JPH05318715A - 曲面印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価にかつ廃棄物を生成せずに曲面印刷を行
なえ、しかも球体や円錘体、バレル形体などの異径回転
体からなる被印刷体に対しても印刷を行なえるようにす
る。 【構成】 支持治具１３を有する下部回転台１２と上部
押え盤１７とを備えた回転支持機構により被印刷体１０
をその軸を中心に回転可能に支持するとともに、リード
スクリュー２１およびガイドレールなどからなる副走査
支持機構によりインクジェットプリントヘッド３０を上
下動可能に支持し、かつプリントヘッドアーム２０の傾
斜角度を調整する機構により被印刷体１０の印刷面に対
するインクジェットプリントヘッド３０の対向間隔を一
定に保持させるように構成し、これにより被印刷体１０
に対する印刷のための主走査および副走査を、何ら不具
合を生じることなく確実に行なえるようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円柱体や円錘体、球体
などの物体の周面に曲面印刷を行なうための機能を備え
た印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】円柱面や球面などの立体的な曲面に印刷
を行なう印刷装置としては、従来より例えば次のような
ものが知られている。

【０００３】すなわち、先ず最も一般的な装置としては
シルクスクリーン印刷法を適用したものである。図８に
その原理的な構成を示す。円柱体からなる被印刷体１０
０は回転コロ１０１によって回転可能に支持されてい
る。この被印刷体１００の周面には、シルクスクリーン
刷版１０２が線状接触した状態で矢印Ａ方向に移動可能
に配置される。また、シルクスクリーン刷版１０２の上
方位置にはスキージ１０３が配置されている。このよう
な構成において、被印刷体１００の周面に印刷を行なう
には、シルクスクリーン刷版１０２の上面にインキ１０
４を盛っておき、この状態でスキージ１０３でシルクス
クリーン刷版１０２を被印刷体１００の周面に押さえ付
けながら、シルクスクリーン刷版１０２を矢印Ａ方向に
移動させる。そうすると、シルクスクリーン刷版１０２
の移動に応じて被印刷体１００が回転コロ１０１上で回
転し、これにより被印刷体１００の全周面にシルクスク
リーン刷版１０２の刷版パターンに応じたインキ像１０
５が印刷される。

【０００４】一方、曲面印刷が可能な他の印刷装置とし
て、インクジェットプリントヘッドを使用した装置が最
近注目されている。図９にその原理的な構成を示す。１
１０は被印刷体であり、この被印刷体１１０の印刷面と
対向する位置にはインクジェットプリントヘッド１１１
が対向配設されている。このインクジェットプリントヘ
ッド１１１は、インキノズル１１２と、偏向用電磁石１
１３，１１４とを備えている。そして印刷を行なう際に
は、印刷しようとする画像情報に応じて、図示しない制
御回路によりインクジェットプリントヘッド１１１を被
印刷体１１０に対し相対移動させながら、偏向用電磁石
１１３，１１４を励磁制御する。そうすると、インキノ
ズル１１２から噴射された磁性インキ１１５が偏向用電
磁石１１３，１１４で偏向されて被印刷体１１０の印刷
面に付着し、これにより被印刷体１１０の印刷面に所望
のインキ像１１６が印刷形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来の装置には次のような解決すべき課題があった。すな
わち、先ずシルクスクリーン印刷装置では、印刷前に別
途シルクスクリーン刷版１０２を作製しなければならな
い。このため、印刷の準備に多くの時間と手間がかかる
とともに大掛かりな設備が必要となる。また、多くの消
耗品を必要とするため、印刷費用が割高になるという問
題点があった。また、印刷後にシルクスクリーン刷版な
どの廃棄物が多く生成され、その処理が面倒になるとい
う問題点も有していた。

【０００６】一方、インクジェットプリントヘッドを使
用した印刷装置では、刷版を必要としないので準備に時
間や手間が掛からず、また刷版を作製するための設備も
不要になる。このため、シルクスクリーン印刷の場合に
比べて安価に印刷を行なうことが可能である。また、廃
棄物が生成されないので、その処理に頭を悩ますことも
ない。

【０００７】しかしながら、従来より考えられているこ
の種の装置は、一般に被印刷体が固定支持され、かつイ
ンクジェットプリントヘッドが被印刷体に対し水平面内
で移動するように構成されている。このため、印刷が可
能な曲面形状としては、展開して平面になる二次曲面や
緩やかな曲面に限られ、球体や円錘体、バレル形体など
の異径回転体からなる被印刷体には印刷を行なうことが
できなかった。

【０００８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、安価にかつ廃棄物を生成
せずに曲面印刷を行なえ、しかも球体や円錘体、バレル
形体などの異径回転体からなる被印刷体に対しても印刷
を行ない得る曲面印刷装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の曲面印刷装置は、異径回転体からなる被印刷
体をその軸を中心に回転可能にかつ着脱可能に支持する
第１の支持手段と、上記被印刷体の印刷面に対しインキ
を噴射するためのインクジェットプリントヘッドと上記
被印刷体とをこの被印刷体の軸方向に相対移動可能に支
持するための第２の支持手段とを備え、さらに対向間隔
設定手段を備えて、この対向間隔設定手段により上記被
印刷体の印刷曲面と上記インクジェットプリントヘッド
との対向間隔を可変設定するようにしたものである。

【００１０】

【作用】この結果本発明によれば、被印刷体が球体、円
錘体あるいはバレル形等の異径回転体であっても、この
被印刷体は第１の支持手段によりその軸を中心に回転可
能に支持されるとともに、第２の支持手段によりインク
ジェットプリントヘッドに対し軸方向に相対移動可能に
支持され、さらに被印刷体の印刷面とインクジェットプ
リントヘッドとの対向間隔は、対向間隔設定手段により
例えば一定となるように設定される。したがってこの状
態で、印刷しようとする画像情報に応じて、モータなど
を含む駆動機構により、上記被印刷体を回転させるとと
もにこの被印刷体とインクジェットプリントヘッドとを
軸方向に相対移動させ、かつインクジェットプリントヘ
ッドを駆動すれば、局面からなる被印刷体の印刷面の略
全面に上記画像情報に応じたインキ像を印刷形成するこ
とが可能となる。

【００１１】また、被印刷体の印刷面には、インクジェ
ットプリントヘッドにより直接印刷が行なわれるので、
刷版などを不要にすることができるとともに、インキな
どの消費量が比較的少なくて済む。このため、簡単かつ
短時間にしかも大掛かりな設備を使用せずに安価に曲面
印刷を行なうことができる。また、刷版などの廃棄物が
生成されないので、印刷後の処理も簡単化することがで
きる。

【００１２】

【実施例】

（第１の実施例）本実施例では、周面が軸方向にテーパ
状に形成された例えばコップのような形状の被印刷体の
周面に対して印刷を行なう場合について述べる。

【００１３】図１は、本実施例に係わるインクジェット
曲面印刷装置の概略構成図である。本実施例の装置は、
被印刷体１０の支持機構部と、インクジェットプリント
ヘッド３０の支持機構部と、印刷駆動回路部とから構成
される。

【００１４】先ず被印刷体１０の支持機構部は、次のよ
うに構成される。すなわち、１１は椅子形をなす固定フ
レーム１１であり、この固定フレーム１１の台座部上面
部には下部回転台１２が軸支されている。この下部回転
台１２の台上には、被印刷体１０を着脱自在に固定する
ための支持治具１３が設けられている。また、上記下部
回転台１２の回転軸は主走査モータ１４の駆動軸に連結
されており、これにより下部回転台１２は主走査モータ
１４により回転駆動される。主走査モータ１４として
は、パルスモータやサーボモータなどのように回転位置
や回転速度を正確に制御できるものが使用される。ま
た、固定フレーム１１の支持柱上端部には、回動軸１５
を介して回動可能に上部可動フレーム１６が枢着されて
いる。この上部可動フレーム１６には、上部押え盤１７
が軸支されている。この上部押え盤１７の回転軸は上記
下部回転台１２の回転軸と同軸に設定されており、上部
押え盤１７は上記下部回転台１２および支持治具１３と
協動して被印刷体１０を回転可能に支持する。また、上
記上部押え盤１７の回転軸にはロータリエンコーダ１８
の回転軸が連結されている。ロータリエンコーダ１８
は、被印刷体１０が１回転するごとにパルスを出力す
る。

【００１５】一方、インクジェットプリントヘッド３０
の支持機構部は、次のように構成される。すなわち、上
記固定フレーム１１の台座部先端部には、回動軸１９を
介して回動可能にプリントヘッドアーム２０が枢着され
ている。このプリントヘッドアーム２０のコ字形フレー
ム間には、リードスクリュー２１が軸支され、さらにこ
のリードスクリュー２１に対し平行にガイドレール（図
示せず）が設置されている。これらのリードスクリュー
２１およびガイドレールには、それぞれめねじ２２およ
びスライドベアリング受け２３を介して、プリントヘッ
ド支持台２４が取着されている。このプリントヘッド支
持台２４には、インクジェットプリントヘッド３０が取
り付けられる。このプリントヘッド支持台２４上におけ
るインクジェットプリントヘッド３０の取付け位置は可
変可能になっており、これにより被印刷体１０の周面に
対するインクジェットプリントヘッド３０の対向間隔が
調整される。

【００１６】また、上記リードスクリュー２１はカップ
リング２５を介して副走査モータ２６の駆動軸に連結さ
れている。この副走査モータ２６は、上記リードスクリ
ュー２１を回転させることによりインクジェットプリン
トヘッド３０を上下移動させる。なお、上記インクジェ
ットプリントヘッド３０としては、例えばシングルノズ
ルのコンティニアスタイプのもの、あるいはオンディマ
ンド型のマルチノズルタイプのものが使用される。また
上記副走査モータ２６としては、パルスモータやサーボ
モータなどのように回転位置や回転速度を正確に制御で
きるものが使用される。上記プリントヘッドアーム２０
の基端アーム２７にはスライド溝２８が設けられてお
り、固定ねじ２９がこのスライド溝２８に係合して上記
固定フレーム１１に螺着される。すなわち、このスライ
ド溝２８および固定ねじ２９により、固定フレーム１１
に対するプリントヘッドアーム２０の傾斜角度が可変設
定される。

【００１７】また印刷駆動回路部は、制御回路４０と、
ラスタ画信号受信回路４１と、主走査ライン画信号変換
回路４２と、プリントヘッドドライブ回路４３と、被印
刷体形状メモリ４４と、円周長演算回路４５と、プリン
トパルス周期演算回路４６と、主走査モータドライバ４
７と、副走査モータドライバ４８とを備えている。

【００１８】このうち先ずラスタ画信号受信回路４１
は、バッファメモリまたはページメモリを有し、スキャ
ナやビデオカメラ、さらにはコンピュータグラフィック
機能を用いて別途作成された印刷画像のラスタ画信号を
取り込んで、このラスタ画信号を上記バッファメモリま
たはページメモリに記憶するものである。

【００１９】被印刷体形状メモリ４４には、被印刷体１
０の形状に関するデータが記憶される。形状に関するデ
ータとしては、図形パターンにおける設計値、または被
印刷体１０の形状を実際に測定して得た例えば各軸位置
における外周径の値などが使用される。円周長演算回路
４５では、上記被印刷体形状メモリ４４に記憶された被
印刷体１０の形状に関するデータを基に、被印刷体１０
の軸方向各位置における円周長が算出される。この円周
長の算出データは、主走査ライン画信号変換回路４２お
よびプリントパルス周期演算回路４６にそれぞれ供給さ
れる。

【００２０】主走査ライン画信号変換回路４２は、上記
円周長演算回路４５から供給された被印刷体１０の円周
長算出データを基に、上記ラスタ画信号受信回路４１に
記憶されたラスタ画信号の主走査信号を、被印刷体１０
の円周長に整合させるように変換する。この場合、例え
ばラスタ信号の主走査信号長が被印刷体１０の最大外周
長に整合するように設定されているとすれば、被印刷体
１０のその他の外周部分に対応するラスタ信号について
はその主走査信号を間引くなどして情報量を縮少し、こ
れにより被印刷体１０の外周部分に整合させる。

【００２１】プリントパルス周期演算回路４６では、被
印刷体１０の周面上にその円周長に拘らず均等にドット
を分布させるために、インクジェットプリントヘッド３
０のプリントパルス周期を被印刷体１０の円周長に反比
例するように変換するための演算処理が行なわれる。

【００２２】プリントヘッドドライブ回路４３は、上記
主走査ライン画信号変換回路４２により主走査信号長が
変換された印刷画信号と、上記プリントパルス周期演算
回路４６により周期が変換されたプリントパルスとに応
じて、インクジェットプリントヘッド３０を付勢する。

【００２３】制御回路４０は、例えばマイクロコンピュ
ータを主制御部として有したもので、上記プリントヘッ
ドドライブ回路４３によるインクジェットプリントヘッ
ド１０の付勢動作に同期して、主走査モータドライバ４
７および副走査モータドライバ４８をそれぞれ駆動制御
する。その際、主走査モータ１４による被印刷体１０の
主走査回転タイミングは、ロータリエンコーダ１８の出
力パルスを基に制御される。

【００２４】次に、以上のように構成された装置の動作
を説明する。先ず、印刷に先立ち、上部可動フレーム１
６を開閉することにより、下部回転台１２と上部押え盤
１７との間に被印刷体１０を挟んだ状態で支持させる。
また、それとともに被印刷体形状メモリ４４に上記被印
刷体１０の形状に関するデータを記憶させ、さらにラス
タ画信号受信回路４１に図示しないスキャナやビデオカ
メラ、さらにはコンピュータグラフィック機能を用いて
別途作成された印刷画像のラスタ画信号を入力して記憶
させる。

【００２５】さて、この状態で制御回路４０に印刷開始
指示を入力すると、円周長演算回路４５において上記被
印刷体形状メモリ４４に記憶された被印刷体１０の形状
に関するデータを基に、被印刷体１０の軸方向各位置に
おける円周長が算出される。また、この円周長の算出デ
ータを基に、主走査ライン画信号変換回路４２におい
て、上記ラスタ画信号受信回路４１に記憶されたラスタ
画信号の主走査信号が被印刷体１０の円周長に整合する
ように変換される。

【００２６】例えば、スキャナやビデオカメラなどによ
り得られたラスタ画信号は、一般に図２（ａ）に示すご
とく矩形の走査領域を有し、かつ全走査領域に渡って走
査画素密度が均等になっている。これに対し、被印刷体
１０の周面形状は図２（ｂ）に示すように軸方向に円周
長が変化するものとなっている。そこで、上記主走査ラ
イン画信号変換回路４２においては、ラスタ画信号の主
走査信号のドットが、被印刷体１０の円周長に合わせて
間引き処理され、これにより印刷に供するラスタ画信号
の走査領域が、図２（ｃ）に示すように被印刷体１０の
周面形状に対応した状態になるように変換される。な
お、ラスタ画信号の主走査ライン長を、画信号のドット
を間引かずに、被印刷体１０の形状に合わせてただ単に
圧縮した場合には、被印刷体１０の円周長の短い小径部
分において、インキの付着密度が高くなるために画像の
濃度が濃くなり過ぎて不明瞭な印刷画像になったり、ま
た場合によってはインキの固化が遅くなって、インキが
流れ出すなどの不具合を生じる。

【００２７】さらにプリントパルス周期演算回路４６で
は、被印刷体１０の周面上にその円周長に拘らず均等に
ドットを分布させるために、インクジェットプリントヘ
ッド３０のプリントパルス周期を被印刷体１０の円周長
に反比例するように変換するための演算処理が行なわれ
る。例えば、被印刷体１０の大径部分に対してはプリン
トパルス周期が短くなるように、また被印刷体１０の小
径部分に対してはプリントパルス周期が長くなるように
それぞれ演算が行なわれ、これにより被印刷体１０の形
状に応じたプリントパルス周期が設定される。

【００２８】そうして主走査信号の変換およびプリント
パルス周期の設定が終了すると、制御回路４０から主走
査モータドライバ４７および副走査モータドライバ４８
に対し駆動指示が与えられて、これにより主走査モータ
１４および副走査モータ２６は回転動作を開始する。ま
た、この回転動作に同期してプリントヘッドドライブ回
路４３からインクジェットプリントヘッド３０に対し
て、上記変換された印刷用画信号に応じた駆動信号が上
記設定されたプリントパルス周期に応じて与えられ、こ
れによりインクジェットプリントヘッド３０は付勢され
る。したがって、被印刷体１０の周面には、上記印刷用
画信号に応じた画像が印刷形成される。

【００２９】このように本実施例では、支持治具１３を
有する下部回転台１２と上部押え盤１７とを備えた回転
支持機構により被印刷体１０をその軸を中心に回転可能
に支持するとともに、リードスクリュー２１およびガイ
ドレールなどからなる副走査支持機構によりインクジェ
ットプリントヘッド３０を上下動可能に支持し、かつプ
リントヘッドアーム２０の傾斜角度を調整する機構によ
り被印刷体１０の印刷面に対するインクジェットプリン
トヘッド３０の対向間隔を一定に保持させるように構成
している。このため、被印刷体１０に対する印刷のため
の主走査および副走査を、何ら不具合を生じることなく
確実に行なうことが可能となり、これにより径が軸方向
にリニアに変化するコップ形の形状を有する被印刷体１
０に対して、その周面全面にインクジェットプリントヘ
ッド３０からもれなくインキを噴射して画像を印刷する
ことができる。

【００３０】また、印刷方法としてインクジェットプリ
ント法を使用しているので、被印刷体１０の周面にはイ
ンクジェットプリントヘッド３０により直接印刷が行な
われることになる。このため、刷版などを不要にするこ
とができるとともに、インキなどの消費量が比較的少な
くて済む。したがって、簡単かつ短時間にしかも大掛か
りな設備を使用せずに安価に曲面印刷を行なうことがで
きる。また、刷版などの廃棄物が生成されないので、印
刷後の処理も簡単化することができる。

【００３１】さらに本実施例では、インクジェットプリ
ントヘッド３０を駆動する際に、主走査ライン画信号変
換回路４２により原ラスタ画信号の主走査信号を被印刷
体１０の形状に応じて変換するとともに、プリントパル
ス周期演算回路４６により上記被印刷体１０の形状に応
じて可変設定するように構成している。したがって、コ
ップ形をなす被印刷体１０の周面に対し、この周面の円
周長の変化に拘らず、原ラスタ画信号に応じた画像を均
等なドットでかつ歪みを生じることなく印刷形成するこ
とができる。

【００３２】（第２の実施例）本実施例では、径が軸方
向の中央部で最も大きく端部に向かうに従って次第に減
少する、いわゆるバレル状の被印刷体の周面に対して印
刷を行なう場合について述べる。

【００３３】図３は、本実施例に係わるインクジェット
曲面印刷装置の概略構成図である。なお、同図において
前記図１と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は
省略する。

【００３４】固定フレーム５１には、枠形をなす回動フ
レーム５３が回動軸５２を介して回動可能に枢着されて
いる。この回動フレーム５３の下辺部には回転台５４
が、また上辺部には押え盤５５がそれぞれ軸支されてい
る。これらの回転台５４および押え盤５５は、バレル状
をなす被印刷体５０の両端部を挾持することにより、こ
の被印刷体５０を回動フレーム５３に対し回転自在に支
持するものである。上記回転台５４の回転軸５９は主走
査モータ１４に連結されており、この主走査モータ１４
により回転動作する。上記回動軸５２には回動歯車５６
が軸着されており、この回動歯車５６には駆動歯車５７
が歯合されている。この駆動歯車５７の軸はギャップ調
整モータ５８に連結されている。ギャップ調整モータ５
８は、被印刷体５０の周面と後述するインクジェットプ
リントヘッド３０との間の対向間隔を一定に保持するた
めに、上記駆動歯車５７および回動歯車５６を介して回
動フレーム５３を回動させるものである。

【００３５】一方、インクジェットプリントヘッド３０
の支持機構部は、図１で述べたようにリードスクリュー
２１およびガイドレールを有している。これらのリード
スクリュー２１およびガイドレールには、それぞれめね
じ２２およびスライドベアリング受けを介してプリント
ヘッド支持台２４が取着され、このプリントヘッド支持
台２４上にインクジェットプリントヘッド３０が取り付
けられている。また、上記リードスクリュー２１は、カ
ップリングを介して副走査モータ２６の駆動軸に連結さ
れている。この副走査モータ２６は、上記リードスクリ
ュー２１を回転させることによりインクジェットプリン
トヘッド３０を上下移動させる。

【００３６】また印刷駆動回路部には、ラスタ画信号受
信回路４１と、主走査ライン画信号変換回路４２と、プ
リントヘッドドライブ回路４３と、被印刷体形状メモリ
４４と、円周長演算回路４５と、主走査モータドライバ
４７と、副走査モータドライバ４８とに加えて、制御回
路４００と、ギャップ調整モータドライバ４９と、主走
査回転速度指令回路４０１とが備えられている。

【００３７】制御回路４００は、上記プリントヘッドド
ライブ回路４３によるインクジェットプリントヘッド１
０の付勢動作に同期して、副走査モータドライバ４８お
よびギャップ調整モータドライバ４９をそれぞれ駆動制
御する。ギャップ調整モータドライバ４９は、制御回路
４００から供給される駆動制御信号に応じてギャップ調
整モータ５８を回転駆動するものである。

【００３８】主走査回転速度指令回路４０１では、被印
刷体５０の周面上にその円周長に拘らず均等に印刷ドッ
トを分布させるために、円周長演算回路４５から供給さ
れた被印刷体５０の円周長算出データを基に、主走査モ
ータ１４の回転速度が被印刷体５０の円周長に対し逆比
例する速度に変換され、この変換された速度が主走査モ
ータドライバ４７に指令される。なお、プリントヘッド
ドライブ回路４３では、被印刷体５０の周面形状に拘ら
ず、一定のプリントパルス周期に従ってインキの噴射が
行なわれる。

【００３９】このような構成であるから、バレル状をな
す被印刷体５０は回転台５４に乗せられた状態で押え盤
５５により上から押さえ付けられ、これにより主走査の
ための回転が可能な状態に支持される。また、被印刷体
５０は回動フレーム５３によって回動自在に支持されて
おり、これによりインクジェットプリントヘッド３０と
の間隔が一定になるように調整可能となっている。一
方、インクジェットプリントヘッド３０は、リードスク
リュー２１およびガイドレールによって副走査のための
上下移動が可能な状態に支持されている。

【００４０】さて、この状態で被印刷体形状メモリ４４
に上記被印刷体５０の形状に関するデータが記憶され、
かつラスタ画信号受信回路４１に図示しないスキャナや
ビデオカメラ、さらにはコンピュータグラフィック機能
を用いて別途作成された印刷画像のラスタ画信号が入力
されたとする。そうすると、先ず円周長演算回路４５に
おいて、上記被印刷体形状メモリ４４に記憶された被印
刷体５０の形状に関するデータを基に、被印刷体５０の
軸方向各位置における円周長が算出される。次に、この
円周長の算出データを基に、主走査ライン画信号変換回
路４２において、上記ラスタ画信号受信回路４１に記憶
されたラスタ画信号の主走査信号が被印刷体５０の円周
長に整合するように変換される。例えば、原ラスタ画信
号が図４（ａ）に示すごとく、矩形の走査領域を有しか
つ全走査領域に渡って走査画素密度が均等になっている
場合には、被印刷体５０（図４（ｂ））の円周長に応じ
て、主走査信号のドットの間引きによる縮小処理やドッ
トの挿入による拡大処理が適宜行なわれ、これによりラ
スタ画信号は図４（ｃ）に示すように被印刷体５０の周
面形状に対応した形に変換される。

【００４１】そうして変換された印刷用画信号が得られ
ると、プリントヘッドドライブ回路４３からインクジェ
ットプリントヘッド３０に対し、上記印刷用画信号に応
じた駆動信号が供給され、これによりインクジェットプ
リントヘッド３０では一定のプリント周期に従ってイン
キの噴射が開始される。

【００４２】一方、このインクジェットプリントヘッド
３０の付勢動作と同期して、主走査回転速度指令回路４
０１から主走査モータドライバ４７に対して駆動制御信
号が供給される。またこのとき主走査回転速度指令回路
４０１から主走査モータドライバ４７へは、被印刷体５
０の円周長に対し主走査モータ１４の回転速度が反比例
するように設定された速度指令信号も供給される。この
ため、主走査モータ１４は、被印刷体５０の円周長に応
じて、被印刷体５０の両端部に対し印刷を行なっている
ときに回転速度が最も速くなり、また被印刷体５０の中
央部に対し印刷を行なっているときに回転速度が最も遅
くなるように回転動作を行なう。したがって、被印刷体
５０の周面にはその周長には関係なく常に一定のドット
で印刷が行なわれる。

【００４３】さらに、制御回路４００から副走査モータ
ドライバ４８に対しては副走査のための駆動制御信号が
供給され、これにより副走査モータ２６は一定の速度で
回転を開始する。このため、インクジェットプリントヘ
ッド３０は被印刷体５０の周面に対し一定の速度で副走
査を行なう。また、制御回路４００からギャップ調整モ
ータドライバ４９へはギャップ調整のための駆動制御信
号が供給され、これによりギャップ調整モータ５８は回
転方向を途中で可変しながら回転動作を行なう。したが
って、インクジェットプリントヘッド３０と被印刷体５
０の周面とのギャップは常に略一定となるように保持さ
れる。

【００４４】このように本実施例では、回転台５４およ
び押え盤５５を含む回転支持機構によりバレル状の被印
刷体５０をその軸を中心に回転可能に支持するととも
に、インクジェットプリントヘッド３０をリードスクリ
ュー２１およびガイドレールなどからなる副走査支持機
構により上下移動可能に支持し、かつ回動フレーム５３
およびその回動駆動機構により被印刷体５０を回動可能
に支持するように構成している。このため、バレル状の
被印刷体５０に対する印刷のための主走査および副走査
を確実に行なうことが可能になり、また印刷過程におい
てインクジェットプリントヘッド３０と被印刷体５０の
周面とのギャップを略一定に保持することが可能にな
る。したがって、バレル状の被印刷体５０についても、
その周面全面にインクジェットプリントヘッド３０から
もれなくインキを噴射して印刷を行なうことができる。

【００４５】また、前記第１の実施例と同様に、被印刷
体５０の周面にはインクジェットプリントヘッド３０に
より直接印刷が行なわれることになる。このため、刷版
などを不要にすることができるとともに、インキなどの
消費量が比較的少なくて済む。したがって、簡単かつ短
時間にしかも大掛かりな設備を使用せずに安価に曲面印
刷を行なうことができる。また刷版などの廃棄物が生成
されないので、印刷後の処理も簡単化することができ
る。

【００４６】さらに本実施例では、インクジェットプリ
ントヘッド３０を駆動する際に、主走査ライン画信号変
換回路４２により原ラスタ画信号の主走査信号を被印刷
体５０の形状に応じて変換し、かつ主走査回転速度指令
回路４０１により上記被印刷体５０の形状に応じて主走
査速度を可変設定するようにしている。したがって、バ
レル状をなす被印刷体５０の周面に対し、この周面の円
周長の変化に拘らず、原ラスタ画信号に応じた画像を均
等なドットでかつ歪みを生じることなく高品質に印刷す
ることができる。 （第３の実施例）本実施例では、球体からなる被印刷体
の周面に対して印刷を行なう場合について述べる。

【００４７】図５は、本実施例に係わるインクジェット
曲面印刷装置の要部構成を示す図である。同図におい
て、６１はコ字形をなす固定フレームであり、この固定
フレーム６１には回動軸６２を介して枠形をなす回動フ
レーム６３が回動可能に取り付けられている。この回動
フレーム５３の相対向する二辺には、それぞれ回転台６
４および押え盤６５が軸支されており、これらの回転台
６４と押え盤６５との間に球体からなる被印刷体６０が
挾持される。上記回転台６４の回転軸は主走査モータ６
６の駆動軸に連結されており、この主走査モータ６６に
より回転動作する。また、上記回動軸６２には回動歯車
６７が軸着されており、この回動歯車６７には図示しな
い駆動歯車が歯合している。これらの回動歯車６７およ
び駆動歯車は、図示しない副走査モータの駆動力を上記
回動軸６２に伝え、これにより回動フレーム６３を固定
フレーム６１に対し回動させるものである。なお、イン
クジェットプリントヘッド３０は、被印刷体６０の周面
に対し所定のギャップを有して対向する状態に固定的に
設置されている。

【００４８】このような構成であるから、被印刷体６０
は回転台６４と押え盤６５とにより回転可能に支持さ
れ、この状態で主走査モータ６６により矢印ｘ方向に回
転駆動される。つまり、これにより印刷のための主走査
が行なわれる。なお、このとき主走査モータ６６の回転
速度は、被印刷体６０の円周長に拘らず一定のドット密
度で印刷が行なわれるように、被印刷体６０の円周長に
応じて可変制御される。また、上記主走査に同期して、
図示しない副走査モータにより回動フレーム６３が矢印
ｙ方向に回動駆動され、これにより印刷のための副走査
が行なわれる。

【００４９】したがって本実施例であれば、球体からな
る被印刷体６０に対しても、その周面の略全面に対しイ
ンクジェットプリント方式により所望の印刷を行なうこ
とができる。

【００５０】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではない。例えば、第１および第２の実施例では、
被印刷体１０，５０の形状に関するデータとして設計デ
ータ或いは別途測定したデータを被印刷体形状メモリ４
４に予め記憶するようにした。しかし、その他の方式と
して、プリントヘッド支持台２４に形状センサを取り付
け、この形状センサにより被印刷体１０，５０の周面形
状を計測しながら、その計測データに基づいて印刷動作
を実行するように構成してもよい。このように構成する
と、被印刷体１０，５０の形状を事前に計測してメモリ
４４に記憶させる手間が不要となり、これにより簡単か
つ短時間で印刷を行なうことが可能となるので、印刷能
率の高い装置を提供することができる。

【００５１】また、第１および第２の実施例では、被印
刷体１０，５０の支持機構部およびインクジェットプリ
ントヘッド３０の支持機構部をそれぞれ垂直に設置し、
インクジェットプリントヘッド３０を上下方向に移動さ
せることにより副走査を行なうように構成した。しか
し、被印刷体１０，５０の支持機構部およびインクジェ
ットプリントヘッド３０の支持機構部をそれぞれを水平
に配置し、この状態でインクジェットプリントヘッド３
０を水平方向に移動させるように構成してもよい。イン
クジェットプリントヘッドとして例えばオンディマンド
形のマルチノズルタイプのものを使用した場合には、イ
ンキ容器の向きおよびオリフィスの二次元的な配置など
に制約が生じ、上記第１および第２の実施例の構成では
スペース的に実施不可能になることがある。しかし、上
記したように全体の支持機構部を水平に配置してインク
ジェットプリントヘッド３０を水平方向に副走査するよ
うに構成すると、上記のような制約がある場合でも実施
可能になる。

【００５２】さらに、第１の実施例において、インクジ
ェットプリントヘッド３０がマルチノズルタイプであっ
て、被印刷体１０の各回転ごとに副走査方向に複数ライ
ンの帯状の走査領域が形成され、これがスパイラル状に
繋がって印刷が進行する構成となる場合には、原ラスタ
画信号の座標を斜めによぎるように各印刷走査のライン
は形成される。したがって、この場合には主走査ライン
画信号変換回路４２でこのスパイラル走査のための変換
も行なうようにするとよい。

【００５３】図６はその関係を説明するための図であ
る。同図において、破線で示したライン l1 〜l8（ln）
は原ラスタ画信号の主走査ラインである。これに対し、
実線で示されるラインL1〜L4は、インクジェットプリン
トヘッド３０によるプリントドットラインであり、この
例では４本のノズルが同時に動作してスパイラル状の走
査領域を形成した場合を示している。このプリントドッ
トラインに対応する印刷画信号を生成するには、ライン
l1 〜lnで構成されるメモリ空間上の画信号から、ライ
ンL1〜L4がよぎる最接近位置のアドレスのが情報を抽出
して並べ代えるような変換処理を、上記主走査ライン画
信号変換回路４２で行なえばよい。

【００５４】また、第１の実施例では、下部回転台１２
上に支持治具１３を設け、この支持治具１３により被印
刷体１０を固定するようにしたが、下部回転台１２を調
整機能付きのチャック機構を備えた構成とし、これによ
り被印刷体１０を下部回転台１２上に直接固定できるよ
うに構成してもよい。

【００５５】さらに、第２の実施例では、インクジェッ
トプリントヘッド３０と被印刷体５０の周面との間のギ
ャップを、被印刷体５０を回動させることにより調整す
るようにしたが、その代わりにプリントヘッド支持台２
４にインクジェットプリントヘッド３０を前後に移動さ
せるための機構を設け、この機構によりインクジェット
プリントヘッド３０と被印刷体５０の周面との間のギャ
ップを調整するように構成してもよい。

【００５６】図７はその構成の一例を示すもので、２４
０はプリントヘッド支持台を示している。このプリント
ヘッド支持台２４０の基台２４１上には、スライドレー
ル２４２によりスライド可能に構成された移動台２４３
が搭載されている。この移動台２４３上にはインクジェ
ットプリントヘッド３０が載置固定されている。また上
記移動台２４３の下面部にはめねじ２４４が固定されて
おり、このめねじ２４４にはリードスクリュー２４５が
螺嵌されている。このリードスクリュー２４５の基端部
は、ジョイント２４６を介してモータ２４７の駆動軸に
連結されている。このモータ２４７は、制御回路の制御
に応じて図示しないモータドライバにより駆動される。

【００５７】このような構成であるから、印刷動作中に
インクジェットプリントヘッド３０の上下移動に応じ
て、モータ２４７の回転方向およびその回転量を制御す
ると、このモータ２４７の回転に応じてリードスクリュ
ー２４５が回転し、これにより移動台２４３が、つまり
インクジェットプリントヘッド３０が前後方向に移動す
る。したがって、この前後方向の移動量を適宜設定すれ
ば、被印刷体５０の周面に対するインクジェットプリン
トヘッド３０の対向間隔を略一定に保つことが可能であ
る。

【００５８】また、第３の実施例では、インクジェット
プリントヘッド３０を固定的に設置したが、このインク
ジェットプリントヘッド３０を移動させることにより副
走査を行なうようにしてもよい。これを実現するには、
例えば回動フレーム６３を固定しておき、インクジェッ
トプリントヘッド３０を支持するアームを、被印刷体６
０の中心位置を通る回動軸６２に支持させ、このアーム
をモータにより回動させるように構成すればよい。

【００５９】さらに、第３の実施例では、球体からなる
被印刷体６０を回転台６４と押え盤６５とで挾持した状
態で主走査回転させるようにした。しかし、この場合に
は被印刷体６０の周面のうち、回転台６４および押え盤
６５に接触している部分には印刷を行なうことができな
い。そこで、被印刷体６０に予め回転軸を取着してお
き、この回転軸を軸支して回転させるように構成すると
よい。このように構成すると、被印刷体６０の周面の略
全面にもれなく印刷を行なうことができる。

【００６０】その他、被印刷体の形状やその支持機構の
構成、インクジェットプリントヘッドの支持機構の構
成、被印刷体の印刷曲面とインクジェットプリントヘッ
ドとの対向間隔を可変設定するための対向間隔設定手段
の構成、インクジェットプリントヘッドの種類や構成な
どについても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施できる。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、異径回転
体からなる被印刷体をその軸を中心に回転可能にかつ着
脱可能に支持する第１の支持手段と、上記被印刷体の印
刷面に対しインキを噴射するためのインクジェットプリ
ントヘッドと上記被印刷体とをこの被印刷体の軸方向に
相対移動可能に支持するための第２の支持手段とを備
え、さらに対向間隔設定手段を備えて、この対向間隔設
定手段により上記被印刷体の印刷曲面と上記インクジェ
ットプリントヘッドとの対向間隔を可変設定するように
したものである。

【００６２】したがって本発明によれば、安価にかつ廃
棄物を生成せずに曲面印刷を行なうことができ、しかも
球体や円錘体、バレル形体などの異径回転体からなる被
印刷体に対しても印刷を行ない得る曲面印刷装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる曲面印刷装置の
概略構成図。

【図２】図１に示した装置の動作説明に使用するための
図。

【図３】本発明の第２の実施例に係わる曲面印刷装置の
概略構成図。

【図４】図３に示した装置の動作説明に使用するための
図。

【図５】本発明の第３の実施例に係わる曲面印刷装置の
要部構成図。

【図６】本発明の変形例を説明するための模式図。

【図７】本発明の他の変形例に係わるインクジェットプ
リントヘッド支持機構部の構成を示す図。

【図８】シルクスクリーン印刷法を適用した従来の曲面
印刷装置の原理的な構成を示す図。

【図９】インクジェットプリントヘッドを使用した従来
の曲面印刷装置の原理的な構成を示す図。

【符号の説明】

１０，５０，６０…被印刷体 １１…固定フレ
ーム １２…下部回転台 １３…支持治具 １４…主走査モータ １５…回動軸 １６…上部可動フレーム １７…上部押え
盤 １８…ロータリエンコーダ １９…回動軸 ２０…プリントヘッドアーム ２１…リードス
クリュー ２２…めねじ ２３…スライド
ベアリング受け ２４…プリントヘッド支持台 ２５…カップリ
ング ２６…副走査モータ ２７…基端アー
ム ２８…スライド溝 ２９…固定ねじ ３０…インクジェットプリントヘッド ４０，４００…
制御回路 ４１…ラスタ画信号受信回路 ４２…主走査ラ
イン画信号変換回路 ４３…プリントヘッドドライブ回路 ４４…被印刷体
形状メモリ ４５…円周長演算回路 ４６…プリント
パルス周期演算回路 ４７…主走査モータドライバ ４８…副走査モ
ータドライバ ４９…ギャップ調整モータドライバ ５１…固定フレ
ーム ５２…回動軸 ５３…回動フレ
ーム ５４…回転台 ５５…押え盤 ５６…回動歯車 ５７…駆動歯車 ５８…ギャップ調整モータ ４０１…主走査
回転速度指令回路 ６１…固定フレーム ６２…回動軸 ６３…回動フレーム ６４…回転台 ６５…押え盤 ６６…主走査モ
ータ ６７…回動歯車 ２４０…プリン
トヘッド支持台 ２４１…基台 ２４２…スライ
ドレール ２４３…移動台 ２４４…めねじ ２４５…リードスクリュー ２４６…ジョイ
ント ２４７…モータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異径回転体からなる被印刷体をその軸を
   中心に回転可能にかつ着脱可能に支持するための第１の
   支持手段と、 前記被印刷体の印刷面に対しインキを噴射するためのイ
   ンクジェットプリントヘッドと前記被印刷体とを、この
   被印刷体の軸方向に相対移動可能に支持するための第２
   の支持手段と、 前記被印刷体の印刷曲面と前記インクジェットプリント
   ヘッドとの対向間隔を可変設定するための対向間隔設定
   手段とを具備したことを特徴とする曲面印刷装置。