JP6596929B2

JP6596929B2 - 立体物着色装置

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Publication number: JP6596929B2
Application number: JP2015108896A
Authority: JP
Inventors: 祐介室舘
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2019-10-30
Anticipated expiration: 2035-05-28
Also published as: JP2016221442A

Description

本発明は立体物着色装置に関する。

特許文献１に従来の立体物着色装置の例が開示されている。この立体物着色装置は、回転可能な支持台と距離センサと印刷装置とを備えている。距離センサは、支持台に載置される立体物に対向する位置に設けられている。印刷装置は、距離センサよりも下方に設けられ、支持台に載置される立体物に対向する位置に設けられている。すなわち、距離センサと印刷装置とは、上下に重なる位置に設けられている。

この立体物着色装置では、距離センサが測定面を立体物に対向させて立体物の三次元形状を測定する測定動作を行う。具体的には、距離センサから立体物の表面までの距離を測定している。そして、印刷装置が距離センサによって測定された距離情報に基づいて、吐出部から立体物に向けてインクを吐出する印刷動作を行う。その結果、立体物の三次元形状に対応させて、画像の印刷を行うことができる。

特開２０１４−１３６２１７号公報

ところで、上記従来の立体物着色装置では、印刷装置が距離センサに隣接しているため、印刷動作時、インクの微細な飛沫や揮発ガス等であるミストが印刷装置の吐出部から距離センサの測定面に向かって飛散し、測定面に付着し、距離センサの検出結果に悪影響を及ぼすおそれがある。その結果、この立体物着色装置では、立体物に対する印刷品質が低下するおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、立体物に対する画像形成品質の低下を抑制できる立体物着色装置を提供することを目的とする。

本発明の立体物着色装置は、支持台と、
前記支持台に載置される立体物に対向可能に設けられ、測定面を前記立体物に対向させて前記立体物の形状に関わる測定動作を行う測定部と、
前記測定部に隣接する位置で前記立体物に対向可能に設けられ、前記測定部の測定結果に基づいて、吐出部から前記立体物に向けてインクを吐出する画像形成動作を行う画像形成部と、
前記測定面及び前記吐出部の少なくとも一方の近傍に設けられ、少なくとも前記画像形成動作時に、前記吐出部から前記測定面に到る経路の長さを前記吐出部と前記測定面との略直線的な離間長さよりも長くし、又は前記経路の少なくとも一部を遮断する離隔手段と、を備えていることを特徴とする。

本発明の立体物着色装置では、画像形成動作時、離隔手段によって、吐出部から測定面に到る経路の長さが吐出部と測定面との略直線的な離間長さよりも長くされ、又はその経路の少なくとも一部が遮断される。これにより、画像形成部の吐出部から測定部の測定面に向かって飛散するインクのミストが測定面に付着することを抑制できる。このため、吐出部からのインクのミストが測定部の検出結果に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

したがって、本発明の立体物着色装置では、立体物に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

実施例１の立体物着色装置の模式図である。実施例１の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する平板形状の壁とを示す拡大斜視図である。比較例の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部を示す拡大斜視図である。実施例２の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する角筒形状の壁とを示す拡大斜視図である。実施例３の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例３の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例４の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する第１、２可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例４の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する第１、２可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例４の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する第１、２可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例５の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例５の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する可動部材とを示す拡大斜視図である。実施例６の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する変位機構とを示す拡大斜視図である。実施例６の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成する変位機構とを示す拡大斜視図である。実施例７の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成するジャバラ形状の可動部材とを示す拡大側面図である。実施例７の立体物着色装置に係り、測定部及び画像形成部と、離隔手段を構成するジャバラ形状の可動部材とを示す拡大側面図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜７を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
実施例１の立体物着色装置１は、ハウジング８、回転テーブル７、保持部５、測定部２、画像形成部３及び壁１０を備えている。回転テーブル７は、本発明の「支持台」の一例である。壁１０は、本発明の「離隔手段」の一例である。

ハウジング８は略箱状体であり、その内部に、回転駆動機構７Ｍ、直動駆動機構５Ｍ、制御部Ｃ１、回転テーブル制御ユニットＣ７、保持部制御ユニットＣ５、測定部制御ユニットＣ２及び画像形成部制御ユニットＣ３を収容している。

回転テーブル７は、上下方向に延びる回転軸心Ｘ７を中心軸とする円盤形状とされている。回転テーブル７の上面は、水平な平坦面とされている。回転テーブル７の下面には、回転軸７Ｓが回転軸心Ｘ７周りに一体回転可能に固定されている。回転軸７Ｓは、ハウジング８の上面に配置された転がり軸受７Ｂに回転可能に支持されている。回転軸７Ｓの下端部は、回転駆動機構７Ｍに連結されている。回転駆動機構７Ｍは、回転テーブル制御ユニットＣ７を介して、制御部Ｃ１に電気的に接続されている。

回転テーブル制御ユニットＣ７が制御部Ｃ１からの指令を受けて回転駆動機構７Ｍを制御すると、回転駆動機構７Ｍに内蔵されたモータや伝達ギヤ等によって回転軸７Ｓが回転駆動され、回転テーブル７が所定の回転速度で回転軸心Ｘ７周りに回転する。

回転テーブル７には、立体物９が載置される。立体物９は、例えば、ボトル容器やカップ等である。立体物９には、全体が回転対称であるもの、一部が回転対称であるもの、及び全体が回転対称でないもの等が含まれる。また、回転対称である立体物９が回転軸心Ｘ７に対して偏心する位置で回転テーブル７に載置される場合もある。

保持部５は、上下方向に延びる直動軸心Ｘ５を中心軸とする略円柱軸体である。直動軸心Ｘ５は、回転軸心Ｘ７に対して回転テーブル７の外周縁よりも離間する位置で、回転軸心Ｘ７と平行に延びている。保持部５は、ハウジング８の上面に配置された直動軸受５Ｂに直動可能に支持されている。保持部５における直動軸受５Ｂよりも下方に位置する部分は、直動駆動機構５Ｍに連結されている。直動駆動機構５Ｍは、保持部制御ユニットＣ５を介して、制御部Ｃ１に電気的に接続されている。

保持部制御ユニットＣ５が制御部Ｃ１からの指令を受けて直動駆動機構５Ｍを制御すると、直動駆動機構５Ｍに内蔵されたモータや伝達ギヤ等によって保持部５が直動駆動され、直動軸心Ｘ５に沿って上下方向に移動する。本実施例では、保持部５の上端部の移動範囲は、回転テーブル７とほぼ等しい高さとなる位置から、回転テーブル７に載置される立体物９（本装置において画像形成が許容されている高さの立体物）の上端よりも高い位置までの範囲に設定されている。

図１及び図２に示すように、測定部２、画像形成部３及び壁１０は、ユニット化された状態で保持部５の上端部に保持されている。測定部２は略直方体形状とされ、測定面２Ｒは、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に対向する位置に設けられている。測定部２は、回転テーブル７に載置される立体物９に測定面２Ｒを対向させることが可能となっている。画像形成部３も略直方体形状とされ、インクを吐出する吐出部３Ｅは、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に対向する位置に設けられている。画像形成部３は、回転テーブル７に載置される立体物９に吐出部３Ｅを対向させることが可能となっている。また、画像形成部３は、測定部２に下方から隣接している。即ち、測定部２と画像形成部３とは上下方向に重なる位置にあり、画像形成部３の吐出部３Ｅと測定部２の測定面２Ｒとは、略同じ方向を向くように保持部５に保持されている。

壁１０は、略水平に延在する平板形状とされている。壁１０は、測定部２の下面と画像形成部３の上面とに挟まれた状態で、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に向かって略水平に突出している。壁１０の先端部１０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に接近している。図２に示すように、壁１０の横幅Ｗ１０は、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅの横幅と略等しい長さに設定されている。なお、横幅Ｗ１０は、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅの横幅に対して長く設定される場合や短く設定される場合があり得る。

図１に示すように、測定部２は、測定部制御ユニットＣ２を介して、制御部Ｃ１に電気的に接続されている。画像形成部３は、画像形成部制御ユニットＣ３を介して、制御部Ｃ１に電気的に接続されている。

図２に示すように、本実施形態の測定部２の測定面２Ｒには、レーザ式プロファイル測定器を構成するレーザ発光部２Ａ及びレーザ受光部２Ｂと、カラー画像を撮影可能なカメラ２Ｃとが配設されている。なお、測定部２は、レーザ式プロファイル測定器に限定されるものではなく、立体物への画像形成に使用される各種情報を取得する機器を含むものである。

測定部２は、以下のようにして、回転テーブル７に載置される立体物９の三次元形状を測定する測定動作を行う。すなわち、保持部５が直動軸心Ｘ５に沿って上下方向に移動することにより、測定部２は、回転テーブル７に載置される立体物９に対して所望の高さで対向する状態となる。

この状態で、回転テーブル７の回転によって、立体物９が測定部２の測定面２Ｒに対して相対変位する。その立体物９に対して、レーザ発光部２Ａが上下方向に帯状に延びるレーザ光を照射し、そのレーザ光を立体物９の表面で拡散反射させる。すると、その反射光がレーザ受光部２Ｂの図示しないＣＭＯＳイメージセンサ上に結像するので、測定部制御ユニットＣ２がその結像の位置及び形状を検出し、制御部Ｃ１に検出信号を伝達する。

そして、制御部Ｃ１は、その検出信号、回転テーブル７の回転位置、及び測定部２の高さ等に基づいて、立体物９の三次元形状を座標データとして算出する。また、制御部Ｃ１は、測定部２が立体物９に対向する高さを変更して、同様の測定動作を行うことにより、立体物９の全体の三次元形状を座標データとして算出することができる。なお、座標データの算出としては、周知の演算方法を使用可能である。

また、測定部２は、カメラ２Ｃによって立体物９の表面のカラー画像を撮影し、測定部制御ユニットＣ２を介して制御部Ｃ１に画像データを伝達する。画像データには、画像形成部３による画像形成動作が行われる前の立体物９の表面を撮像した画像データや、画像形成部３による画像形成動作が行われた後の立体物９の表面を撮像した画像データ等が含まれる。制御部Ｃ１は、これらの画像データを後述する画像形成動作時において補正用データとして利用する。

図２に示すように、画像形成部３の吐出部３Ｅには、複数個のノズル孔３Ｎが設けられている。本実施例では、各ノズル孔３Ｎは、縦７列×横７列となるように配置されている。図示は省略するが、画像形成部３内には、複数色のインクを収容するインクタンクや、各ノズル孔３Ｎに対応するインクジェットヘッド等が内蔵されている。図１に示すように、各ノズル孔３Ｎからインクの液滴Ｐが吐出される吐出方向Ｄ１は、各ノズル孔３Ｎから回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に向かって水平に延びる方向である。図２以降の各図に示す吐出方向Ｄ１も、図１に対応している。

壁１０は、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間から、インクの吐出方向Ｄ１と略平行に突出している。壁１０の先端部１０Ａまでの長さは、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めない長さに設定されている。

画像形成部３は、以下のようにして、測定部２の測定結果に基づいて、吐出部３Ｅの各ノズル孔３Ｎから立体物９に向けてインクを吐出する画像形成動作を行う。すなわち、保持部５が直動軸心Ｘ５に沿って上下方向に移動することにより、画像形成部３は、回転テーブル７に載置される立体物９に対して所望の高さで対向する状態となる。

この状態で、制御部Ｃ１は、測定部２によって測定された立体物９の三次元形状の座標データの中から、吐出部３Ｅの各ノズル孔３Ｎの吐出目標となる範囲の表面形状を示す座標データを参照し、各ノズル孔３Ｎとその吐出目標範囲との距離や相対位置関係を把握する。そして、制御部Ｃ１は、その吐出目標範囲の表面形状に応じたインクの吐出量、吐出位置及び吐出タイミング等を設定する。この際、制御部Ｃ１は、カメラ２Ｃによって撮影された立体物９の表面のカラー画像の中から、その吐出目標範囲やその周辺部のカラー画像を参照し、インクが付着する下地の色彩や、先の画像形成動作時に立体物９の表面に付着したインクの付着状態等を把握する。そして、制御部Ｃ１は、その下地の色彩や、インクの付着状態等を参考にして、インクの吐出量、吐出位置及び吐出タイミング等を補正する。

次に、回転テーブル７の回転によって、立体物９が画像形成部３の吐出部３Ｅに対して相対変位する。画像形成部３は、図１に示すように、所望の画像に応じたパターンとなるように適宜選択されたノズル孔３Ｎからインクの液滴Ｐを吐出方向Ｄ１に吐出し、吐出部３Ｅに対して相対変位する体物９の表面に液滴Ｐを付着させる。また、制御部Ｃ１は、画像形成部３が立体物９に対向する高さを変更して、同様の画像形成動作を繰り返し行うことにより、立体物９の表面の全体に画像を形成することができる。

なお、立体物９の表面の一部の範囲に対して測定動作を行い、次に、その範囲に対して画像形成動作を行うという処理を複数回繰り返すことにより、立体物９の表面全体に対して画像形成動作を行ってもよい。また、立体物９の表面全体に対して測定動作を行った後、画像形成動作を立体物９の表面全体に対して行ってもよい。

＜作用効果＞
実施例１の立体物着色装置１では、図１及び図２に示すように、画像形成部３が測定部２に下方から隣接している。特に、この立体物着色装置１では、測定部２及び画像形成部３が上下方向に重なった状態でユニット化されて保持部５に保持されることにより、画像形成部３が測定部２に一層隣接する位置関係となっている。

ここで、実施例１の立体物着色装置１から壁１０を取り除いた比較例を図３に示す。この比較例のように、何ら対策を施さなければ、画像形成動作時、インクの微細な飛沫や揮発ガス等であるミストが図３に矢印Ｍ１で示すように、画像形成部３の吐出部３Ｅから測定部２の測定面２Ｒに向かって飛散し、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃに付着し、測定部２の検出結果に悪影響を及ぼすおそれがある。

この点、実施例１の立体物着色装置１では、図２に示すように、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間に平板形状の壁１０が介在することによって、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路の長さ、例えば、経路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の長さは、図３に示す吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの略直線的な離間長さＬ１よりも長くなる。

ここで、図３に示す略直線的な離間長さＬ１は、吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの相対位置関係、吐出部３Ｅにおける各ノズル孔３Ｎの位置、測定面２Ｒにおけるレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの位置等に応じて最短距離となるように適宜設定される。本実施例では、略直線的な離間長さＬ１は、吐出部３Ｅにおける最上列の各ノズル孔３Ｎと、測定面２Ｒに横一列に並ぶレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの中心とが垂直方向において離間する長さである。

また、図２に示す経路Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は、吐出部３Ｅから壁１０を回避して測定面２Ｒに到る経路の代表的な一例である。経路Ｒ１は、吐出部３Ｅにおける最上列の各ノズル孔３Ｎから壁１０の下面に沿って吐出方向Ｄ１と略平行に進み、壁１０の先端部１０Ａに至る。次に、経路Ｒ１は、上向きに進んで先端部１０Ａを越えた後、吐出方向Ｄ１とは反対方向に進んで、測定面２Ｒにおけるレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃに至る。経路Ｒ２は、吐出部３Ｅにおける最上列の一端に位置するノズル孔３Ｎから上向きに進んで壁１０の一方の側端部を越えた後、測定面２Ｒにおけるレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃに至る。経路Ｒ３は、吐出部３Ｅにおける最上列の他端に位置するノズル孔３Ｎから上向きに進んで壁１０の他方の側端部を越えた後、測定面２Ｒにおけるレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃに至る。

こうして、この立体物着色装置１では、画像形成部３の吐出部３Ｅから測定部２の測定面２Ｒに向かって飛散しようとするインクのミストが測定面２Ｒに付着することが抑制され、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃが汚れ難い。このため、吐出部３Ｅからのインクのミストが測定部２の検出結果に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

したがって、実施例１の立体物着色装置１では、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

（実施例２）
図４に示すように、実施例２の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、壁２０を採用している。壁２０も、本発明の「離隔手段」の一例である。実施例２のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

壁２０は、角筒形状であり、吐出部３Ｅの周縁を囲むとともに吐出方向Ｄ１と略平行に突出している。壁２０の先端部２０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に接近している。なお、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図４の紙面の外に位置しているので図４では図示していないが、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図４の紙面に対して右方に位置している。壁２０の先端部２０Ａまでの長さは、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めない長さに設定されている。

実施例２の立体物着色装置では、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間に角筒形状の壁２０が介在することによって、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路の長さ、例えば、経路Ｒ２１の長さは、吐出部３Ｅから壁２０を回避して測定面２Ｒに至る経路であり、吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの略直線的な離間長さＬ１よりも長くなる。これにより、画像形成部３の吐出部３Ｅから測定部２の測定面２Ｒに向かって飛散しようとするインクのミストが測定面２Ｒに付着することを抑制できる。このため、吐出部３Ｅからのインクのミストが測定部２の検出結果に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

したがって、実施例２の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

（実施例３）
図５及び図６に示すように、実施例３の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、往復機構３０Ｍによって往復移動する可動部材３０を採用している。可動部材３０も、本発明の「離隔手段」の一例である。そして、実施例３の立体物着色装置では、測定部２と往復機構３０Ｍと画像形成部３とがホルダ３９に保持され、ホルダ３９が図１に示す保持部５の上端部に固定されている。実施例３のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

往復機構３０Ｍは、測定部２の下面と画像形成部３の上面との間に位置している。可動部材３０は、略水平に延在する平板形状とされている。可動部材３０は、往復機構３０Ｍに駆動されて、インクの吐出方向Ｄ１と略平行に往復移動し、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に対して接近及び離間する。なお、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図５及び図６の紙面の外に位置しているので図５及び図６では図示していないが、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図５及び図６の紙面に対して右方に位置している。

図６に示すように、可動部材３０は、画像形成動作時に、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間からインクの吐出方向Ｄ１と略平行に突出する第１状態になる。この第１状態で、可動部材３０の先端部３０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に接近する。これにより、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間に可動部材３０が介在することで、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路の長さ、例えば、経路Ｒ３１の長さは、吐出部３Ｅから可動部材３０を回避して測定面２Ｒに至る経路であり、図５に示す吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの略直線的な離間長さＬ１よりも長くなる。その結果、画像形成動作時に、インクのミストが測定面２Ｒに付着することを抑制できる。

その一方、図５に示すように、可動部材３０は、測定動作時に、吐出方向Ｄ１とは逆向きに後退して往復機構３０Ｍ内に収容される第２状態になる。この第２状態で、可動部材３０の先端部３０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７から離間する。その結果、可動部材３０は、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めないので、測定動作を良好に行うことができる。

したがって、実施例３の立体物着色装置では、実施例１、２の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

（実施例４）
図７〜図９に示すように、実施例４の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、可動部材４０を採用している。可動部材４０も、本発明の「離隔手段」の一例である。実施例４のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

可動部材４０は、それぞれ平板形状とされた第１可動部材４１及び第２可動部材４２を含んでいる。第１可動部材４１は、揺動軸心Ｘ４０周りに揺動可能に支持されている。第２可動部材４２は、第１可動部材４１の下方に位置し、同じく揺動軸心Ｘ４０周りに揺動可能に支持されている。揺動軸心Ｘ４０は、測定面２Ｒ及び突出部３Ｅの周縁のうち、上下方向に延びる一端縁に隣接して設けられている。

第１可動部材４１は、図示しない揺動機構に駆動されて、一端部が揺動軸心Ｘ４０周りに揺動することにより、図９に示すように、他端部が測定面２Ｒに近接、あるいは離間する。これにより、第１可動部材４１は、測定面２Ｒの表面を覆うことが可能な位置と、測定面２Ｒの表面を開放する位置とに変位可能になっている。第２可動部材４２は、図示しない別の揺動機構に駆動されて、第１可動部材４１とは独立して、一端部が揺動軸心Ｘ４０周りに揺動することにより、図８に示すように、他端部が吐出部３Ｅに近接、あるいは離間する。これにより、第２可動部材４２は、吐出部３Ｅの表面を覆うことが可能な位置と、吐出部３Ｅの表面を開放する位置とに変位可能になっている。

図９に示すように、可動部材４０は、画像形成動作時に、第１可動部材４１が測定面２Ｒを覆う一方で第２可動部材４２が吐出部３Ｅから離間する第１状態になる。この第１状態では、第１可動部材４１が測定面２Ｒを覆う蓋として機能し、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路を遮断する。その結果、画像形成動作時に、インクのミストが測定面２Ｒに付着することを抑制できる。また、吐出部３Ｅから離間する第２可動部材４２が画像形成動作を妨げない。

その一方、図８に示すように、可動部材４０は、測定動作時に、第１可動部材４１が測定面２Ｒから離間する一方で第２可動部材４２が吐出部３Ｅを覆う第２状態となる。この第２状態では、第１可動部材４１が測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めないので、測定動作を良好に行うことができる。また、第２可動部材４２が吐出部３Ｅを覆う蓋として機能するので、吐出部３Ｅのインクの乾燥を抑制できる。さらに、第２可動部材４２が吐出部３Ｅを覆う状態で、吐出部３Ｅから第２可動部材４２に向かってインクの捨て打ちをすることにより、各ノズル孔３Ｎのインク詰まりを抑制できる。

したがって、実施例４の立体物着色装置では、実施例１〜３の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

なお、実施例４から第２可動部材４２を取り除き、画像形成動作時に第１可動部材４１が測定面２Ｒを覆う一方で、測定動作時に第１可動部材４１が測定面２Ｒから離間する構成であってもよい。

（実施例５）
図１０及び図１１に示すように、実施例５の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、可動部材５０を採用している。可動部材５０も、本発明の「離隔手段」の一例である。実施例５のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

可動部材５０は、平板形状とされている。可動部材５０は、揺動軸心Ｘ５０周りに揺動可能に支持されている。揺動軸心Ｘ５０は、測定面２Ｒの下端縁と吐出部３Ｅの上端縁との間に位置して、吐出方向Ｄ１と直交し、かつ略水平な方向に延びている。可動部材５０は、図示しない揺動機構に駆動されて、揺動軸心Ｘ５０周りに揺動する。

可動部材５０は、図１０及び図１１に示すように、測定面２Ｒと突出部３Ｅとの間に位置した状態で、突出方向Ｄ１と同方向に延設される板状のカバー部５３を有している。また、カバー部５３を構成する４辺のうち揺動軸心Ｘ５０に対し平行に延び、かつ隣接する１辺を除く３辺に、カバー部５３の周縁を略Ｃ字状に囲むように突出する側壁５１が形成されている。なお、側壁５１は、図１０及び図１１に示すように、水平状態にあるカバー部の周縁において、上方向と下方向にそれぞれ突出するように形成されている。また、図１１に示すように、可動部材５０のカバー部５３における吐出部３Ｅに対向可能な面には、複数の凸部５０Ｎが凸設されている。各凸部５０Ｎはそれぞれ、各ノズル孔３Ｎに対応するように、縦７列×横７列に配置されている。

可動部材５０は、画像形成動作時に、図１０に矢印Ａ１で示すように上方に揺動することにより、カバー部５３が測定面２Ｒを覆う第１状態になる。この第１状態で、カバー部５３が吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路を遮断する。この際、可動部材５０の側壁５１が測定面２Ｒと可動部材５０との隙間を側方から覆う。その結果、画像形成動作時に、インクのミストが測定面２Ｒに付着することを一層抑制できる。

その一方、可動部材５０は、測定動作時には、図１１に矢印Ａ２で示すように下方に揺動することにより、カバー部５３が測定面２Ｒから離間して吐出部３Ｅを覆う第２状態になる。この第２状態では、可動部材５０が測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めないので、測定動作を良好に行うことができる。また、可動部材５０のカバー部５３が吐出部３Ｅを覆う蓋として機能し、可動部材５０の側壁５１が吐出部３Ｅと可動部材５０との隙間を側方から覆い、各凸部５０Ｎが各ノズル３Ｎを個別に塞ぐので、吐出部３Ｅのインクの乾燥を一層抑制できる。

したがって、実施例５の立体物着色装置では、実施例１〜４の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

（実施例６）
図１２及び図１３に示すように、実施例６の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、変位機構６０を採用している。変位機構６０も、本発明の「離隔手段」の一例である。そして、実施例６の立体物着色装置では、測定部２と変位機構６０と画像形成部３とがホルダ６９に保持され、ホルダ６９が図１に示す保持部５の上端部に固定されている。実施例６のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

ホルダ６９は、上下方向に延在する中間部６９Ａと、中間部６９Ａの下端から吐出方向Ｄ１に向けて屈曲する下端部６９Ｂと、中間部６９Ａの上端から吐出方向Ｄ１に向けて屈曲する上端部６９Ｃとを含んでいる。

画像形成部３は、その下面をホルダ６９の下端部６９Ｂに上方から当接させた状態で、ホルダ６９に固定されている。画像形成部３の背面の上方には、軸支部６７が組み付けられている。

変位機構６０は略直方体形状とされ、上下方向に延びる揺動軸心Ｘ６０を中心軸とする揺動軸６１を内挿させている。測定部２は、変位機構６０の側面に組み付けられている。揺動軸６１の下端が軸支部６７に固定されるとともに、揺動軸６１の上端がホルダ６９の上端部６９Ｃに固定されることによって、変位機構６０及び測定部２が画像形成部３ととともにホルダ６９に保持されている。図示は省略するが、変位機構６０には、揺動軸６１に係合する伝達ギヤや、その伝達ギヤを駆動するモータ等が内蔵されている。変位機構６０は、モータが作動することにより、測定部２とともに揺動軸心Ｘ６０周りに揺動する。

変位機構６０は、画像形成動作時には、図１３に示す待機位置に測定部２を変位させる。測定部２は、待機位置にある状態で、レーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃカメラを備える測定面２Ｒが吐出部３Ｅを形成する平面に対して直交する位置関係となり、測定面２Ｒを吐出部３Ｅから離間させる。これにより、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路の長さ、例えば、経路Ｒ６１の長さは、図１２に示す吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの略直線的な離間長さＬ１よりも長くなる。その結果、画像形成動作時に、インクのミストが測定面２Ｒに付着することを抑制できる。

その一方、変位機構６０は、測定動作時には、図１２に示す測定位置に測定部２を変位させる。測定部２は、測定位置にある状態で、レーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃカメラを備える測定面２Ｒが吐出部３Ｅを形成する平面と平行な位置関係となる。すなわち、測定面２Ｒが吐出方向Ｄ１と平行な方向を向く。これにより、測定部２は、測定面２Ｒを回転テーブル７に載置された立体物９に対向させ、測定動作を行うことができる。

したがって、実施例６の立体物着色装置では、実施例１〜５の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

（実施例７）
図１４及び図１５に示すように、実施例７の立体物着色装置では、実施例１の立体物着色装置１に係る壁１０の代わりに、伸縮機構７０Ｍによって伸縮する可動部材７０を採用している。可動部材７０も、本発明の「離隔手段」の一例である。実施例７のその他の構成は、実施例１と同様である。このため、実施例１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略又は簡略する。

伸縮機構７０Ｍは、画像形成部３の外周を囲んでいる。具体的には、伸縮機構７０Ｍは、画像形成部３の上面、下面、一側面及び他側面を覆う位置に設けられている。可動部材７０は、伸縮機構７０Ｍにおける吐出部３Ｅ寄りの位置に連結されている。可動部材７０は、画像形成部３の外周を囲むジャバラ形状とされている。可動部材７０は、伸縮機構７０Ｍに駆動されて、インクの吐出方向Ｄ１と略平行に伸縮し、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に対して接近及び離間する。なお、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図１４及び図１５の紙面の外に位置しているので図１４及び図１５では図示していないが、回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７は、図１４及び図１５の紙面に対して右方に位置している。

図１５に示すように、可動部材７０は、画像形成動作時に、測定面２Ｒと吐出部３Ｅとの間から伸びて、インクの吐出方向Ｄ１と略平行に突出する第１状態になる。この第１状態で、可動部材７０の先端部７０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７に接近する。これにより、吐出部３Ｅから測定面２Ｒに到る経路の長さ、例えば経路Ｒ７１の長さは、図１４に示す吐出部３Ｅと測定面２Ｒとの略直線的な離間長さＬ１よりも長くなる。その結果、画像形成動作時に、インクのミストが測定面２Ｒに付着することを抑制できる。

その一方、図１４に示すように、可動部材７０は、測定動作時に、吐出方向Ｄ１とは逆向きに縮む第２状態になる。この第２状態で、可動部材７０の先端部７０Ａは、測定面２Ｒ及び吐出部３Ｅよりも回転テーブル７及び回転軸心Ｘ７から離間する。その結果、可動部材７０は、測定面２Ｒに配設されたレーザ発光部２Ａ、レーザ受光部２Ｂ及びカメラ２Ｃの視野を狭めないので、測定動作を良好に行うことができる。

したがって、実施例７の立体物着色装置では、実施例１〜６の立体物着色装置１と同様に、立体物９に対する画像形成品質の低下を抑制できる。

以上において、本発明を実施例１〜７に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜７に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

測定部は、立体物の形状に関わる測定を行うことが可能なものであれば、光、レーザ、超音波又は電波等を利用する各種センサを使用できる。また、支持台は、回転テーブルに限定されず、例えば、変位しないものであってもよい。また、測定部及び画像形成部が支持台の周囲を移動する構成であってもよい。

画像形成部は、測定部に上方から隣接していてもよい。また、画像形成部は、測定部に水平方向から隣接していてもよい。また、画像形成部は、測定部を保持する保持部とは別の保持部に保持された状態で測定部に隣接していてもよい。

実施例１〜５に示すような壁又は可動部材と、実施例６に示すように変位機構とを組み合わせてもよい。

測定部による立体物の形状に関わる測定には、立体物の形状を直接測定する場合や、立体物との相対距離を測定して立体物の形状を算出する場合等が含まれる。測定部は、立体物に着色する際に必要な立体物に係る情報を測定するものであればどのようなものでもかまわない。

離隔手段は、吐出部から測定面に到る経路を遮断する場合、その経路の全部を遮断してもよいし、その経路の一部を遮断してもよい。

本発明は立体物着色装置等に利用可能である。

１…立体物着色装置、５…保持部、７…支持台（回転テーブル）
９…立体物、２…測定部、２Ｒ…測定面、３…画像形成部、３Ｅ…吐出部
Ｄ１…インクの吐出方向、Ｌ１…吐出部と測定面との略直線的な離間長さ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ６１、Ｒ７１…吐出部から測定面に到る経路
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０…離隔手段
１０、２０…壁、３０、４０、５０、７０…可動部材、６０…変位機構
１０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、７０Ａ…可動部材の先端部

Claims

支持台と、
前記支持台に載置される立体物に対向可能に設けられ、測定面を前記立体物に対向させて前記立体物の形状に関わる測定動作を行う測定部と、
前記測定部に隣接する位置で前記立体物に対向可能に設けられ、前記測定部の測定結果に基づいて、吐出部から前記立体物に向けてインクを吐出する画像形成動作を行う画像形成部と、
前記測定面及び前記吐出部の少なくとも一方の近傍に設けられ、少なくとも前記画像形成動作時に、前記吐出部から前記測定面に到る経路の長さを前記吐出部と前記測定面との略直線的な離間長さよりも長くし、又は前記経路の少なくとも一部を遮断する離隔手段と、を備え、
前記離隔手段は、前記測定面と前記吐出部との間に設けられ、前記インクの吐出方向と略平行に突出する壁を有していることを特徴とする立体物着色装置。
前記壁は、前記画像形成動作時には、前記測定面と前記吐出部との間から前記吐出方向と略平行に突出し、先端部が前記測定面及び前記吐出部よりも前記支持台に接近する一方、前記測定動作時には、前記吐出方向とは逆向きに後退し、前記先端部が前記測定面及び前記吐出部よりも前記支持台から離間する請求項１記載の立体物着色装置。
前記支持台に対して変位可能に設けられた保持部をさらに備え、
前記測定部及び前記画像形成部は、前記保持部に保持されている請求項１又は２記載の立体物着色装置。