処理を行う（Ｓ４０５）。
ここに、印刷対象面がキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾いている場合は、ヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなるようにプリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて印刷処理を行う。

尚、印刷対象面の特定の面において、第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出し、算出したヘッドギャップＧの平均値が最も小さくなる移動走査経路を推定して、プリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向、又はキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて、推定した移動走査経路で印刷してもよい。ここで、印刷対象面の特定の面とは、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが他の印刷領域に比べて大きく変化している領域が挙げられる。
このように、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが他の印刷領域に比べて大きく変化している領域において、ヘッドギャップの平均値が最も小さくなる移動走査経路を推定し、プリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向、又はキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて推定した移動走査経路で印刷処理を行うことで、印刷精度の低下を抑制しながら印刷処理に要する時間を短縮することができる。

また、印刷対象面の印刷領域全面における第３軸方向のヘッドギャップＧの総量を算出し、ヘッドギャップＧの最大値が予め定められた距離以内になる移動走査経路を推定して、プリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向、又はキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて、推定した移動走査経路で印刷処理してもよい。
印刷対象面とプリントヘッドＰＨとの距離であるヘッドギャップＧは、被印刷物Ｓの第３軸方向の高さデータが大きく変化している領域において大きくなる。そして、このときのヘッドギャップＧを印刷品質が悪化しない適切な距離に常に保たれるようにプリントヘッド首振り機構４６を駆動した場合、印刷処理の高速化が阻害される虞がある。
本実施形態においては、ヘッドギャップＧの予め定められた距離として印刷品質を悪化させない許容最大値以内になる移動走査経路を推定して、プリントヘッドＰＨをキャリッジ４２の移動方向、又はキャリッジ４２の移動方向と交差する方向に傾けて推定した移動走査経路で印刷処理を行うことで印刷に要する時間を短縮することができる。

以上、本実施形態においては、キャリッジ４２は、ステージ４１の載置面上に固定された被印刷物Ｓを第１軸方向に跨ぐフレームＦに支持され、フレームＦは、被印刷物Ｓを第１軸方向に跨いだ状態でステージ４１に対して第２軸方向に移動可能となっている門型構成の印刷装置として説明したが、第２軸方向は、ステージ４１上で被印刷物Ｓが移動してもよい。
また、キャリッジ４２は、第１軸、第２軸及び第３軸方向に移動可能で第３軸廻りに回転可能なロボットアームに保持されて移動走査してもよい。

１、１Ａ・・・印刷装置
１０・・・制御部
２０・・・通信部
３０・・・操作表示部
４０・・・印刷機構
４１・・・ステージ、４２・・・キャリッジ、４３・・・キャリッジ移動機構
４４・・・プリントヘッド移動機構、４５・・・回転機構、４６・・・首振り機構
４１０・・・プリントヘッド、４２０・・・インクタンク、
４３０・・・ＵＶランプ列、４４０・・・ＩＲランプ列、
４５０・・・酸素脱気装置、４６０・・・窒素置換装置、
４７０・・・ミスト吸引装置
５０・・・記憶部

前記課題を解決するために、請求項１に記載の印刷装置は、
ステージの載置面上で固定された３次元形状を有する被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
前記ヘッドを前記印刷対象面に対して前記ステージの載置面と平行で互いに直交する第１軸及び第２軸と直交する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージの載置面に対して前記第１軸及び前記第２軸の各方向に移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整しながら前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸及び前記第２軸の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドは、前記インク滴を吐出するノズルが前記キャリッジの移動方向と交差する方向に延在してノズル列を形成し、前記キャリッジには、プロセスカラーの各色のインク滴をそれぞれ吐出する各プロセスカラーヘッドを含む複数種類のヘッドが前記キャリッジの移動方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の印刷装置において、
前記複数種類のヘッドは、接着用インク滴を吐出するプライマーヘッド、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色ヘッド、特色のインクを吐出する特色ヘッド、前記画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートヘッドの少なくともいずれかのヘッドが含まれる、
ことを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の印刷装置において、
前記特色ヘッドの少なくとも一つのヘッドは、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１５ないし１７のいずれか１項又は３に記載の印刷装置において、
前記キャリッジには、紫外線を照射して前記インク滴を硬化させるＵＶランプ列、又は赤外線を照射して前記インク滴を乾燥させるＩＲランプ列が配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の印刷装置において、
前記プロセスカラーヘッド、前記特色ヘッド、前記プライマーヘッド、前記白色ヘッド、前記トップコートヘッド及び前記ＵＶランプ列、又は前記ＩＲランプ列は、前記印刷対象面に対して前記第３軸方向に各々個別に移動可能に配置されている、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置において、
前記制御手段は、前記キャリッジの移動時間が最も短くなるように前記キャリッジを回転させる、
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドギャップが通常に比べて小さくなる第１の印刷モード及び前記キャリッジの移動時間が最も短くなる第２の印刷モードが選択可能であり、前記制御手段は、選択された印刷モードに基づいて前記キャリッジの回転角度を設定する、
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドを前記印刷対象面に向くように傾ける首振り手段を更に備えた、
ことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の印刷装置において、
前記印刷対象面は、前記第１軸及び前記第２軸により形成される基準平面に対して傾いている、
ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項７又は８に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴のミストを含む気体を吸引するミスト吸引手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴となるインク内の酸素を除去する脱気手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２２に記載の発明は、請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴が吐出されてから前記印刷対象面に着弾して硬化するまでの雰囲気に窒素ガスを導入して酸素を取り除く窒素置換機構を有する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、キャリッジを回転させることで３次元形状を持つ被印刷物の印刷対象面に対する印刷処理の生産性を向上させつつ、被印刷物の３次元形状に合わせて画像品質の低下を抑制することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、フルカラー印刷の生産性を向上させることができる。

請求項１６に記載の発明によれば、一回の移動走査で特色を含むフルカラー画像を形成するとともに後処理まで完結させることができる。

請求項１７に記載の発明によれば、キャリッジ内に複数種類のプリントヘッドを配置することができる。

請求項１８、１９に記載の発明によれば、一回の移動走査で印刷を完結させ生産性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、生産性の低下を抑制しながら画像品質の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、印刷対象面の特定の面の画像品質の低下を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、印刷に要する時間を短縮することができる。

請求項５に記載の発明によれば、被印刷物の３次元形状に合わせて画像の印刷に要する時間を短縮することができる。

請求項６に記載の発明によれば、画質優先又は生産性優先のいずれかの印刷モードを選択することができる。

請求項７に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制することができる。

請求項８に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に印刷することができる。

請求項９、１０、１１、１２、１３、１４に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制しながら印刷処理の生産性を向上させることができる。

請求項２０に記載の発明によれば、ヘッドギャップが大きくなった場合に発生するミストを吸収することができる。

請求項２１、２２に記載の発明によれば、インク滴の硬化を阻害する酸素を取り除くことができる。

請求項２０に記載の発明は、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴のミストを含む気体を吸引するミスト吸引手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２１に記載の発明は、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴となるインク内の酸素を除去する脱気手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２２に記載の発明は、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴が吐出されてから前記印刷対象面に着弾して硬化するまでの雰囲気に窒素ガスを導入して酸素を取り除く窒素置換機構を有する、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の印刷装置は、
ステージの載置面上で固定された３次元形状を有する被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
前記ヘッドを前記印刷対象面に対して前記ステージの載置面と平行で互いに直交する第１軸及び第２軸と直交する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージの載置面に対して前記第１軸及び前記第２軸の各方向に移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整しながら前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸及び前記第２軸の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドは、前記インク滴を吐出するノズルが前記キャリッジの移動方向と交差する方向に延在してノズル列を形成し、前記キャリッジには、プロセスカラーの各色のインク滴をそれぞれ吐出する各プロセスカラーヘッドを含む複数種類のヘッドが前記キャリッジの移動方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の印刷装置において、
前記複数種類のヘッドは、接着用インク滴を吐出するプライマーヘッド、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色ヘッド、特色のインクを吐出する特色ヘッド、前記画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートヘッドの少なくともいずれかのヘッドが含まれる、
ことを特徴とする。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の印刷装置において、
前記特色ヘッドの少なくとも一つのヘッドは、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に並んで配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１６に記載の発明は、請求項１３ないし１５のいずれか１項又は３に記載の印刷装置において、
前記キャリッジには、紫外線を照射して前記インク滴を硬化させるＵＶランプ列、又は赤外線を照射して前記インク滴を乾燥させるＩＲランプ列が配置されている、
ことを特徴とする。

請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の印刷装置において、
前記プロセスカラーヘッド、前記特色ヘッド、前記プライマーヘッド、前記白色ヘッド、前記トップコートヘッド及び前記ＵＶランプ列、又は前記ＩＲランプ列は、前記印刷対象面に対して前記第３軸方向に各々個別に移動可能に配置されている、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項２に記載の印刷装置は、
ステージの載置面上で固定された３次元形状を有する被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
前記ヘッドを前記印刷対象面に対して前記ステージの載置面と平行で互いに直交する第１軸及び第２軸と直交する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージの載置面に対して前記第１軸及び前記第２軸の各方向に移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整しながら前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸及び前記第２軸の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項３に記載の印刷装置は、
ステージの載置面上で固定された３次元形状を有する被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
前記ヘッドを前記印刷対象面に対して前記ステージの載置面と平行で互いに直交する第１軸及び第２軸と直交する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージの載置面に対して前記第１軸及び前記第２軸の各方向に移動可能なキャリッジと、
前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整しながら前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸及び前記第２軸の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドギャップが通常に比べて小さくなる第１の印刷モード及び前記キャリッジの移動時間が最も短くなる第２の印刷モードが選択可能であり、前記制御手段は、選択された印刷モードに基づいて前記キャリッジの回転角度を設定する、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記ヘッドを前記印刷対象面に向くように傾ける首振り手段を更に備えた、
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の印刷装置において、
前記印刷対象面は、前記第１軸及び前記第２軸により形成される基準平面に対して傾いている、
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項５又は６に記載の印刷装置において、
前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
ことを特徴とする。

請求項１８に記載の発明は、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴のミストを含む気体を吸引するミスト吸引手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項１９に記載の発明は、請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴となるインク内の酸素を除去する脱気手段を有する、
ことを特徴とする。

請求項２０に記載の発明は、請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の印刷装置において、
前記キャリッジは、前記インク滴が吐出されてから前記印刷対象面に着弾して硬化するまでの雰囲気に窒素ガスを導入して酸素を取り除く窒素置換機構を有する、
ことを特徴とする。

請求項１３に記載の発明によれば、フルカラー印刷の生産性を向上させることができる。

請求項１４に記載の発明によれば、一回の移動走査で特色を含むフルカラー画像を形成するとともに後処理まで完結させることができる。

請求項１５に記載の発明によれば、キャリッジ内に複数種類のプリントヘッドを配置することができる。

請求項１６、１７に記載の発明によれば、一回の移動走査で印刷を完結させ生産性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、キャリッジを回転させることで３次元形状を持つ被印刷物の印刷対象面に対する印刷処理の生産性を向上させつつ、画像品質の低下を抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、キャリッジを回転させることで３次元形状を持つ被印刷物の印刷対象面に対する印刷処理の生産性を向上させつつ、印刷対象面の特定の面の画像品質の低下を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、画質優先又は生産性優先のいずれかの印刷モードを選択することができる。

請求項５に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に印刷することができる。

請求項７、８、９、１０、１１、１２に記載の発明によれば、基準平面に対して傾斜している印刷対象面に対する印刷精度の低下を抑制しながら印刷処理の生産性を向上させることができる。

請求項１８に記載の発明によれば、ヘッドギャップが大きくなった場合に発生するミストを吸収することができる。

請求項１９、２０に記載の発明によれば、インク滴の硬化を阻害する酸素を取り除くことができる。

Claims (24)

1. ステージ上で固定された被印刷物の印刷対象面に対向してインク滴を吐出して画像を形成するヘッドと、
   前記ヘッドを前記印刷対象面に対して互いに直交する第１軸及び第２軸と交差する第３軸方向から対向させて保持し、前記ステージに対して移動可能なキャリッジと、
   前記キャリッジを前記第３軸の廻りに回転させて前記第１軸、前記第２軸及び前記第３軸の少なくとも２軸以上の各方向に同時に移動させて前記インク滴の吐出を制御する制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 前記ヘッドは、前記インク滴を吐出するノズルが前記キャリッジの移動方向と交差する方向に延在してノズル列を形成し、前記キャリッジには、プロセスカラーの各色のインク滴をそれぞれ吐出する各プロセスカラーヘッドを含む複数種類のヘッドが前記キャリッジの移動方向に並んで配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記複数種類のヘッドは、接着用インク滴を吐出するプライマーヘッド、下地層を形成する白色インク滴を吐出する白色ヘッド、特色のインクを吐出する特色ヘッド、前記画像の表面を保護するインク滴を吐出するトップコートヘッドの少なくともいずれかのヘッドが含まれる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記特色ヘッドの少なくとも一つのヘッドは、前記キャリッジの移動方向と交差する方向に並んで配置されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
5. 前記キャリッジには、紫外線を照射して前記インク滴を硬化させるＵＶランプ列、又は赤外線を照射して前記インク滴を乾燥させるＩＲランプ列が配置されている、
   ことを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項又は３に記載の印刷装置。
6. 前記プロセスカラーヘッド、前記特色ヘッド、前記プライマーヘッド、前記白色ヘッド、前記トップコートヘッド及び前記ＵＶランプ列、又は前記ＩＲランプ列は、前記印刷対象面に対して前記第３軸方向に各々個別に移動可能に配置されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成システム。
7. 前記制御手段は、前記キャリッジを回転させて前記ヘッドのノズル列の直下における前記印刷対象面までの距離であるヘッドギャップを調整する、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の印刷装置。
8. 前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の印刷装置。
9. 前記制御手段は、前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように前記キャリッジを回転させる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の印刷装置。
10. 前記制御手段は、前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように前記キャリッジを回転させる、
    ことを特徴とする請求項７に記載の印刷装置。
11. 前記制御手段は、前記キャリッジの移動時間が最も短くなるように前記キャリッジを回転させる、
    ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の印刷装置。
12. 前記ヘッドギャップが通常に比べて小さくなる第１印刷モード及び前記キャリッジの移動時間が最も短くなる第２印刷モードが選択可能であり、前記制御手段は、選択された印刷モードに基づいて前記キャリッジの回転角度を設定する、
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の印刷装置。
13. 前記ヘッドを前記印刷対象面に向くように傾ける首振り手段を更に備えた、
    ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の印刷装置。
14. 前記印刷対象面は、前記第１軸及び前記第２軸により形成される基準平面に対して傾いている、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の印刷装置。
15. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
16. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
17. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
18. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
19. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の特定の面における前記ヘッドギャップの平均値が最も小さくなるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
20. 前記首振り手段は、前記ヘッドを前記キャリッジの移動方向と交差する方向に傾けて前記印刷対象面の印刷領域全面における前記ヘッドギャップの最大値が予め定められた距離以内になるように調整する、
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の印刷装置。
21. 前記首振り手段は、前記ＵＶランプ列又は前記ＩＲランプを前記ヘッドを傾ける方向に傾ける、
    ことを特徴とする請求項５に記載の印刷装置。
22. 前記キャリッジは、前記インク滴のミストを含む気体を吸引するミスト吸引手段を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の印刷装置。
23. 前記キャリッジは、前記インク滴となるインク内の酸素を除去する脱気手段を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし２２のいずれか１項に記載の印刷装置。
24. 前記キャリッジは、前記インク滴が吐出されてから前記印刷対象面に着弾して硬化するまでの雰囲気に窒素ガスを導入して酸素を取り除く窒素置換機構を有する、
    ことを特徴とする請求項１ないし２３のいずれか１個に記載の印刷装置。

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