JP7490663B2 - 印刷コントローラおよび印刷の方法 - Google Patents
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Description
-可動支持体上に据え付けられた可動ロボットアームと、
-ロボットアームの印刷端部において支持された印刷ヘッドと、印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
-印刷ヘッドのノズル、およびリザーバからノズルにインクを供給するためのポンプ装置に接続されたインクリザーバと、
-印刷ヘッドの向きを変更しながら印刷ヘッドを印刷軌道に沿って移動させるためのコントローラとを備え、コントローラは、
較正ステップにおいて、印刷ヘッドを較正軌道に沿って移動させて印刷ヘッド中のインク圧力を測定し、印刷ヘッドの異なる向きに対するノズルのインク圧力制御データを生成して記憶し、
印刷ステップにおいて、印刷軌跡に沿って印刷ヘッドの向きを変化させるために、記憶されたインク圧力制御データに基づいて圧力制御信号を生成するように構成され、圧力制御信号は、ノズル中のインクの圧力が予め定められた圧力値に設定されるようにポンプ装置に供給される。
Pi=(A+K1)*C*D*sin(90°-θ)+(B+K2)*C*D*Cos(90°-θ)
Pr=(A+K3)*C*D**sin(90°-θ)+(B+K4)*C*D*Cos(90°-θ)-X
A:印刷面8に垂直な方向における、印刷ヘッド3中の圧力センサ13、15から印刷面8までの距離(インチ)
B:印刷面に平行な方向における、印刷ヘッド3中の圧力センサ13、15から印刷面8までの距離(インチ)
C:水のインチからmbarへの変換係数
D:g/cm3におけるインクの濃度
Θ:印刷ヘッド角度
K1,K2,K3,K4:使用される特定のインクおよびインクダクトの特性ごとに設定される定数。
これらの定数は、インク粘度の差、インクダクト中の曲げによる圧力損失、およびダクト中の摩擦による圧力損失を説明する。
X:入口圧力Piと再循環圧力Prとの間の設定差(mbar)。
- A=3.00インチ(7.62センチメートル)
- B=2.25インチ(5.715センチメートル)
- C=0.402mbar/インチ‐水
- D=0.800g/cm3
- Θ=80.0度(すなわち、印刷ヘッドは壁に向かって印刷するが、床に向かってわずかに下向きである)
- K1 = 0.250 inch(0.635センチメートル)
- K2 = -0.250 inch(-0.635センチメートル)
- K3 = -0.500 inch(-1.27センチメートル)
- K4 = 0.500 inch(-1.27センチメートル)
- X=50mbar
Pi=(3.00+0.250)*0.402*0.800*sin(90°-80.0°)+(2.25+-0.250)*0.402*0.800*cos(90°-80.0°)=5.04mbar
Pr=(3.00+-0.500)*0.402*0.800*sin(90°-80.0°)+(2.25+0.500)*0.402*0.800*cos(90°-80.0°)-50=50.3mbar
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 印刷装置において、
-可動支持体上に据え付けられた可動ロボットアームと、
-前記ロボットアームの印刷端部において支持された印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
-前記印刷ヘッドの前記ノズル、およびリザーバから前記ノズルにインクを供給するためのポンプ装置に接続されたインクリザーバと、
-前記印刷ヘッドの向きを変更しながら前記印刷ヘッドを印刷軌道に沿って移動させるためのコントローラとを備え、
前記コントローラは、
較正ステップにおいて、前記印刷ヘッドを較正軌道に沿って移動させて前記印刷ヘッド中のインク圧力を測定し、前記印刷ヘッドの異なる向きに対する前記ノズルのインク圧力制御データを生成して記憶し、
印刷ステップにおいて、印刷軌跡に沿って前記印刷ヘッドの向きを変化させるために、前記記憶されたインク圧力制御データに基づいて圧力制御信号を生成するように構成され、前記圧力制御信号は、前記ノズル中の前記インクの圧力が予め定められた圧力値に設定されるように前記ポンプ装置に供給される、印刷装置。
[2] 前記較正軌道の少なくとも一部は、前記印刷軌道に対応する、[1]に記載の印刷装置。
[3] 前記印刷ヘッドは圧力センサを備える、[1]または[2]に記載の印刷装置。
[4] 前記圧力センサは、前記ノズルにおける流入インク圧力を感知するために前記ノズルの流入端に接続された流入圧力センサを備える、[3]に記載の印刷装置。
[5] 前記ポンプ装置は、流入圧力で前記ノズルにインクを供給し、pi=(A+K1)*f(θ)+(B+K2)*g(θ)によって形成される流入圧力制御信号によって動作され、ここで、f(θ)およびg(θ)は、前記印刷ヘッドの水平方向に対する角度θに依存する幾何学的因子であり、Aは、印刷面に垂直な方向における前記圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記圧力センサの距離であり、K1,K2は定数である、[4]に記載の印刷装置。
[6] 前記圧力センサは、再循環圧力を測定するために前記印刷ヘッドの流出端に接続された再循環圧力センサを備える、[4]または[5]に記載の印刷装置。
[7] 前記ポンプ装置は、再循環圧力で前記印刷ヘッドの出口からインクを除去し、Pr=(A+K3)*f(θ)+(B+K4)*g(θ)+Xによって形成される再循環圧力制御信号Prによって動作され、ここで、f(θ)およびg(θ)は、前記印刷ヘッドの水平方向に対する角度θに依存する幾何学的因子であり、Aは、印刷面に垂直な方向における前記圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記圧力センサの距離であり、K3、K4は定数であり、Xは、前記圧力センサによって測定された前記流入圧力と前記再循環圧力との間の差である、[6]に記載の印刷装置。
[8] 可動支持体上に据え付けられた可動ロボットアームを用いて物体を印刷する方法であって、
-前記ロボットアームの印刷端部に支持された印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
-前記ノズル中のインク圧力を感知してインク圧力信号を形成する圧力センサと、
-前記印刷ヘッドの前記ノズルと、リザーバから前記ノズルにインクを供給するためのポンプ装置とに接続されたインクリザーバと、を備え、
前記方法は、
較正ステップを
-前記印刷ヘッドを様々な向きを有する較正軌道に沿って移動させることと、
-前記較正軌道に沿った前記ノズルにおける前記インクの圧力を前記圧力センサで測定することと、
-前記インク圧力信号から圧力制御データを導出し、前記圧力制御データを印刷コントローラのメモリユニット中に記憶することとによって、実行することと、
印刷ステップを
-印刷軌道に沿って前記印刷ヘッドを移動させ、前記ノズル中の前記インクが予め定められたインク圧力になるように、前記メモリユニットから前記圧力制御データを検索し、前記印刷軌道に沿った対応する印刷ヘッドの向きで圧力制御信号を生成することにより前記ポンプ装置を制御することによって、実行することとを備える、方法。
[9] 前記較正軌道は、前記印刷軌道と少なくとも部分的に対応する、[8]に記載の方法。
[10] 前記圧力センサは、前記ノズルにおけるインク圧力を感知するための流入圧力センサを備え、前記ポンプ装置は、流入圧力で前記ノズルにインクを供給し、pi=(A+K1)*f(θ)+(B+K2)*g(θ)によって形成される流入圧力制御信号によって動作され、ここで、Aは、印刷面に垂直な方向における前記圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは前記印刷面の平面における前記圧力センサの距離であり、K1,K2は定数である、[8]または[9]に記載の方法。
[11] 前記圧力センサは、前記印刷ヘッドの流出端に接続された再循環圧力センサを備え、再循環ポンプ装置は、再循環圧力で前記印刷ヘッドからインクを除去し、
前記方法は、Pr=(A+K3)*f(θ)+(B+K4)*g(θ)+Xによって形成される再循環圧力制御信号Prによって前記再循環ポンプ装置を動作させるステップを含み、ここで、Aは、前記印刷面に垂直な方向における前記圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記圧力センサの距離であり、K3、K4は定数であり、Xは、前記流入圧力と前記再循環圧力との間の差である、[10]に記載の方法。
[12] 前記印刷される物体は飛行機の一部である、[8]から[11]のいずれか一項に記載の方法。
Claims (12)
- 印刷装置において、
-可動支持体上に据え付けられた可動ロボットアームと、
-前記ロボットアームの印刷端部において支持された印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
-前記印刷ヘッドの前記ノズル、およびリザーバから前記ノズルにインクを供給するためのポンプ装置に接続されたインクリザーバと、
-前記印刷ヘッドの向きを変更しながら前記印刷ヘッドを印刷軌道に沿って移動させるためのコントローラとを備え、
前記コントローラは、
較正ステップにおいて、前記印刷ヘッドを較正軌道に沿って移動させて前記印刷ヘッド中のインク圧力を測定し、前記印刷ヘッドの異なる向きに対する前記ノズルのインク圧力制御データを生成して記憶し、
印刷ステップにおいて、印刷軌跡に沿って前記印刷ヘッドの向きを変化させるために、前記記憶されたインク圧力制御データに基づいて圧力制御信号を生成するように構成され、前記圧力制御信号は、前記ノズル中の前記インクの圧力が予め定められた圧力値に設定されるように前記ポンプ装置に供給される、印刷装置。 - 前記較正軌道の少なくとも一部は、前記印刷軌道に対応する、請求項1に記載の印刷装置。
- 前記印刷ヘッドは圧力センサを備える、請求項1または2に記載の印刷装置。
- 前記圧力センサは、前記ノズルにおける流入インク圧力を感知するために前記ノズルの流入端に接続された流入圧力センサを備える、請求項3に記載の印刷装置。
- 前記ポンプ装置は、流入インク圧力で前記ノズルにインクを供給し、pi=(A+K1)*f(θ)+(B+K2)*g(θ)によって形成される流入圧力制御信号によって動作され、ここで、f(θ)およびg(θ)は、前記印刷ヘッドの水平方向に対する角度θに依存する幾何学的因子であり、Aは、印刷面に垂直な方向における前記流入圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記流入圧力センサの距離であり、K1,K2は定数である、請求項4に記載の印刷装置。
- 前記圧力センサは、再循環圧力を測定するために前記印刷ヘッドの流出端に接続された再循環圧力センサを備える、請求項4または5に記載の印刷装置。
- 前記ポンプ装置は、再循環圧力で前記印刷ヘッドの出口からインクを除去し、Pr=(A+K3)*f(θ)+(B+K4)*g(θ)+Xによって形成される再循環圧力制御信号Prによって動作され、ここで、f(θ)およびg(θ)は、前記印刷ヘッドの水平方向に対する角度θに依存する幾何学的因子であり、Aは、印刷面に垂直な方向における前記再循環圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記再循環圧力センサの距離であり、K3、K4は定数であり、Xは、前記流入圧力センサによって測定された前記流入インク圧力と前記再循環圧力センサによって測定された前記再循環圧力との間の差である、請求項6に記載の印刷装置。
- 可動支持体上に据え付けられた可動ロボットアームを用いて物体を印刷する方法であって、
-前記ロボットアームの印刷端部に支持された印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドは複数のノズルを備え、
-前記ノズル中のインク圧力を感知してインク圧力信号を形成する圧力センサと、
-前記印刷ヘッドの前記ノズルと、リザーバから前記ノズルにインクを供給するためのポンプ装置とに接続されたインクリザーバと、を備え、
前記方法は、
較正ステップを
-前記印刷ヘッドを様々な向きを有する較正軌道に沿って移動させることと、
-前記較正軌道に沿った前記ノズルにおける前記インクの圧力を前記圧力センサで測定することと、
-前記インク圧力信号から圧力制御データを導出し、前記圧力制御データを印刷コントローラのメモリユニット中に記憶することとによって、実行することと、
印刷ステップを
-印刷軌道に沿って前記印刷ヘッドを移動させ、前記ノズル中の前記インクが予め定められたインク圧力になるように、前記メモリユニットから前記圧力制御データを検索し、前記印刷軌道に沿った対応する印刷ヘッドの向きで圧力制御信号を生成することにより前記ポンプ装置を制御することによって、実行することとを備える、方法。 - 前記較正軌道は、前記印刷軌道と少なくとも部分的に対応する、請求項8に記載の方法。
- 前記圧力センサは、前記ノズルにおけるインク圧力を感知するための流入圧力センサを備え、前記ポンプ装置は、流入圧力で前記ノズルにインクを供給し、pi=(A+K1)*f(θ)+(B+K2)*g(θ)によって形成される流入圧力制御信号によって動作され、ここで、Aは、印刷面に垂直な方向における前記流入圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは前記印刷面の平面における前記流入圧力センサの距離であり、K1,K2は定数である、請求項8または9に記載の方法。
- 前記圧力センサは、前記印刷ヘッドの流出端に接続された再循環圧力センサを備え、再循環ポンプ装置は、再循環圧力で前記印刷ヘッドからインクを除去し、
前記方法は、Pr=(A+K3)*f(θ)+(B+K4)*g(θ)+Xによって形成される再循環圧力制御信号Prによって前記再循環ポンプ装置を動作させるステップを含み、ここで、Aは、前記印刷面に垂直な方向における前記再循環圧力センサから前記印刷面までの距離であり、Bは、前記印刷面の平面における前記再循環圧力センサの距離であり、K3、K4は定数であり、Xは、前記流入圧力と前記再循環圧力との間の差である、請求項10に記載の方法。 - 前記印刷される物体は飛行機の一部である、請求項8から11のいずれか一項に記載の方法。
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