JP7218576B2 - 三次元印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元印刷装置に関する。

従来の三次元印刷装置として、特許文献１の３次元プリンタが知られている。この３次元プリンタでは、ノズルが形成されたノズル面が、印刷対象である印刷線の中点を接点とする接平面に対して平行であって、印刷線の中点から所定印刷間隔だけ離れて位置するように、移動させている。

特開２０１１－１７７９３１号公報

上記特許文献１の３次元プリンタでは、ノズル面を走査方向に移動させる動作と、走査方向に交差する搬送方向に移動させる動作とを繰り返して、印刷対象物の表面に印刷している。印刷線上において、中点での接平面と中点以外の点での接平面とが平行でない場合、印刷画像の濃度は、中点以外の点が、中点よりも低くなる。さらに、ノズル面を搬送方向に移動すると、画像のつなぎ目では、濃度が帯状に切り替わってしまい、画質低下の原因となる。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、搬送方向における印刷画像のつなぎ目では、濃度変化が目立ち難い三次元印刷装置を提供することを目的としている。

本発明のある態様に係る三次元印刷装置は、吐出口が開口する吐出面、前記吐出口に連通した圧力室及び前記圧力室の容積を変更するアクチュエータを有するヘッドと、走査方向において対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる走査部と、前記走査方向に交差する搬送方向において前記対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる搬送部と、前記対象物に対する前記ヘッドの対向姿勢を変更する姿勢変更部と、前記ヘッド、前記走査部、前記搬送部及び前記姿勢変更部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動し、前記圧力室の容積を変更する画像形成動作と共に前記走査方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる走査動作と、前記搬送方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる搬送動作と、を交互に繰り返し、前回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち次回の走査位置側の部分とがなす角の角度を前回角度とし、次回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち前回の走査位置側の部分とがなす角の角度を次回角度とした場合、前記次回角度が前記前回角度と等しくなるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更するよう構成されている。

この構成によれば、前回の走査により形成される印刷画像のうち次回の走査位置側の部分と、次回の走査により形成される印刷画像のうち前回の走査位置側の部分とは、搬送方向に隣接し、印刷画像のつなぎ目を構成する。上述のように、前回角度と次回角度とを等しくするので、つなぎ目の印刷濃度は、前回の走査部分と次回の走査部分とでほとんど差が生じない。よって、つなぎ目において、印刷濃度の変化を目立ち難くすることができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、搬送方向における印刷画像のつなぎ目において、濃度変化を目立ちにくくすることができる三次元印刷装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態１に係る三次元印刷装置の一部を走査方向の一方側から視た図である。 図１のヘッドを吐出面側の反対側から視た図である。 図１のヘッドを示す断面図である。 本発明の実施の形態２に係る三次元印刷装置の一部を走査方向の一方側から視た図である。 本発明の実施の形態３に係る三次元印刷装置の一部を走査方向の一方側から視た図である。

（実施の形態１）
＜三次元印刷装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る三次元印刷装置１０は、図１及び図２に示すように、対象物９０に印刷する装置であって、ヘッド２０、姿勢変更部５０、走査部６０、搬送部７０及び制御部８０を備えている。なお、図１では、対象物９０とヘッド２０との位置関係について、経時的な変化が示されている。本実施の形態では、搬送方向について、対象物９０の方が搬送され、ヘッド２０は移動しない。

ヘッド２０は、例えば、直方体形状であって、吐出面２１を有している。立方体内部には、液体の流路が形成され、平面の吐出面２１には、複数の吐出口３０が開口している。ヘッド２０の詳細に関しては後述する。

姿勢変更部５０は、例えば、ロボットアームであり、基本構成はリンク機構である。リンク機構は、３つのリンク（第１リンク５３、第２リンク５４及び第３リンク５２）と３つの回転ジョイント（第１回転ジョイント５５、第２回転ジョイント５６及び第３回転ジョイント５７）とを含む。

３つの回転ジョイントは、互いに平行な回転軸を有し、例えば、サーボモータ等の駆動モータ、及び、駆動モータの回転角を検出するエンコーダ等の検出器が設けられている。

第１リンク５３は、第１回転ジョイント５５と第２回転ジョイント５６とを繋ぎ、第２リンク５４は、第２回転ジョイント５６と第３回転ジョイント５７とを繋ぐ。第３リンク５２の基端は、第３回転ジョイント５７に繋がる。ここで、第１回転ジョイント５５は、走査部６０のキャリッジ６２（後述）に固定されている。第１リンク５３及び第２リンク５４は、両者が共有する第２回転ジョイント５６を含めて、伸縮部分５１を構成している。さらに、第３リンク５２の先端は、ヘッド２０の取付面（吐出面２１と反対の面）に固定されている。

なお、姿勢変更部５０は、伸縮部分５１を有していなくてもよい。また、伸縮部分５１は、リンク機構に限定されず、例えば、シリンダ及びピストンを有する機構であってもよい。

各回転ジョイントの検出器は、検出信号を制御部８０へ出力する。制御部８０は、検出信号を受けて、吐出面２１の走査部６０に対する位置及び角度を取得する。また、取得した位置及び角度に基づいて、制御部８０が各回転ジョイントの駆動モータを制御すると、吐出面２１の位置及び角度が調整される。

走査部６０は、対象物９０及びヘッド２０を走査方向に相対移動する。走査部６０は、例えば、キャリッジ６２と駆動機構とを有する。駆動機構は、ガイドレール６１ａ、ねじシャフト６１ｂ、駆動モータ及びエンコーダ(検出器)等を含む。ガイドレール６１ａはキャリッジ６２の孔に貫通し、ねじシャフト６１ｂはキャリッジ６２の雌ねじ部に螺合している。駆動モータは、ねじシャフト６１ｂに連結されている。駆動モータの回転力は、ねじシャフト６１ｂに伝えられ、キャリッジ６２の直線運動に変換される。キャリッジ６２が、駆動機構により、走査方向に往復移動をすることになる。

このとき、エンコーダは、駆動モータの回転角を検出し、検出信号を制御部８０に出力する。制御部８０は、検出信号を受けて、走査方向におけるキャリッジ６２の位置を取得する。また、この位置に基づいて、制御部８０がねじシャフト６１ｂの駆動モータを制御すると、走査方向における吐出面２１の位置が調整される。さらに、制御部８０は、検出信号を受けて、ヘッド２０の駆動用タイミング信号を生成する。

搬送部７０は、対象物９０及びヘッド２０を搬送方向に相対移動する。搬送部７０は、例えば、搬送ベルト７１、駆動モータ及びエンコーダ(検出器)を有する。ここで、搬送ベルト７１は、一対のローラと無端状ベルトを含む。駆動モータは、一対のローラのうち、一方と連結されている。駆動モータの回転力は、このローラに伝えられ、ベルトの走行に変換される。対象物９０は、ベルトの上半部に載置され、搬送方向に移動することになる。

なお、搬送部７０は、このような構成に限定されない。例えば、対象物９０が柱状体であれば、支持部材（上述のローラに相当）で走査方向に対象物９０を軸支し、これを回転しながら搬送方向に移動してもよい。

このとき、エンコーダは、駆動モータの回転角を検出し、検出信号を制御部８０に出力する。制御部８０は、検出信号を受けて、搬送方向における対象物９０の移動量を取得する。また、この移動量に基づいて、制御部８０がこの駆動モータを制御すると、搬送方向における対象物９０の位置が調整される。

制御部８０は、ＣＰＵ等の演算部８１、及び、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部８２を有している。記憶部８２には、基本プログラム、及び、各種固定データ等の情報が記憶されている。記憶部８２には、演算部８１の演算結果や外部からの画像データ等も一時的に記憶される。演算部８１は、基本プログラム等に基づいて各種の処理を実行し、ヘッド２０、走査部６０、搬送部７０及び姿勢変更部５０等の動作を制御する。なお、制御部８０は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

＜ヘッドの構成＞
ヘッド２０は、対象物９０上に液滴を吐出する。ヘッド２０は、図３に示すように、流路形成体とアクチュエータ３６を有する。このうち、流路形成体は、複数のプレートの積層体である。複数のプレートは、ノズルプレート２３、第１流路プレート２４、第２流路プレート２５、第３流路プレート２６、第４流路プレート２７及び第５流路プレート２８を含み、この順で積層されている。各プレートには、大小様々な孔や溝が形成されている。各プレートが積層されて、孔や溝が組み合わさり、積層体内部には複数の流路が構成されている。

複数のプレートのうち、ノズルプレート２３は、複数のノズル２９が厚み方向に貫通形成されている。液滴が吐出する面が吐出面２１である。吐出面２１では、図２に示すように、複数の吐出口３０(ノズル２９の開口)が搬送方向に並んでノズル列を構成し、４つのノズル列が走査方向に沿って並ぶ。各ノズル列は、互いに異なる色(例えば、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタ)の液体に対応している。

流路形成体内部の流路には、マニホールド３５及び複数の個別流路が含まれる。個別流路は、マニホールド３５の出口から吐出口３０に至る。その間、絞り流路３３、圧力室３２及び連通流路３１が順に配置されている。

また、マニホールド３５は、搬送方向に延びて、外部のタンクに接続されている。タンクの液体は、まずマニホールド３５に供給される。マニホールド３５の液体は、絞り流路３３に流入し、さらに圧力室３２及び連通流路３１を介して、ノズル２９に至る。アクチュエータ３６が駆動されると、液滴として吐出口３０から吐出されることになる。

ところで、圧力室３２は、第５流路プレート２８を貫通形成されている。アクチュエータ３６は、圧力室３２の開口を封止して、流路形成体に固定されている。アクチュエータ３６は、圧電素子３６ａと振動板４０とで構成される。圧電素子３６ａは、共通電極３９、圧電層３７及び個別電極３８を含み、振動板４０上にこの順で配置されている。一方、振動板４０は、第５流路プレート２８上に配置され、圧力室３２の開口を覆っている。

個別電極３８は、圧力室３２毎に設けられている。共通電極３９は、振動板４０の全面を覆う。このとき、１つの個別電極３８、共通電極３９及び両電極で挟まれた部分圧電層により、１つの圧電素子３６ａが構成される。アクチュエータ３６は、駆動されて変形し、圧力室３２の容積を変更する。このとき、液滴が吐出口３０から吐出される。

個別電極３８は、配線４１により、ドライバＩＣ４２に接続されている。共通電極３９は、常にグランド電位に保持されている。ドライバＩＣ４２は、制御部８０からの制御信号に基づいて、圧電素子３６ａの駆動信号を生成し、両電極間に印加する。駆動信号に対応して、アクチュエータ３６は変形と弛緩を繰り返す。

例えば、引き打ちの吐出形式では、予め、アクチュエータ３６が変形しており、圧力室３２の容積は縮小されている。駆動信号が印加されると、アクチュエータ３６は、変形状態を解消して、圧力室３２の容積が拡大する。一定時間経過後に、再びアクチュエータ３６が変形し、圧力室３２の容積が縮小される。これにより、液体に圧力が付与され、液滴が吐出される。

＜印刷画像の形成方法＞
対象物９０上の印刷画像１１は、図１及び図２に示すように、三次元印刷装置１０が画像形成動作及び走査動作と、搬送動作とを交互に繰り返すことにより形成される。

画像形成動作及び走査動作は、連動した動作である。上述のように、画像形成は所定タイミングの液滴の吐出を伴い、このタイミングはキャリッジ６２の走査方向の位置で決まる。これにより、ヘッド２０が走査方向に移動すると、その時々のヘッド２０の位置に対応して、各吐出口３０から液滴が吐出される。対象物９０上には、帯状の画像領域が、走査方向に形成されることになる。

画像形成動作では、制御部８０は、画像データに基づいて、アクチュエータ３６を駆動する。このとき、画像データの指示する量で、液滴が吐出される。この液滴の吐出は、所定のタイミングで行われる。タイミングは、キャリッジ６２の走査中に指定される。走査動作では、制御部８０は、ねじシャフト６１ｂの駆動モータを制御して、キャリッジ６２を走査方向に移動する。同時に、制御部８０は、エンコーダ出力から駆動用タイミング信号を生成する。

つまり、キャリッジ６２が移動すると、駆動用タイミング信号が生成され、この信号に合わせて液滴が吐出される。キャリッジ６２が走査方向に移動するごとに、帯状の部分画像（印刷画像１１）が所望の解像度で形成されることになる。

搬送動作では、ヘッド２０に対して対象物９０を搬送方向に移動する。制御部８０は、ローラの駆動モータを制御して、搬送ベルト７１を搬送方向に走行する。このときの移動量は、印刷画像１１の搬送方向の幅に相当する。制御部８０は、エンコーダ出力によりこの量を規定する。

制御部８０が画像形成動作及び走査動作と搬送動作とを交互に行うことにより、対象物９０上には、１つの画像（複数の印刷画像１１が搬送方向に連なる合成画像）が形成される。

＜ヘッドの対向姿勢の変更方法＞
制御部８０は、吐出面２１と対向面９１との位置関係に基づいて、ヘッド２０の姿勢を調整する。例えば、２つの印刷画像１１を隣接して形成する場合、画像間のつなぎ目を挟んで両側において、この位置関係に対称性を持たせる。

ここで、画像のつなぎ目近傍において、吐出面２１と対向面９１のなす角度のうち、前回の走査動作中の角度を前回角度αとする。また、次回の走査動作中の角度を次回角度βとする。換言すると、前回角度αは、前回の走査動作において、吐出面２１と、対向面９１のうち次回の走査位置（次回位置）側の部分とがなす角の角度である。次回角度βは、次回の走査動作において、吐出面２１と、対向面９１のうち前回の走査位置（前回位置）側の部分とがなす角の角度である。

さらに、ｎ（ｎは自然数である。）回目の走査動作において、吐出面２１の次回位置側端において吐出面２１に直交する垂線ＬＤと、対向面９１のうち次回位置側端ＥＤにおける接線ＴＤとのなす角度をαｎとする。この場合、図１における一番左の配置形態で示されるように、前回角度αは、α＝９０°－αｎと表せる。

なお、一番左の位置関係では、垂線ＬＤと接線ＴＤとが重なり、αｎ＝９０°となっている。

（ｎ＋１）回目の走査動作において、吐出面２１の前回位置側端において吐出面２１に直交する垂線ＬＵと、対向面９１のうち前回位置側端ＥＵにおける接線ＴＵとのなす角度をβ（ｎ＋１）とする。この場合、図１における中央の配置形態で示されるように、次回角度βは、β＝９０°－β（ｎ＋１）と表せる。

なお、中央の位置関係では、垂線ＬＵと接線ＴＵとが重なり、β（ｎ＋１）＝９０°となっている。

なお、一番左の配置形態から中央の配置形態に移行する際、ヘッド２０の姿勢調整の要否は、両配置形態間のつなぎ目の形態で決められる。この場合のつなぎ目近傍では、平面部９３が、つなぎ目を跨いで２つの印刷画像１１ｎ、１１ｎ＋１に広がっている。つまり、上述のように、αｎ＝９０°である。そのため、制御部８０は、ヘッド２０の姿勢をそのままに、対象物９０だけを搬送方向に移動する。このとき、α＝β（＝０°）の関係を満たす。

ところで、中央の配置形態では、吐出面２１の次回位置側が、曲面部（この場合、平面部９３に対して屈曲した傾斜面）９４と対向する。垂線ＬＤと接線ＴＤとは、角度α（ｎ＋１）（≠９０°）で交差している。これに対応して、一番右の配置形態では、吐出面２１の前回位置側において、垂線ＬＵと接線ＴＵとが角度β（ｎ＋２）（≠９０°）で交差するように、ヘッド２０の対向姿勢が調整される。このときも、α（ｎ＋１）＝β（ｎ＋２）、つまりα＝βの関係を満たす。

本実施の形態では、搬送部７０が搬送動作を繰り返すごとに、次回角度βが前回角度αと等しくなるように、姿勢変更部５０がヘッド２０の対向姿勢を変更する点に特徴がある。これは、画像のつなぎ目を挟んで両側において、つなぎ目近傍の画像濃度に差が生じないという効果がある。

なお、搬送方向において、垂線ＬＤと垂線ＬＵとは一致又は隣接し、次回位置側端ＥＤと前回位置側端ＥＵとは一致又は隣接する。また、搬送方向において、接線ＴＤは次回位置側端ＥＤから次回位置側と反対側に延び、接線ＴＵは前回位置側端ＥＵから前回位置側と反対側に延びている。

＜三次元印刷装置の動作＞
図１及び図２を用いて、三次元印刷装置１０の動作について、説明する。

印刷対象の対象物９０は、柱体、錐体及び筒体等の三次元形状を有する。対象物９０の表面は、平面部９３及び曲面部９４の少なくとも一方を有する。例えば、平面部９３は、平坦面であり、搬送方向及び走査方向に拡がる。曲面部９４は、平面部９３に対して、湾曲する湾曲面又は屈曲する傾斜面である。

各印刷画像１１の画像データは、予め表面の形状（表面の座標データ等の形状データ）に基づいて補正されていてもよい。この形状データは、三次元スキャナー及びＣＡＤデータ等により取得され、記憶部８２に記憶しておく。

まず、対象物９０が搬送ベルト７１上に載置される。この際、対象物９０の表面は、搬送ベルト７１の載置面と所定の位置関係で支持される。続いて、搬送部７０が駆動される。搬送ベルト７１が、所定の距離だけ走行し、その位置で止まる。この位置では、対象物９０が、吐出面２１と対向可能である。

次に、走査部６０が駆動され、画像形成動作及び走査動作が始まる。走査動作中には、姿勢変更部５０の伸縮部分５１により、上下方向にヘッド２０を移動する。ヘッド２０の移動は、形状データに基づいて行われ、常に吐出面２１が対象物９０から所定距離だけ離される。ここで、吐出面２１における中点等の所定位置が、所定距離（間隔Ｄ）を決める基準点とされる。

さて、図１における一番左の配置形態では、吐出面２１が対向面９１に平行に配置される。この吐出面２１の姿勢調整も、形状データに基づいて行われる。このとき、液滴の吐出方向は、対向面９１に直交する。この状態で吐出面２１が走査方向に走査され、対象物９０の表面に印刷画像１１ｎが形成される。

印刷画像１１ｎの形成が終わると、再び搬送部７０が駆動され、印刷画像１１ｎ＋１の形成に移る。図１に示すように、中央の配置形態では、先の走査で得られた画像１１ｎとのつなぎ目において、平面部９３がこれを跨る。そのため、この回（（ｎ＋１）回目）の走査動作において、先の走査との間で、次回角度βが前回角度αと等しくなるように、ヘッド２０の対向姿勢が変更される。

具体的には、前回（ｎ回目）の走査動作では、なす角αｎが９０°であって、前回角度αが０°であった。そこで、今回（（ｎ＋１）回目）の走査動作では、次回角度βは０°であり、なす角β（ｎ＋１）は９０°となるように、吐出面２１の向きを調整する。

そして、制御部８０は、（ｎ＋１）回目の画像形成動作及び走査動作を行う。これにより、前回走査時の印刷画像１１（前回画像１１ｎ）に対して、搬送方向の上流側に、今回走査時の印刷画像１１（次回画像１１ｎ＋１）が形成される。前回画像１１ｎと次回画像１１ｎ＋１とは、切れ目なく隣接している。

ここで、図１に示すように、中央の配置形態では、吐出面２１は、前回位置側で対向面９１の平面部９３と対向し、次回位置側で曲面部９４と対向している。このときと、吐出面２１の姿勢は、平面部９３と平行である。配置形態間の変化において、一番左から中央への変位は、ヘッド２０の姿勢を止めた平行移動であった。つなぎ目近傍では、平面部９３が連続しており、画像濃度の変化はない。

しかし、次回位置側では、曲面部９４が、平面部９３に続く。曲面部９４は、この平面部９３に対して、吐出面２１から離れる方向に傾斜している。傾斜した分だけ、曲面部９４上の濃度は、平面部９３上のそれに比べて低い。

よって、印刷画像１１ｎ＋２の形成に際して、制御部８０は姿勢変更部５０を制御して、ヘッド２０の姿勢を調整する。図１に示す一番右の配置形態とするため、制御部８０は、吐出面２１と対向面９１との間隔Ｄを所定距離とする。このとき、姿勢変更部５０の伸縮部分５１が伸ばされる。また、次回角度βが前回角度αと等しくなるように、ヘッド２０が、第３回転ジョイント５７を軸にして回動される。

具体的には、前回（（ｎ＋１）回目）の走査動作において、なす角α（ｎ＋１）が７０°であって、前回角度αが２０°であった。そこで、今回（（ｎ＋２）回目）の走査動作では、次回角度βは２０°であり、なす角β（ｎ＋２）は７０°となるように、対向面９１の向きを調整する。

そして、制御部８０は、（ｎ＋２）回目の画像形成動作及び走査動作を行う。これにより、前回走査時の印刷画像１１（前回画像１１ｎ＋１）に対して、搬送方向の上流側に、今回走査時の印刷画像１１（次回画像１１ｎ＋２）が形成される。前回画像１１ｎ＋１と次回画像１１ｎ＋２とは、切れ目なく隣接している。さらに、次回画像１１ｎ＋２の濃度が前回画像１１ｎ＋１の濃度とほぼ等しくなる。よって、つなぎ目近傍では、濃度の変化が、目立ち難くい。

＜変形例１＞
三次元印刷装置１０では、前回角度αと次回角度βとを等しくする動作は、前回角度αが２０°以下で行うことが好適である。

例えば、図１の例では、中央の配置形態において、対向面９１に曲面部９４があり、両者の交差角（前回角度α）が２０°以下である。この場合、印刷画像１１ｎ＋１は、搬送方向におけるduty変化率が６％以下となり、色差ΔＥは５以下である。濃度変化は小さく、印刷濃度の分布が目立ち難い。

ここで、一番右の配置形態において、次回角度βを前回角度αに等しくすると、搬送方向において、前回画像１１ｎ＋１と次回画像１１ｎ＋２のつなぎ目近傍でも、濃度の変化を目立ち難くすることができる。

＜変形例２＞
三次元印刷装置１０では、次回角度βが前回角度αと等しくできない場合、これら２つの角度の差が、１０度以下になるようにヘッド２０の姿勢を調整してもよい。

例えば、対向面９１の形状によっては、一番右の配置形態において、吐出面２１が対向面９１に当たる場合がある。このような場合、制御部８０は、吐出面２１と対向面９１とが接触しないように、角度α（ｎ＋１）＞角度β（ｎ＋２）≧角度α（ｎ＋１）－１０°と設定する。このとき、次回角度βは、α＞β≧α－１０°となる。

この構成によれば、次回角度βと前回角度αとの差を１０°以下に設定する。これにより、次回画像１１ｎ＋２は、前回画像１１ｎ＋１と色差ΔＥが２以下で隣接することになる。両画像間では、つなぎ目における濃度の差が、目視により認識しにくいほど小さくできる。全体的にも、濃度の変化が目立ち難くなる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係る三次元印刷装置１０は、図４に示すように、なぎ目近傍に対する制御が、実施の形態１と異なる。これ以外は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。つなぎ目において、制御部８０は、前回と次回の画像を一部重ねる。

この構成によれば、制御部８０は、画像同士の重なり量を考慮して、対象物９０の搬送量を決める。搬送方向において、隣り合う印刷画像１１（前回画像と次回画像）同士が重なるので、つなぎ目の濃度変化を目立ち難くできる。この重なり領域は、複数の印刷線１２で構成されるが、各印刷線１２の形成には、少なくとも２つの異なる吐出口３０が関与している。搬送動作において、ヘッド２０の設置位置に誤差があっても、つなぎ目における濃度ムラが気付き難くなる。ヘッド２０の送り精度も緩和される。

なお、実施の形態２に係る三次元印刷装置１０においても、制御部８０は上記変形例１及び２と同様に制御することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る三次元印刷装置１０は、図５に示すように、つなぎ目近傍でのヘッド２０の姿勢制御が、実施の形態１と異なる。これ以外は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

対象物９０は、搬送方向に曲部９２があり、その曲がり角度が大きい。具体的には、曲部９２の頂点に接する接平面ＴＰが、吐出面２１に対して角度θ＝２０°以上で交差する場合である。この場合、制御部８０は、搬送動作を調整して、曲部９２を挟む走査動作を行う。

具体的には、制御部８０は、つなぎ目の位置を接平面ＴＰの接触位置に対応させる。例えば、制御部８０は、曲部９２の頂点の位置を予め特定しておく。その上で、制御部８０は、曲部９２近傍において、次回の走査動作側の吐出口３０を曲部９２の頂点に合わせる。これに続く搬送動作では、制御部８０は、前回の走査動作側の吐出口３０を曲部９２の頂点に合わせる。このとき、吐出口３０の位置合わせは、上述のように、印刷画像１１同士が解像度に対応した隙間を介して並ぶようにしてもよいし、印刷画像１１の端部同士に重なりを持つようにしてもよい。

このように吐出面２１が位置決めされると、搬送方向において、前回画像１１ａと次回画像１１ｂとが曲部９２を挟むことになる。ここで、曲部９２を挟む２つの走査動作においても、前回角度α＝次回角度β（＝０゜）の関係が成り立っている。

このような曲部９２の角度θが２０°以上と大きい場合、色差ΔＥが５以上となる。曲部９２が印刷画像１１の形成領域中に含まれていると、搬送方向の濃度変化が目立つ。しかし、走査動作と曲部９２との位置関係が調整されており、画像形成領域内には曲部９２は含まれない。したがって、曲部９２を挟む濃度変化が目立ち難くい。

なお、実施の形態３においても、制御部８０は、変形例１及び２、並びに実施の形態２と同様に制御できる。

＜その他の実施の形態＞
ここで、いずれの実施形態においても、走査方向において、対象物９０とヘッド２０とを相対的に移動させることができれば、ヘッド２０の代わりに対象物９０を移動させてもよいしヘッド２０及び対象物９０をともに移動させてもよい。これは、搬送方向への移動についても同様である。

上記全実施の形態では、走査方向について、対象物９０の表面が直線状に延びていたが、曲がっていてもよい。この場合、制御部８０は、姿勢変更部５０の伸縮部分５１を制御して、走査動作中は吐出面２１を対向面９１と所定距離を介して対向させればよい。

本発明の三次元印刷装置は、搬送方向における印刷画像のつなぎ目において、濃度変化を目立ちにくくすることができる三次元印刷装置等として有用である。

１０ ：三次元印刷装置
１１ ：印刷画像
１１ａ ：画像（印刷画像）
１１ｂ ：画像（印刷画像）
１１ｎ ：画像（印刷画像）
１１ｎ＋１ ：画像（印刷画像）
１１ｎ＋２ ：画像（印刷画像）
２０ ：ヘッド
２１ ：吐出面
２１ａ ：吐出面
２１ｂ ：吐出面
３０ ：吐出口
３２ ：圧力室
３６ ：アクチュエータ
５０ ：姿勢変更部
６０ ：走査部
７０ ：搬送部
８０ ：制御部
９０ ：対象物
９１ ：対向面
９３ ：平面部
９４ ：曲面部
９５ ：曲部
ＴＰ ：接平面

Claims (6)

1. 吐出口が開口する吐出面、前記吐出口に連通した圧力室及び前記圧力室の容積を変更するアクチュエータを有するヘッドと、
   走査方向において対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる走査部と、
   前記走査方向に交差する搬送方向において前記対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる搬送部と、
   前記対象物に対する前記ヘッドの対向姿勢を変更する姿勢変更部と、
   前記ヘッド、前記走査部、前記搬送部及び前記姿勢変更部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動し、前記圧力室の容積を変更する画像形成動作と共に前記走査方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる走査動作と、前記搬送方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる搬送動作と、を交互に繰り返し、
   前回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち次回の走査位置側の部分とがなす角の角度を前回角度とし、次回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち前回の走査位置側の部分とがなす角の角度を次回角度とした場合、
   前記次回角度が前記前回角度と等しくなるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更するよう構成され、
   前記制御部は、
   前回の走査動作において、前記吐出面に直交する第１仮想線、及び、前記対向面のうち次回の走査位置側の端における前記対向面の接線である第２仮想線を取得し、前記第１仮想線及び前記第２仮想線に基づき第１角度を取得し、９０度から前記第１角度を引いた差を前記前回角度として取得し、
   次回の走査動作において、前記吐出面に直交する第３仮想線、及び、前記対向面のうち前回の走査位置側の端における前記対向面の接線である第４仮想線を取得し、前記第３仮想線及び前記第４仮想線に基づき第２角度を取得し、９０度から前記第２角度を引いた差を前記次回角度として取得するように構成されている、三次元印刷装置。
2. 前記制御部は、
   前記前回角度が２０°以下である場合、前記次回角度が前記前回角度と等しくなるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更するよう構成されている、請求項１に記載の三次元印刷装置。
3. 吐出口が開口する吐出面、前記吐出口に連通した圧力室及び前記圧力室の容積を変更するアクチュエータを有するヘッドと、
   走査方向において対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる走査部と、
   前記走査方向に交差する搬送方向において前記対象物及び前記ヘッドを相対的に移動させる搬送部と、
   前記対象物に対する前記ヘッドの対向姿勢を変更する姿勢変更部と、
   前記ヘッド、前記走査部、前記搬送部及び前記姿勢変更部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動し、前記圧力室の容積を変更する画像形成動作と共に前記走査方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる走査動作と、前記搬送方向において前記対象物に対して前記ヘッドを相対的に移動させる搬送動作と、を交互に繰り返し、
   前回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち次回の走査位置側の部分とがなす角の角度を前回角度とし、次回の走査動作において、前記吐出面と、該吐出面に対向する前記対象物の対向面のうち前回の走査位置側の部分とがなす角の角度を次回角度とした場合、
   前記次回角度が前記前回角度と等しくなるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更するよう構成されており、
   前記制御部は、
   前記次回角度が前記前回角度と等しくなるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更することができない場合、前記次回角度と前記前回角度との差が１０度以下になるように、前記姿勢変更部により前記ヘッドの対向姿勢を変更するよう構成されている、三次元印刷装置。
4. 前記制御部は、
   次回の前記走査動作において前記吐出口から吐出された液滴により前記対向面に形成される印刷画像の一部が、前回の前記走査動作により形成される印刷画像に重なるように、前記搬送動作を行うよう構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の三次元印刷装置。
5. 前記対象物は、前記搬送方向において、前記吐出面に対する接平面のなす角の角度が２０°以上で曲がる曲部を有し、
   前記制御部は、
   次回の前記走査動作により前記対向面に形成される印刷画像が、前回の前記走査動作により形成される印刷画像と前記曲部を介して隣接するように、前記搬送動作を行うよう構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の三次元印刷装置。
6. 前記対向面は、前記搬送方向に直線状に延びる平面部、及び、前記搬送方向に曲がる曲面部の少なくとも一方を有している、請求項１～５のいずれか一項に記載の三次元印刷装置。

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