TW202138204A - 印刷裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之印刷單元具有:複數個噴墨部;及X軸直線運動機構,使複數個噴墨部在同一個主掃描方向上各自移動。X軸直線運動機構是使複數個噴墨部當中的和工件的印刷有關的噴墨部移動成與工件之表面相對向,並且使剩餘的噴墨部在1個X軸直線運動機構上移動成從工件之表面退開。藉此,提供一種可以精度良好地對具有三維曲面的工件進行印刷之印刷裝置。

Description

印刷裝置
本發明是有關於一種印刷裝置。
發明背景 以往,在例如日本專利第6426038號公報(以下標記為「專利文獻1」)等,已知有一種使用噴墨來對具有曲面的工件進行印刷之印刷裝置。
專利文獻1揭示了一種印刷裝置,其構成為:對於以噴墨頭之主掃描方向為軸方向之筒狀體的工件之側面,往副掃描方向傾斜噴嘴列來吐出墨滴。
然而,專利文獻1之印刷裝置可印刷的工件的截面形狀被限定於筒狀體之物。因此,不限定於筒狀體的工件,對具有三維曲面的任意工件皆可進行高精度印刷之印刷裝置是眾所期待的。
本發明藉由以下所示之構成,提供一種對具有三維曲面的工件吐出液滴,即可以精度良好地印刷預定的圖像之印刷裝置。
亦即,本發明之印刷裝置具備:印刷單元,將墨水吐出於工件之表面;及工件驅動單元,調整工件的姿勢。印刷單元具有:複數個噴墨部,吐出墨水;及主掃描直線運動機構,使複數個噴墨部在同一個主掃描方向上各自移動。
根據該構成,主掃描直線運動機構是使複數個噴墨部各自在同一個主掃描方向上移動。亦即,主掃描直線運動機構是使複數個噴墨部沿著主掃描方向各自獨立移動。藉此,可得到一種即便對於例如具有凹面或凸面的工件,仍可以進行自由度高的印刷之印刷裝置。
又,本發明之印刷裝置的主掃描直線運動機構是構成為使複數個噴墨部當中的和工件的印刷有關的噴墨部與工件之表面相對向,並且使其餘的噴墨部從工件之表面退開。
根據該構成,僅使和印刷有關的噴墨部與工件之表面相對向來進行印刷。另一方面,構成為使和印刷無關的噴墨部從工件退開而不與工件干涉。藉此,可以提高工件的姿勢調整動作的自由度。
又,本發明之印刷裝置的印刷單元具有:副掃描直線運動機構,使複數個噴墨部當中的至少1個在與主掃描方向交叉之副掃描方向上移動。
根據該構成,構成為複數個噴墨部當中的至少1個可在副掃描方向上移動。亦即,僅使成為印刷對象之顏色的噴墨部接近工件來印刷。因此,可以避免非印刷對象之其他顏色的噴墨部與工件的干渉。藉此,可以提高工件的姿勢調整動作的自由度。
又,本發明之印刷裝置的印刷單元具有:進退直線運動機構,使複數個噴墨部當中的至少1個相對於工件進退。
根據該構成,進退直線運動機構是使複數個噴墨部當中的至少1個相對於工件進退。亦即,進退直線運動機構僅使成為印刷對象之顏色的噴墨部接近工件來印刷。因此,可以避免非印刷對象之其他顏色的噴墨部與工件的干渉。藉此,可以提高工件的姿勢調整動作的自由度。
又,本發明之印刷裝置的印刷單元具有:旋轉機構,使複數個噴墨部當中的至少1個旋轉。
根據該構成,噴墨部是藉由旋轉機構而構成為可旋轉。藉此,可以一邊使噴墨部在主掃描方向上移動,並一邊藉由旋轉機構來微調整噴墨部的噴嘴對工件的位置。
具體而言,旋轉機構例如是設成使沿著噴墨部之副掃描方向排列成1列的複數個噴嘴列相對於主掃描方向斜向傾斜的姿勢。藉此,可以將排列成1列的複數個噴嘴間的節距縮小。其結果,可以提高印刷裝置的印刷解析度。
此外,旋轉機構例如是使噴墨部的噴嘴列相對於主掃描方向旋轉90°。藉此,可以改變對工件的印刷方向。其結果,可以提高墨水對工件的落點精度。
又,本發明之印刷裝置的工件驅動單元具有至少4軸的驅動機構,4軸的驅動機構當中的至少2軸是以旋轉機構所構成。
根據該構成,工件驅動單元具有至少4軸的驅動機構,且當中的至少2軸是以旋轉機構所構成。藉此,可以擴展工件的姿勢的調整幅度。因此,使對應了工件之曲面的姿勢調整高速化,並且可以精度良好地對工件進行印刷。
又,本發明之印刷裝置的主掃描直線運動機構具有配置成互相並列的第1主掃描直線運動機構及第2主掃描直線運動機構。並且,複數個噴墨部是沿著主掃描方向配置成一列,並且交互地安裝於第1主掃描直線運動機構與第2主掃描直線運動機構。
根據該構成,第1主掃描直線運動機構與第2主掃描直線運動機構是配置成互相並列。並且,複數個噴墨部是沿著主掃描方向配置成一列,並且交互地安裝於第1主掃描直線運動機構與第2主掃描直線運動機構。藉此,可以將安裝於第1主掃描直線運動機構的噴墨部、與安裝於第2主掃描直線運動機構的噴墨部之間隙設定地較小。其結果,可以縮小印刷裝置之主掃描方向的全長。
根據本發明,可以提供一種可以精度良好地對具有三維曲面的工件進行印刷之印刷裝置。
較佳實施例之詳細說明 以下,針對本發明之實施形態,依據圖式來進行說明。另外,以下之較佳的實施形態的說明本質上僅為例示,並非意圖限制本發明、其應用物、或其用途。 (實施形態1)
以下,針對本發明之實施形態1之印刷裝置1之概略構成,依據圖1至圖3來進行說明。
圖1是顯示實施形態1之印刷裝置1之概略構成的正面圖。圖2是顯示印刷裝置1之概略構成的側面圖。圖3是顯示變更了印刷裝置1的工件W的姿勢時之概略構成的側面圖。
如圖1至圖3所示,實施形態1之印刷裝置1是對具有三維曲面的工件W吐出墨水或塗料等的液滴25來印刷預定的圖像之裝置。另外,工件W例如是以樹脂成形品等所形成。
印刷裝置1具備:印刷單元10、工件驅動單元30、及控制部15等。印刷裝置1更具備:架台2、及從架台2豎立設置之門型的高架(gantry)3。工件驅動單元30配設於架台2。印刷單元10配設於高架3。
如以上所述,構成實施形態1之印刷裝置1。
以下,依構成要素分項說明實施形態1之印刷裝置1。 (印刷單元)
首先,針對印刷裝置1的印刷單元10之構成進行說明。
如圖1所示,印刷單元10比工件W的印刷面更配置於上方。印刷單元10具備:1軸的驅動機構即X軸直線運動機構11(有時標記為「主掃描直線運動機構」)、及複數個噴墨部20等。
X軸直線運動機構11安裝於高架3。複數個噴墨部20各自安裝於X軸直線運動機構11。X軸直線運動機構11是使複數個噴墨部20各自在同一個主掃描方向(圖1中為左右方向(X方向))上移動。
具體而言,X軸直線運動機構11是以線性馬達式的驅動機構所構成。X軸直線運動機構11是將複數個噴墨部20各自在X方向上個別地驅動。藉此,X軸直線運動機構11驅動成:僅使複數個噴墨部20當中的和印刷有關的噴墨部20與工件W之表面相對向。同時,X軸直線運動機構11驅動成:使和印刷無關的噴墨部20從工件W退開。
具體而言,噴墨部20例如是對應青色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)、及黑色(K)之4種顏色而設置至少4個。
噴墨部20一邊在主掃描方向上移動,並一邊朝向工件W吐出液滴25。並且,噴墨部20是以吐出的液滴25來將圖像印刷於工件W之表面。此時,如圖3所示,工件驅動單元30進一步使工件W對噴墨部20相對地移動。藉此,在與主掃描方向正交之副掃描方向(圖2中為左右方向(Y方向))上也可以印刷圖像。
其次,針對印刷單元10的噴墨部20,使用圖4來進行說明。圖4是顯示印刷裝置1的噴墨部20之構成的平面圖。
如圖4所示,噴墨部20具備:頭部21、及硬化部23。頭部21配設有在X方向上以預定的間隔排列的4個噴嘴列。噴嘴列具有沿著副掃描方向(Y方向)排列成1列的複數個噴嘴22。在此,在X方向上鄰接的噴嘴22間的節距例如是設定為150dpi~1200dpi。另外,亦可作成為將具有複數個噴嘴22的噴嘴列沿著副掃描方向排列2列以上來配置的構成。
另外,在圖4所示的例子中,為了簡顯易懂地說明噴嘴22間的節距,是採用將4個噴嘴列中的複數個噴嘴22在從印刷方向觀看為相同位置(重疊的位置)上排列配置的例子來顯示,但並不限於此。例如,亦可將4個噴嘴列中的複數個噴嘴22在從印刷方向觀看為互不重疊的位置上錯開配置。藉此,可以提升印刷的解析度。
噴墨部20例如是以壓電式的器件所構成。噴墨部20因應控制部15所供給的驅動訊號,從噴嘴22朝向鉛直下方的例如工件W之表面吐出預定量的液滴25。
硬化部23是使塗佈於工件W之表面的墨水或塗料硬化。硬化部23是依塗佈的墨水或塗料之種類來適當地從以下所示的器件等選擇。例如,作為硬化部23,可以使用金屬鹵素燈(metal halide lamp)或UV-LED等紫外線光源、鹵素燈(halogen lamp)或紅外線雷射二極體(infrared laser diode)、紅外線雷射等紅外線光源、及由加熱器所產生的熱源等。
另外,在實施形態1中,如圖4所示,噴墨部20是以具有:頭部21、及1個硬化部23的構成為例子來進行了說明,但並不限定於此。
例如,如圖5所示,噴墨部20亦可作成為具有:頭部21、及2個硬化部23的構成,前述2個硬化部23配置於頭部21之主掃描方向(圖5中為左右方向(X方向))之兩側。藉由該構成,可以在噴墨部20的往返動作中,對工件W使用2個硬化部23,有效率地將工件W上的墨水硬化。
又,如圖6所示,噴墨部20亦可作成為具有:頭部21、硬化部23、及距離測量部24的構成。距離測量部24是測量噴墨部20與工件W的距離。另外,距離測量部24是依構成工件W的材料之種類來適當地選擇。例如,作為距離測量部24,可以使用接觸式的探針、或非接觸式的雷射位移計、超音波位移計、及LED等。上述非接觸式的距離測量部24是依據光在照射於工件W之後返回至受光元件(未圖示)為止的時間來測量距離。
此時,實施形態1之印刷單元10是根據以下的理由,而構成為在將液滴25吐出於工件W來進行印刷之前,藉由距離測量部24測量工件W與印刷單元10的距離。
亦即,當工件W例如是以樹脂成形品所構成時,相對於製品的設計CAD資料,會有在工件W與印刷單元10之間產生±1mm以上的尺寸差的情況。
於是,實施形態1之印刷單元10是事前以距離測量部24測量噴墨部20與工件W的距離。藉此,可以防止印刷時的噴墨部20與工件W之衝突於未然。此外,可以事先適當地設定液滴25會確實到達的距離間即印刷間隔。
另外,除了量測上述噴墨部20與工件W的距離以外,以距離測量部24測量工件W的形狀,並依據形狀的測量資料來轉換成工件W的表面資料亦可。藉此,可以將工件W的表面資料使用於印刷。又,以距離測量部24僅測量印刷的區域之代表點,並依據代表點的資訊來適當地變更印刷間隔亦可。藉此,可以縮短印刷所花費的時間。
上述工件W與印刷單元10的距離之測量可以從印刷之所有零件來取得,亦可抽樣來進行。另外,當工件W是以尺寸之穩定性優異的材料所構成時,便不須特別實施上述距離之測量。
又,如圖7所示,噴墨部20亦可作成為僅具有:頭部21、及距離測量部24的構成。
此外,噴墨部20亦可作成為不設置硬化部23或距離測量部24,僅單獨設置頭部21的構成。藉此,噴墨部20可以對應之曲面會增加,又,可以將噴墨部20輕量化,而可做到裝置構成的簡略化。
又,噴墨部20亦可作成為具有複數個頭部21的構成。在具有複數個頭部21的構成時,不須使所有頭部21皆為不同顏色,亦可作成為具有複數個相同顏色的頭部21的構成。藉此,例如使大量使用之隱藏基底的白色墨水比其他顏色的墨水更多,便可以延長使用時間。又,只要以相同顏色的2個頭部21來印刷曲面,節拍時間(takt time)便會縮短。
亦可作成為更具有被稱作所謂特別色之其他顏色的噴墨部20的構成,前述特別色是例如:改善圖像之粒狀性的淺青色(Lc)或淺洋紅色(Lm)、用以擴展色彩重現區域的綠色(G)、橘色(Or)、紅色(R)、紫色(V)等。藉此,可以提升印刷之商品包裝的表現力、或商品的訴求性。又,亦可作成為在1個噴墨部20的頭部21加上複數種顏色的噴嘴列的構成。藉此,由於可以用1個頭來處理複數種顏色或材料,因此可以小型化。
又,對於基底並非白色之介質的工件W,在要形成圖像時,通常會需要白色(W)的噴墨部。此時,例如只要在上述4色的噴墨部20以外另外配置白色(W)的噴墨部即可。
此外,為了賦予與基底之間的密接性,設置底漆用的噴墨部亦可。又,為了形成凹凸之紋路(texture)、或在已塗佈的顏色上形成保護層,設置透明用的噴墨部亦可。此外,設置含有鋁、金、銀、銅等之金屬色調材料用的噴墨部亦可。該等噴墨部並非必須設置,只要依需要適當地配設即可。另外,作為上述記載之較佳的噴墨部的組合例,可列舉:(1)青色、洋紅色、黃色、黑色、(2)白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、(3)白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、透明、(4)底漆、青色、洋紅色、黃色、黑色、透明、及(5)金屬、白色、青色、洋紅色、黃色、黑色等。又,作為組合例,可列舉:(6)白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、淺青色、淺洋紅色、及(7)底漆、白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、透明等。此外,作為組合例,可列舉:(8)金屬、白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、透明、(9)金屬、白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、淺青色、淺洋紅色、(10)金屬、白色、青色、洋紅色、黃色、黑色、淺青色、淺洋紅色、透明等。
在此,上述各色的墨水或塗料例如是以因紫外線(UV)而硬化的材料所構成。另外,底漆用或透明用的墨水或塗料可為紫外線型,亦可為溶劑型。此外,金屬色調材料的墨水或塗料也是可為紫外線型,亦可為溶劑型。
各色的墨水或塗料如上述地,宜為因紫外線(UV)而硬化的材料較佳,但亦可為溶劑型。亦即,藉由因紫外線而凝固的墨水,就可以在短時間內乾燥。又,由於只要是溶劑型,就可以容易地進行材料的設計,因此有可以使用更多的材料來擴大適用範圍的可能性。
如以上所述,構成印刷裝置1的印刷單元10。 (工件驅動單元)
其次,針對印刷裝置1的工件驅動單元30,一邊參照圖1至圖3一邊進行說明。
如圖1至圖3所示,工件驅動單元30具備安裝於移動自由度高之前端的固定治具40。固定治具40固定有工件W。工件驅動單元30將已固定於固定治具40的工件W搬送至印刷單元10之下方。
工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
Y軸直線運動機構31載置於架台2。Y軸直線運動機構31是使工件W在副掃描方向(Y方向)上移動。
Z軸直線運動機構32安裝於Y軸直線運動機構31。Z軸直線運動機構32是使工件W在上下方向(Z方向)上移動。
A軸旋轉機構35之其中一端安裝於Z軸直線運動機構32,且另一端安裝有支撐臂41。A軸旋轉機構35是以從Z軸直線運動機構32在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,透過支撐臂41來使工件W旋繞。
B軸旋轉機構36是透過支撐臂41而安裝於A軸旋轉機構35。固定治具40安裝於B軸旋轉機構36。B軸旋轉機構36是以從支撐臂41在Z方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
工件驅動單元30是依據來自控制部15的訊號,使Y軸直線運動機構31、Z軸直線運動機構32、A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36動作。藉此,工件驅動單元30便會使固定於固定治具40的工件W移動至噴墨部20之下方。此時,工件驅動單元30是使用上述4軸的驅動機構,來一邊調整工件W的位置及姿勢,並一邊使工件W移動(參照圖3)。
如以上所述,構成印刷裝置1的工件驅動單元30,來使工件W移動。 (控制部)
其次,針對圖1所示之印刷裝置1的控制部15進行說明。
控制部15例如是以個人電腦或PLC(Programmable Logic Controller)等所構成。控制部15控制印刷單元10及工件驅動單元30的動作。
具體而言,控制部15是透過X軸直線運動機構11來對印刷單元10控制複數個噴墨部20的動作。此外,控制部15控制成使適量的墨水或塗料等液滴25從印刷單元10的噴墨部20的頭部21吐出。
又,控制部15對工件驅動單元30控制Y軸直線運動機構31、Z軸直線運動機構32、A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36的動作。
如以上所述,構成印刷裝置1的控制部15。 (印刷時的工件的姿勢與方向)
其次,針對印刷時的工件W的姿勢與方向,一邊參照圖8一邊進行說明。
在此,如圖8所示地,是將從噴嘴22a朝向工件W之表面向下的垂線與工件W之表面交叉的點設為交點75,前述噴嘴22a是噴墨部20的複數個噴嘴22當中的中央附近的噴嘴。另外,亦可將從圖4中以一點鏈線顯示之頭部21之X方向的中心線及Y方向的中心線所交叉的點朝向工件W之表面向下的垂線與工件W之表面交叉的點設為交點75。藉此,可以將頭部21之中心位置作成為軌跡之中心位置,而考慮到對稱性來計算。因此,可以使用各個噴嘴列整體來容易地算出印刷軌道。
又,在交點75中,對工件W之表面的切線76是與噴墨部20的下表面(配置有噴嘴22的面)平行。在此,將噴嘴22與工件W之表面的距離設為D。
控制部15如上述地,控制由Z軸直線運動機構32、Y軸直線運動機構31、A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36所構成的驅動機構的驅動。此時,控制部15控制上述驅動機構來調整工件W的姿勢、方向等,以使圖8所示之中央附近的噴嘴22a與工件W之表面的交點75的距離D1成為大致一定(含一定)。
在此,距離D1例如是在0.3mm~7mm之範圍中設定為任意值。該範圍如上述地,是可以穩定塗佈液滴25的範圍。另外,距離D1並不限於上述範圍,可以因應需要來變更工件W之曲面或印刷精度等。
然而,通常在工件W之表面會存在曲率不同之處。因此,即便控制部15以中央附近的噴嘴22a與工件W之表面的交點75的距離D1成為大致一定(含一定)的方式來調整,噴嘴22與工件W之表面的距離仍會改變。
此時,在噴嘴22與工件W的距離D比預定值更長的部分中,液滴25到達工件W的時間會變長。因此,從噴嘴22吐出的液滴25變得容易受到周圍之氣流等的影響。藉此,恐怕會有液滴25對工件W的落點位置偏移、滲出、渲染、色差等現象產生之虞。亦即,若無法將液滴25精度良好地配置於工件W之表面中的三維曲面上的預定位置,恐怕會有印刷圖像之畫質降低之虞。
例如,圖9所示之左端的噴嘴22與工件W的距離比圖8所示之左端的噴嘴22與工件W的距離更長。因此,必須因應工件W之表面的曲率調整噴嘴列之塗佈寬度,來高精度地配置液滴25。
於是,控制部15是依據CAD資料等,用以下的順序來設定塗佈區域。然後,控制部15透過噴墨部20對每個已設定的塗佈區域改變噴嘴列之塗佈寬度,來將液滴25塗佈於工件W之表面。
以下,針對塗佈區域的設定,一邊參照圖10至圖14,一邊具體地進行說明。
首先,如圖10所示,控制部15在工件W之表面上設定塗佈線50。此時,塗佈線50宜設定於工件W之表面中的曲率最小的平面附近的部分較佳。亦即,可以縮小距離D的差。因此,藉由從曲率小的部分開始塗,就可以寬廣地利用印刷寬度來印刷。
其次,如圖11所示,控制部15在已設定的塗佈線50上,設定已分割成相等節距51的複數個印刷座標52。印刷座標52是依所期望之必要的印刷解析度來從CAD資料算出。此時,例如印刷座標52宜以印刷解析度的節距來設定較佳。另外,印刷座標52以印刷解析度之整數倍的節距來設定亦可。藉此,抑制資料量的增加,而可以縮短印刷時間。又,只要設定為整數倍,便可以容易地補上資料的補充。
其次,控制部15沿著已設定的塗佈線50上,使噴墨部20對工件W相對地移動。具體而言,是使噴墨部20對工件W相對地移動,以使從噴墨部20的頭部21中的中央附近的噴嘴22a朝向工件W之表面向下的垂線與印刷座標52一致。此時,控制部15是一邊調整工件W的姿勢與方向並一邊使其移動,以使噴嘴22與工件W之表面的距離D成為大致一定(含一定)。
其次,如圖12所示,控制部15控制上述驅動機構使工件W移動及旋轉,以使線段53的傾斜成為0(零)附近(與噴嘴面平行及水平),前述線段53是將與噴嘴22相對向的印刷座標52和下一個印刷座標52連結之線段。藉此,工件W便從圖11所示的狀態成為圖12所示的狀態。另外,在圖11及圖12中,各個印刷座標52中的曲面的切線與噴嘴面為平行。在此,在印刷座標52之曲面的切線相對於塗佈線50為垂直。
其次,控制部15使噴墨部20對已設定的塗佈線50上之所有的印刷座標52相對地移動。並且,控制部15在複數個噴嘴22當中,僅選定:在印刷座標52中 ,噴嘴22與工件W之表面的距離D在一定的範圍D2的噴嘴22(參照圖8及圖9)。具體而言,控制部15例如是僅選定與工件W之表面的距離D在5mm以內的噴嘴22。
此時,如圖13所示,控制部15將可用已選定的噴嘴22塗佈的區域設定為第1區域55。具體而言,第1區域55是設定在對塗佈線50以平行的2條線所夾住的區域。
其次,控制部15在設定了第1區域55之後,便如圖14所示地,在與第1區域55鄰接的位置上設定下一條塗佈線54。並且,重複上述過程,將與塗佈線54平行的2條線所夾住的區域設定為第2區域56。
此外,控制部15是針對工件W必要的塗佈區域來重複設定上述過程。然後,控制部15透過噴墨部20對每個已設定的塗佈區域塗佈液滴25。
此時,當各個塗佈區域之表面的曲率不同時,塗佈區域的寬度會不同。因此,所選定的噴嘴22之數量也會不同。於是,控制部15會將噴嘴22與工件W之表面之間的距離D控制成在一定的範圍(D2)內。藉此,可以透過噴墨部20,將液滴25精度良好地塗佈在一定的範圍內的距離D2內的塗佈區域中 。
另外,當將工件W的塗佈區域區分成複數個區域時,宜以在各個塗佈區域間不產生間隙的方式來區分較佳。於是,控制部15例如是將塗佈線54設定於第1區域55之端部。藉此,第1區域55與第2區域56之間便不會產生間隙。然而,即便在塗佈區域間產生間隙的情況下,只要另外設置其他的塗佈區域來覆蓋產生了間隙的部分,再塗佈液滴25即可。
另外,上述中,在設定噴嘴22與工件W之表面的距離D時,是採用以複數個噴嘴22當中的中央附近的噴嘴22a為基準的例子來進行了說明,但以別的噴嘴22為基準亦可。例如,以配置於噴嘴列之兩端部的噴嘴22為基準亦可。藉此,特別是可以進行無間隙的區域的設定、或寬廣的區域的設定。此外,亦可作成為在區域設定時與塗佈時使用不同的噴嘴22來塗佈液滴25的構成。亦即,例如,當區域設定時的噴嘴22產生不良情況時,在區域中不使用該噴嘴22,並且在塗佈時錯開來進行塗佈。藉此,即便噴嘴22發生不良情況,也可以容易地對應。
又,當工件W之表面的曲率大時,會有產生使用次數少的噴嘴22的情況。此時,針對有一段時間未使用的噴嘴22,較佳的是執行虛擬塗佈的構成。藉此,可以適當地清潔未使用的噴嘴22,並適當地維持噴嘴22的狀態。
如以上所說明,實施形態1之印刷裝置1可以對具有曲面的工件W高精度地描繪型樣。亦即,實施形態1之印刷裝置1可利用於製品外觀之設計形成、或三維表面的佈線型樣(wiring pattern)之描繪等。 (實施形態2)
以下,針對本發明之實施形態2之印刷裝置1之概略構成,依據圖15來進行說明。
圖15是顯示實施形態2之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖15所示,實施形態2之印刷裝置1的印刷單元10具有:1軸的驅動機構即X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
B軸旋轉機構36之其中一端是透過第1臂61而安裝於Z軸直線運動機構32。B軸旋轉機構36是以從Z軸直線運動機構32在Y方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
A軸旋轉機構35是透過第2臂62而安裝於B軸旋轉機構36。固定治具40是透過第3臂63而安裝於A軸旋轉機構35。A軸旋轉機構35是以從第2臂62在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
藉由上述工件驅動單元30的構成,可以僅使複數個噴墨部20當中的包含印刷對象之材料的噴墨部20接近工件W來印刷。藉此,可以避免其他的噴墨部20干渉工件W的情形。其結果,可以更加提高工件W的姿勢調整動作的自由度。 (實施形態3)
以下,針對本發明之實施形態3之印刷裝置1之概略構成,依據圖16來進行說明。
圖16是顯示實施形態3之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖16所示,實施形態3之印刷裝置1的印刷單元10具有:2軸的驅動機構、及複數個噴墨部20。2軸的驅動機構具有:X軸直線運動機構11、及複數個Y'軸直線運動機構13(副掃描直線運動機構)。
Y'軸直線運動機構13是與複數個噴墨部20各自對應而設置複數個。複數個Y'軸直線運動機構13安裝於X軸直線運動機構11。複數個噴墨部20是各自透過所對應之各Y'軸直線運動機構13而安裝於X軸直線運動機構11。
複數個Y'軸直線運動機構13是使複數個噴墨部20當中的至少1個在副掃描方向(Y方向)上移動。亦即,例如,以對應的Y'軸直線運動機構13,僅使複數個噴墨部20當中的包含印刷對象之材料(顏色或素材等)的噴墨部20在副掃描方向上移動。
工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
藉由上述實施形態3的構成,可以僅使複數個噴墨部20當中的包含印刷對象之材料的噴墨部20接近工件W來印刷。藉此,可以避免其他的噴墨部20干渉工件W的情形。其結果,可以更加提高工件W的姿勢調整動作的自由度。 (實施形態4)
以下,針對本發明之實施形態4之印刷裝置1之概略構成,依據圖17來進行說明。
圖17是顯示實施形態4之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖17所示,實施形態4之印刷裝置1的印刷單元10具有:2軸的驅動機構、及複數個噴墨部20。2軸的驅動機構具有:X軸直線運動機構11、及複數個Z'軸直線運動機構14(進退直線運動機構)。
Z'軸直線運動機構14是與複數個噴墨部20各自對應而設置複數個。複數個Z'軸直線運動機構14安裝於X軸直線運動機構11。複數個噴墨部20是各自透過所對應之各Z'軸直線運動機構14而安裝於X軸直線運動機構11。
複數個Z'軸直線運動機構14是使複數個噴墨部20當中的至少1個相對於工件W在Z方向上進退。亦即,例如,以對應的Z'軸直線運動機構14,僅使複數個噴墨部20當中的包含印刷對象之材料(顏色或素材等)的噴墨部20移動至例如下方。
工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
藉由上述實施形態4的構成,可以僅使複數個噴墨部20當中的包含印刷對象之材料的噴墨部20接近工件W來印刷。藉此,可以避免其他的噴墨部20干渉工件W的情形。其結果,可以更加提高工件W的姿勢調整動作的自由度。
又,即便在工件W之表面具有凹部的情況下,仍可以僅使對應的噴墨部20接近凹部來吐出液滴25。其結果,可以對工件W描繪高精度的型樣。 (實施形態5)
以下,針對本發明之實施形態5之印刷裝置1之概略構成,依據圖18來進行說明。
圖18是顯示實施形態5之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖18所示,實施形態4之印刷裝置1的印刷單元10具有:2軸的驅動機構、及複數個噴墨部20。2軸的驅動機構具有:X軸直線運動機構11、及複數個C'軸旋轉機構38。
C'軸旋轉機構38是與複數個噴墨部20各自對應而設置複數個。複數個C'軸旋轉機構38安裝於X軸直線運動機構11。複數個噴墨部20是各自透過所對應之各C'軸旋轉機構38而安裝於X軸直線運動機構11。C'軸旋轉機構38是以在Z方向上延伸的C'軸為旋轉中心,來使頭部21在水平方向上旋轉。
工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
根據上述實施形態5的構成,可以藉由X軸直線運動機構11,使噴墨部20在主掃描方向上移動,並藉由C'軸旋轉機構38,來微調整水平方向上之頭部21的噴嘴22對工件W的位置。
具體而言,例如是設成使沿著噴墨部20之副掃描方向排列成1列的複數個噴嘴22的列相對於主掃描方向斜向傾斜的姿勢。藉此,可以將噴嘴22間的節距縮小,而提高印刷解析度。
又,藉由使噴墨部20的噴嘴22的列相對於主掃描方向旋轉90°,可以改變印刷方向。藉此,可以提高液滴25的落點精度。 (實施形態6)
以下,針對本發明之實施形態6之印刷裝置1之概略構成,依據圖19來進行說明。
圖19是顯示實施形態6之印刷裝置1之概略構成的正面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖19所示,實施形態6之印刷裝置1的工件驅動單元30具有4軸的驅動機構。4軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。4軸的驅動機構當中的其他2軸為A軸旋轉機構35、及B軸旋轉機構36。
印刷單元10具有:X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
X軸直線運動機構11具有:第1X軸直線運動機構11a(第1主掃描直線運動機構)、及第2X軸直線運動機構11b(第2主掃描直線運動機構)。第1X軸直線運動機構11a與第2X軸直線運動機構11b是在X方向上配置成互相平行。第1X軸直線運動機構11a比第2X軸直線運動機構11b更配置於上方。
在第1X軸直線運動機構11a安裝有例如2個噴墨部20。具體而言,噴墨部20是透過第1支撐構件45而安裝於第1X軸直線運動機構11a。
第1支撐構件45具有:水平部45a,沿著第1X軸直線運動機構11a在水平方向上延伸;及垂直部45b,從水平部45a之左端部向下方延伸。噴墨部20安裝於垂直部45b之下端部。
另一方面,在第2X軸直線運動機構11b安裝有例如2個噴墨部20。噴墨部20是透過第2支撐構件46而安裝於第2X軸直線運動機構11b。第2支撐構件46是沿著第2X軸直線運動機構11b在水平方向上延伸。
4個噴墨部20是配置成在X方向上排列成一列。4個噴墨部20是交互地安裝於第1X軸直線運動機構11a及第2X軸直線運動機構11b。
具體而言,圖19之從左起第1個噴墨部20是透過第1支撐構件45而安裝於第1X軸直線運動機構11a。從左起第2個噴墨部20是透過第2支撐構件46而安裝於第2X軸直線運動機構11b。
圖19之從左起第3個噴墨部20是透過第1支撐構件45而安裝於第1X軸直線運動機構11a。從左起第4個噴墨部20是透過第2支撐構件46而安裝於第2X軸直線運動機構11b。
在此,4個噴墨部20的噴嘴面各自皆配設於大致同一平面上(含同一平面上)的位置。
藉由上述構成,如以下使用圖20所說明地,可以縮小印刷裝置1之X方向的全長。
亦即,如圖20之上段所示,當X軸直線運動機構11為1列時,4個噴墨部20各自以第2支撐構件46保持於X軸直線運動機構11。因此,若在已保有第2支撐構件46互不干涉之間隙的狀態下,使4個噴墨部20向左側移動,位於左端的噴墨部20與位於右端的噴墨部20之中心間的距離會成為A1。
另一方面,如圖20之下段所示,實施形態6之X軸直線運動機構11是以將第1X軸直線運動機構11a與第2X軸直線運動機構11b在Z方向上配置成互相平行的2列所構成。並且,從左起第1個與第3個噴墨部20是透過第1支撐構件45而安裝於第1X軸直線運動機構11a。另一方面,從左起第2個與第4個噴墨部20是透過第2支撐構件46而安裝於第2X軸直線運動機構11b。
在此,第1支撐構件45的垂直部45b是以在X方向上比噴墨部20之橫寬更小的形狀所構成。因此,在使4個噴墨部20之以第1支撐構件45保持的2個噴墨部20、與以第2支撐構件46保持的2個噴墨部20維持不會干渉的間隙而移動時,位於左端的噴墨部20與位於右端的噴墨部20之中心間的距離會成為A2。
藉此,成為A2<A1。
亦即,可以將安裝於第1X軸直線運動機構11a的噴墨部20、與安裝於第2X軸直線運動機構11b的噴墨部20之間隙設定地較小。藉此,可以縮小印刷裝置1之X方向的全長。 (實施形態7)
以下,針對本發明之實施形態7之印刷裝置1之概略構成,依據圖21來進行說明。
圖21是顯示實施形態7之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖21所示,實施形態7之印刷裝置1的印刷單元10具有:X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
工件驅動單元30具有5軸的驅動機構。5軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。5軸的驅動機構當中的其他3軸為A軸旋轉機構35、B軸旋轉機構36、及C軸旋轉機構37。
C軸旋轉機構37是透過第1臂61而安裝於Z軸直線運動機構32。C軸旋轉機構37是以從第1臂61在Z方向上延伸的C軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
A軸旋轉機構35是透過第2臂62而安裝於C軸旋轉機構37。A軸旋轉機構35是以從第2臂62在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
B軸旋轉機構36是透過未圖示的臂而安裝於A軸旋轉機構35。固定治具40安裝於B軸旋轉機構36。B軸旋轉機構36是以在Y方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
根據上述實施形態7的構成,可以增加工件驅動單元30的驅動機構的數量。藉此,可以更加擴展工件W的姿勢的調整幅度。 (實施形態8)
以下,針對本發明之實施形態8之印刷裝置1之概略構成,依據圖22來進行說明。
圖22是顯示實施形態8之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖22所示,實施形態8之印刷裝置1的印刷單元10具有:X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
工件驅動單元30具有5軸的驅動機構。5軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。5軸的驅動機構當中的其他3軸為A軸旋轉機構35、B軸旋轉機構36、及C軸旋轉機構37。
A軸旋轉機構35安裝於Z軸直線運動機構32。A軸旋轉機構35是以從Z軸直線運動機構32在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
B軸旋轉機構36是透過上方開口之箱狀的保持體42而安裝於A軸旋轉機構35。B軸旋轉機構36是以從A軸旋轉機構35在Y方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。保持體42是以上部開口之箱狀所構成,並在內部容置支撐臂41、B軸旋轉機構36等。因此,可以將工件驅動單元30更加小型化。
C軸旋轉機構37是透過支撐臂41而安裝於B軸旋轉機構36。C軸旋轉機構37在前端側安裝有固定治具40。C軸旋轉機構37是以從支撐臂41在Z方向上延伸的C軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
根據上述實施形態8的構成,可以增加工件驅動單元30的驅動機構的數量。藉此,可以更加擴展工件W的姿勢的調整幅度。 (實施形態9)
以下,針對本發明之實施形態9之印刷裝置1之概略構成,依據圖23來進行說明。
圖23是顯示實施形態9之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖23所示,實施形態9之印刷裝置1的印刷單元10具有:X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
工件驅動單元30具有5軸的驅動機構。5軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。5軸的驅動機構當中的其他3軸為A軸旋轉機構35、B軸旋轉機構36、及C軸旋轉機構37。
A軸旋轉機構35安裝於Z軸直線運動機構32。A軸旋轉機構35是以從Z軸直線運動機構32在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
B軸旋轉機構36是透過第1臂61而安裝於A軸旋轉機構35。B軸旋轉機構36是以從第1臂61在Y方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
C軸旋轉機構37是透過第2臂62而安裝於B軸旋轉機構36。固定治具40安裝於C軸旋轉機構37。C軸旋轉機構37是以從第2臂62在Z方向上延伸的C軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
根據上述實施形態9的構成,可以增加工件驅動單元30的驅動機構的數量。藉此,可以更加擴展工件W的姿勢的調整幅度。 (實施形態10)
以下,針對本發明之實施形態10之印刷裝置1之概略構成,依據圖24來進行說明。
圖24是顯示實施形態10之印刷裝置1之概略構成的側面圖。以下,針對與實施形態1相同的部分附加相同的符號,並僅針對不同點進行說明。
如圖24所示,實施形態10之印刷裝置1的印刷單元10具有:X軸直線運動機構11、及複數個噴墨部20。
工件驅動單元30具有5軸的驅動機構。5軸的驅動機構當中的2軸為Y軸直線運動機構31、及Z軸直線運動機構32。5軸的驅動機構當中的其他3軸為A軸旋轉機構35、B軸旋轉機構36、及C軸旋轉機構37。
Y軸直線運動機構31載置於架台2。Y軸直線運動機構31是使工件W在副掃描方向上移動。
C軸旋轉機構37安裝於Y軸直線運動機構31。C軸旋轉機構37是以從Y軸直線運動機構31在Z方向上延伸的C軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
Z軸直線運動機構32安裝於C軸旋轉機構37。Z軸直線運動機構32是使工件W在上下方向上移動。
A軸旋轉機構35安裝於Z軸直線運動機構32。A軸旋轉機構35是以從Z軸直線運動機構32在X方向上延伸的A軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
B軸旋轉機構36是透過第1臂61而安裝於A軸旋轉機構35。固定治具40是透過第2臂62而安裝於B軸旋轉機構36。B軸旋轉機構36是以從第1臂61在Y方向上延伸的B軸為旋轉中心,來使工件W旋繞。
根據上述實施形態10的構成,可以增加工件驅動單元30的驅動機構的數量。藉此,可以更加擴展工件W的姿勢的調整幅度。
1:印刷裝置 2:架台 3:高架 10:印刷單元 11:X軸直線運動機構 11a:第1X軸直線運動機構 11b:第2X軸直線運動機構 13:Y'軸直線運動機構 14:Z'軸直線運動機構 15:控制部 20:噴墨部 21:頭部 22,22a:噴嘴 23:硬化部 24:距離測量部 25:液滴 30:工件驅動單元 31:Y軸直線運動機構 32:Z軸直線運動機構 35:A軸旋轉機構 36:B軸旋轉機構 37:C軸旋轉機構 38:C'軸旋轉機構 40:固定治具 41:支撐臂 42:保持體 45:第1支撐構件 45a:水平部 45b:垂直部 46:第2支撐構件 50,54:塗佈線 51:節距 52:印刷座標 53:線段 55:第1區域 56:第2區域 61:第1臂 62:第2臂 63:第3臂 75:交點 76:接線 A,B,C,C',X1,X2,X,Y,Y',Z,Z':軸 A1,A2,D,D1,D2:距離 W:工件 X,Y,Z:方向
圖1是顯示將實施形態1之印刷裝置的工件朝上的狀態之概略構成的正面圖。
圖2是顯示將同印刷裝置的工件朝下移動的狀態之概略構成的側面圖。
圖3是顯示變更了同印刷裝置的工件的姿勢時之概略構成的側面圖。
圖4是顯示同印刷裝置的噴墨部之構成的平面圖。
圖5是顯示同印刷裝置的噴墨部之其他構成的平面圖。
圖6是顯示同印刷裝置的噴墨部之其他構成的平面圖。
圖7是顯示同印刷裝置的噴墨部之其他構成的平面圖。
圖8是顯示同印刷裝置的頭部的噴嘴與工件之表面的距離的圖。
圖9是顯示變更了同印刷裝置的工件的姿勢時,頭部的噴嘴與工件之表面的距離的圖。
圖10是顯示同印刷裝置的工件與塗佈線之關係的立體圖。
圖11是顯示使噴嘴與同印刷裝置的工件之印刷座標相對向的狀態的側面圖。
圖12是顯示使噴嘴與同印刷裝置的工件之下一個印刷座標相對向的狀態的側面圖。
圖13是顯示同印刷裝置的工件之曲面中的第1區域的立體圖。
圖14是顯示同印刷裝置的工件之曲面中的第1區域及第2區域的立體圖。
圖15是顯示實施形態2之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖16是顯示實施形態3之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖17是顯示實施形態4之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖18是顯示實施形態5之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖19是顯示實施形態6之印刷裝置之概略構成的正面圖。
圖20是說明實施形態6之X軸直線運動機構為1列或2列時的複數個噴墨部之配置的圖。
圖21是顯示實施形態7之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖22是顯示實施形態8之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖23是顯示實施形態9之印刷裝置之概略構成的側面圖。
圖24是顯示實施形態10之印刷裝置之概略構成的側面圖。
1:印刷裝置
2:架台
3:高架
10:印刷單元
11:X軸直線運動機構
15:控制部
20:噴墨部
21:頭部
25:液滴
30:工件驅動單元
31:Y軸直線運動機構
32:Z軸直線運動機構
35:A軸旋轉機構
36:B軸旋轉機
40:固定治具
41:支撐臂
A,B,X,Y,Z:軸
W:工件
X,Y,Z:方向

Claims (18)

  1. 一種印刷裝置,是對具有曲面的工件吐出墨水來印刷預定的圖像之印刷裝置,具備: 印刷單元,將前述墨水吐出於前述工件之表面;及 工件驅動單元,調整前述工件的姿勢, 前述印刷單元具有: 複數個噴墨部,吐出前述墨水;及 主掃描直線運動機構,使前述複數個噴墨部在同一個主掃描方向上各自移動。
  2. 如請求項1之印刷裝置,其中1個前述噴墨部吐出複數種顏色的前述墨水。
  3. 如請求項2之印刷裝置,其中前述複數種顏色為青色、洋紅色、黃色、黑色之4種顏色。
  4. 如請求項1之印刷裝置,其中前述噴墨部具有使前述墨水硬化的硬化部。
  5. 如請求項1之印刷裝置,其中前述噴墨部具有塗佈基底用墨水的部分、或朝上部塗佈墨水的部分。
  6. 如請求項1之印刷裝置,其中前述噴墨部具有使前述墨水硬化的複數個硬化部、及吐出前述墨水的頭部, 前述硬化部配置於前述頭部之兩側。
  7. 如請求項1之印刷裝置,其中前述噴墨部具有距離測量部。
  8. 如請求項1之印刷裝置,其中複數個前述噴墨部是構成為在1個前述主掃描直線運動機構上移動。
  9. 如請求項1之印刷裝置,其中前述印刷單元的前述主掃描直線運動機構是使前述複數個噴墨部當中的和前述工件的印刷有關的前述噴墨部移動成與前述工件之表面相對向, 並且使剩餘的前述噴墨部在1個前述主掃描直線運動機構上移動成從前述工件之表面退開。
  10. 如請求項1或9之印刷裝置,其中前述印刷單元具有:副掃描直線運動機構,使前述複數個噴墨部當中的至少1個在與前述主掃描方向交叉之副掃描方向上移動。
  11. 如請求項1或9之印刷裝置,其中前述印刷單元具有:進退直線運動機構,使前述複數個噴墨部當中的至少1個相對於前述工件進退。
  12. 如請求項1或9之印刷裝置,其中前述印刷單元具有:旋轉機構,使前述複數個噴墨部當中的至少1個旋轉。
  13. 如請求項1至12中任一項之印刷裝置,其中前述工件驅動單元具有至少4軸的驅動機構, 前述4軸的驅動機構當中的至少2軸是以旋轉機構所構成。
  14. 如請求項1至13中任一項之印刷裝置,其中前述主掃描直線運動機構具有配置成互相並列的第1主掃描直線運動機構及第2主掃描直線運動機構。
  15. 如請求項14之印刷裝置,其中前述複數個噴墨部是沿著主掃描方向配置成一列, 並且交互地安裝於前述第1主掃描直線運動機構與前述第2主掃描直線運動機構。
  16. 如請求項14之印刷裝置,其中前述第1主掃描直線運動機構及第2主掃描直線運動機構是配列於垂直方向上。
  17. 如請求項14之印刷裝置,其中前述第1主掃描直線運動機構及第2主掃描直線運動機構是平行且配列於垂直方向上。
  18. 如請求項14之印刷裝置,其中前述第1主掃描直線運動機構具有:第1支撐構件,保持前述噴墨部的頭部, 前述第1支撐構件具有: 水平部,沿著前述第1主掃描直線運動機構在水平方向上延伸;及 垂直部,從前述水平部之端部向下方延伸。
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