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JP2009184119A - Three-dimensional printer - Google Patents

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JP2009184119A
JP2009184119A JP2008023230A JP2008023230A JP2009184119A JP 2009184119 A JP2009184119 A JP 2009184119A JP 2008023230 A JP2008023230 A JP 2008023230A JP 2008023230 A JP2008023230 A JP 2008023230A JP 2009184119 A JP2009184119 A JP 2009184119A
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Japan
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printer
head
printer head
print
printing
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Pending
Application number
JP2008023230A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikao Tezuka
千加雄 手塚
Kazutomo Seki
和友 関
Nobuyuki Ono
伸幸 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mimaki Engineering Co Ltd
Institute of National Colleges of Technologies Japan
Original Assignee
Mimaki Engineering Co Ltd
Institute of National Colleges of Technologies Japan
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Publication date
Application filed by Mimaki Engineering Co Ltd, Institute of National Colleges of Technologies Japan filed Critical Mimaki Engineering Co Ltd
Priority to JP2008023230A priority Critical patent/JP2009184119A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional printer which carries out desired printing by ejecting ink from a printer head to a surface of a three-dimensional shape where ruggedness is formed. <P>SOLUTION: The three-dimensional printer which carries out the predetermined printing by ejecting the ink from the printer head 85 to the surface 81 of an object to be printed 80 includes: a holding chuck 26 holding the object to be printed; first to third supporting members 10, 15 and 20 supporting the holding chuck to be movable in space; a printer head carriage 4 supporting a front end 4a holding the printer head to linearly move relative to the object to be printed held by the holding chuck; a head driving device 88 supporting the printer head movably in a direction orthogonal to the linearly moving direction relative to the printer head carriage; and a print controller carrying out ejection control of the ink from the printer head. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、3次元形状表面を有する印刷対象物に対してプリンタヘッドからインクを吐
出して前記表面に所定の印刷を施す3次元プリンタに関する。
The present invention relates to a three-dimensional printer that performs predetermined printing on a surface of a print target having a three-dimensional shape by ejecting ink from a printer head.

紙等のプリント対象物に文字、図柄等を印刷するプリンタ装置は従来種々のものが知られており、例えば、コンピュータに繋がって紙面に印刷するプリンタ装置等は業務用、家庭用として広く用いられている。従来のプリンタは、プリント対象物となる紙もしくはシート材を所定方向に送りながら、プリンタヘッドをこの送り方向と直角に走査移動させながら印刷を行う形式のものが一般的であった。例を挙げれば、特許文献1および2に記載のプリンタ装置がある。   Various printer devices that print characters, designs, etc. on a print object such as paper have been known. For example, printer devices that are connected to a computer and print on paper are widely used for business use and home use. ing. A conventional printer is generally of a type that performs printing while feeding a paper or sheet material to be printed in a predetermined direction while scanning the printer head at a right angle to the feeding direction. For example, there are printer apparatuses described in Patent Documents 1 and 2.

特開2003−191455号公報JP 2003-191455 A 特開2004−148666号公報JP 2004-148666 A

このような従来のプリンタ装置は、平面状のシート材もしくは固体物の平面に対して所定の印刷を行うものであり、全て2次元の印刷を行うものであったが、最近において3次元形状の表面(例えば、円筒面、球面、その他のさまざまな曲面)を有する対象物に対して印刷を行うことができるようなプリンタが要求されている。さらには、この3次元形状の表面に凹凸が形成されているものも存在し、このような印刷対象物に対しては、プリンタヘッドと印刷表面との距離を一定に保ちにくく、そのため所望の印刷を施すことが困難であるという課題があった。   Such a conventional printer device performs predetermined printing on a flat sheet material or a flat surface of a solid material, and all of them perform two-dimensional printing. There is a need for a printer that can perform printing on an object having a surface (for example, a cylindrical surface, a spherical surface, and various other curved surfaces). Furthermore, there is a surface with irregularities formed on the surface of the three-dimensional shape, and it is difficult to keep the distance between the printer head and the printing surface constant for such a printing object, and therefore, desired printing can be performed. There was a problem that it was difficult to apply.

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、凹凸が形成された3次元形状の表面に対してプリンタヘッドからインクを吐出して、この3次元形状の表面に所望の印刷を施すことができる3次元プリンタを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and ejects ink from a printer head onto a three-dimensional surface on which irregularities are formed, and performs desired printing on the three-dimensional surface. An object of the present invention is to provide a three-dimensional printer that can perform the above-described process.

前記課題を解決するために本発明に係る3次元プリンタは、3次元形状表面を有する印刷対象物に対してプリンタヘッドからインクを吐出して前記印刷対象物の表面に所定の印刷を施す3次元プリンタであって、前記印刷対象物を保持する対象物保持装置と、前記対象物保持装置を3次元空間内において移動可能に支持する3次元移動支持装置と、前記プリンタヘッドを保持するヘッド保持装置を、前記対象物保持装置により保持された前記印刷対象物に前記プリンタヘッドが対向する位置を通って直線移動可能に支持するヘッド移動支持装置と、前記ヘッド移動支持装置に対して前記プリンタヘッドを前記直線移動方向に直交する方向に移動可能に支持するヘッド駆動装置と、前記3次元移動支持装置による前記対象物保持装置の3次元移動制御、前記ヘッド移動支持装置による前記ヘッド保持装置の直線移動制御、および前記ヘッド駆動装置による前記プリンタヘッドの前記直交する方向の移動制御に応じて、前記プリンタヘッドからのインクの吐出制御を行うプリント制御装置とを備えて構成される。   In order to solve the above problems, a three-dimensional printer according to the present invention is a three-dimensional printer that performs predetermined printing on the surface of a print object by ejecting ink from a printer head onto the print object having a three-dimensional shape surface. An object holding device that holds the print object, a three-dimensional movement support device that supports the object holding device in a three-dimensional space, and a head holding device that holds the printer head A head movement support device that supports the print object held by the object holding device so that the printer head can move linearly through a position facing the print object, and the printer head with respect to the head movement support device. A head driving device that supports the movable object in a direction orthogonal to the linear movement direction, and a three-dimensional movement of the object holding device by the three-dimensional movement support device. Printing that performs ejection control of ink from the printer head according to control, linear movement control of the head holding device by the head movement support device, and movement control of the printer head in the orthogonal direction by the head driving device And a control device.

上記構成の3次元プリンタにおいて、前記プリンタヘッドは平面状に配列された多数の吐出ノズルを有している。そして、前記ヘッド駆動装置は、前記対象物保持装置に保持された前記印刷対象物の表面における前記多数の吐出ノズルが対向する印刷箇所と前記多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、前記プリンタヘッドを前記直交する方向に移動させる構成が好ましい。   In the three-dimensional printer configured as described above, the printer head has a large number of ejection nozzles arranged in a plane. Then, the head driving device is configured such that the printer head is based on the distance between the print locations on the surface of the print object held by the object holding device and the multiple discharge nozzles facing each other. The structure which moves to the said orthogonal direction is preferable.

また、上記構成の3次元プリンタにおいて、前記プリンタヘッドは、複数のプリンタヘッド構成体を平面状に並べて構成され、前記複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれは、平面状に配列された前記多数の吐出ノズルを有している。そして、前記ヘッド駆動装置は、前記対象物保持装置に保持された前記印刷対象物の表面における前記多数の吐出ノズルが対向する前記印刷箇所と前記多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、前記複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれを前記直交する方向に移動させる構成が好ましい。   In the three-dimensional printer having the above-described configuration, the printer head is configured by arranging a plurality of printer head components in a planar shape, and each of the plurality of printer head components is arranged in a planar shape. Has a nozzle. The head driving device is configured to select the plurality of heads based on the distances between the print locations on the surface of the print object held by the object holding device and the many discharge nozzles facing each other. It is preferable that each of the printer head structures is moved in the orthogonal direction.

本発明に関する3次元プリンタによれば、印刷インクを印刷対象物に向けて吐出するプリンタヘッドが、ヘッド移動支持装置により印刷対象物と対向する位置を通って直線移動可能に構成されるとともに、ヘッド駆動装置によりヘッド移動支持装置に対してプリンタヘッドを上記直線移動方向に直交する方向に移動可能に支持されて構成されている。この構成より、凹凸が形成された3次元形状の印刷対象表面に対して、プリンタヘッドを常に所定の間隔を有した状態となるように(すなわち、プリンタヘッドから吐出されるインクを印刷対象表面に付着させて印刷を施すのに適した間隔となるように)相対移動させることが可能となる。このようにして相対移動させる際に、プリント制御装置によりこの移動に応じてプリンタヘッドからのインクの吐出制御を行えば、凹凸が形成された3次元形状の印刷対象表面に対して、所望の印刷を簡単に且つ自動的に行うことができる。   According to the three-dimensional printer of the present invention, the printer head that discharges the printing ink toward the printing object is configured to be linearly movable through the position facing the printing object by the head moving support device, and the head The printer head is supported by a drive device so as to be movable in a direction orthogonal to the linear movement direction with respect to the head movement support device. With this configuration, the printer head is always kept at a predetermined interval with respect to the three-dimensional shape printing target surface on which the unevenness is formed (that is, the ink ejected from the printer head is applied to the printing target surface). Relative movement is possible (so that the spacing is suitable for attachment and printing). When the ink is controlled to be ejected from the printer head in accordance with the movement by the print control device when the relative movement is performed in this way, desired printing can be performed on the surface to be printed having a three-dimensional shape with unevenness. Can be performed easily and automatically.

ここで、ヘッド駆動装置が印刷対象物の表面における印刷箇所と多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、プリンタヘッドを上記直交する方向に移動させる構成が好ましい。このように構成した場合、3次元移動支持装置およびヘッド移動支持装置により、凹凸が形成された3次元形状の印刷対象表面と吐出ノズルとの距離が変化する場合においても、印刷対象表面と吐出ノズルとの距離を上記印刷に適した所定の間隔となるように、ヘッド駆動装置がプリンタヘッドを移動させることができる。よって、凹凸が形成された3次元形状の印刷対象表面に対して高精度な印刷が可能となる。   Here, a configuration in which the head driving device moves the printer head in the orthogonal direction based on the distance between the printing location on the surface of the printing object and the numerous ejection nozzles is preferable. When configured in this way, even when the distance between the three-dimensional moving support device and the head moving support device changes the distance between the three-dimensional printing target surface having the irregularities and the discharge nozzle, the print target surface and the discharge nozzle The head driving device can move the printer head so that the distance between the head and the head becomes a predetermined interval suitable for the printing. Therefore, highly accurate printing can be performed on the three-dimensional shape printing target surface on which the unevenness is formed.

また、プリンタヘッドは複数のプリンタヘッド構成体を平面状に並べて構成され、ヘッド駆動装置は印刷対象物の表面における印刷箇所と多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれを、上記直交する方向に独立して移動させる構成が好ましい。このように構成した場合、3次元形状の印刷対象表面に形成されたより微小な凹凸に対しても、印刷対象表面と吐出ノズルとの距離を上記印刷に適した所定の間隔となるように、ヘッド駆動装置が複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれを独立して移動させることができる。よって、プリンタヘッドを高精度に移動制御できることにより、凹凸が形成された3次元形状の印刷対象表面に対してより高精度な印刷が可能となる。   In addition, the printer head is configured by arranging a plurality of printer head structures in a plane, and the head driving device is configured to include a plurality of printer head structures on the basis of the distance between a printing location on the surface of the printing object and a number of ejection nozzles. A configuration in which each of them is independently moved in the orthogonal direction is preferable. When configured in this way, the head is set so that the distance between the print target surface and the discharge nozzle is a predetermined interval suitable for the above printing even for finer irregularities formed on the print target surface having a three-dimensional shape. The driving device can move each of the plurality of printer head structures independently. Therefore, by controlling the movement of the printer head with high accuracy, it is possible to perform printing with higher accuracy on the surface of the three-dimensional shape on which unevenness is formed.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、図1を参照
して、本発明のプリンタ装置における保持装置により保持された印刷対象物80と、プリンタヘッド85との相対移動制御および印刷制御の概要を説明する。図1に示す印刷対象物80は切頭円錐形状の部材であり、その円錐状の外表面81にプリンタヘッド(インクジェットヘッド)85からインクを吐出して所望の印刷を行うように構成されたプリンタの作動原理について、図1を用いて説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an overview of relative movement control and print control between the print object 80 held by the holding device in the printer apparatus of the present invention and the printer head 85 will be described with reference to FIG. A printing object 80 shown in FIG. 1 is a truncated conical member, and a printer configured to perform desired printing by ejecting ink from a printer head (inkjet head) 85 onto the conical outer surface 81. The operation principle will be described with reference to FIG.

このプリンタは、図示しないが、印刷対象物80を支持する支持装置を有し、この支持装置は、切頭円錐の中心軸Xが前後に延びるとともに、この軸Xを中心として回転自在(矢印Aで示す回転)に印刷対象物80を支持し、この状態で軸X上の点O1を通り軸Xと直交して左右に延びる軸Yを中心として、印刷対象物80が回転自在(矢印Bで示す回転)となるように支持し、さらに、この印刷対象物80をX軸方向に沿って前後に移動(矢印D(x)で示す移動)可能で、且つX軸およびY軸に直交して垂直に延びるZ軸に沿って、上下に移動(矢印D(z)で示す移動)可能に支持するように構成されている。   Although not shown, this printer has a support device for supporting the printing object 80. The support device extends in the front-rear direction with the central axis X of the truncated cone and is rotatable about this axis X (arrow A). The printing object 80 is supported by the rotation (indicated by an arrow B) around the axis Y that passes through the point O1 on the axis X and extends to the right and left perpendicular to the axis X in this state. The print object 80 can be moved back and forth along the X-axis direction (movement indicated by an arrow D (x)) and orthogonal to the X-axis and the Y-axis. It is configured to be supported so as to be vertically movable (movable as indicated by an arrow D (z)) along the Z axis extending vertically.

このように図示しない支持装置により支持された印刷対象物80の上方に、プリンタヘッド85がY軸方向に移動(矢印D(y)で示す移動)可能になって配設されている。さらに、図示しないヘッド駆動装置により、プリンタヘッド85がZ軸方向に移動(矢印D(z)で示す移動)可能になって配設されている。なお、プリンタヘッド85は下面86に多数のインク吐出孔を有し、図示しないインク供給装置から供給されるインクを、プリント制御装置により各インク吐出孔毎に制御して吐出させ、印刷対象物80の表面81に所定の印刷を行うようになっている。   As described above, the printer head 85 is disposed above the print target 80 supported by a support device (not shown) so as to be movable in the Y-axis direction (moved by an arrow D (y)). Further, a printer head 85 is arranged so as to be movable in the Z-axis direction (moved by an arrow D (z)) by a head driving device (not shown). The printer head 85 has a large number of ink ejection holes on the lower surface 86, and ink supplied from an ink supply device (not shown) is ejected while being controlled for each ink ejection hole by a print control device. Predetermined printing is performed on the front surface 81.

このように、支持装置により支持された印刷対象物80の円錐状の表面81に対して、プリンタヘッド85の下面86に形成されたインク吐出孔から、インクを吐出して所望の印刷を行う。このとき、インク吐出孔を印刷対象物80の表面81の印刷対象位置に、所定の印刷間隔を有する接近した位置(インク吐出孔から吐出するインクを表面81に付着させて印刷を行うのに最適な間隔を有する位置)に位置させる必要がある。さらに、印刷対象位置の表面81に対して、プリンタヘッド85の下面に形成されたインク吐出孔が正面を向くように、すなわち、インク吐出孔からのインクの吐出方向が表面81に対して直交するように向ける必要がある。例えば、印刷対象物80の表面81における、図示の印刷対象点P0にプリンタヘッド85からインクを吐出して印刷を行うには、印刷対象点P0の位置における表面81が、プリンタヘッド85の下面86と所定印刷間隔だけ離れた位置まで接近させ、且つ印刷対象点P0の位置における表面81が、プリンタヘッドの下面86と平行になるように位置決めする必要がある。   In this way, desired printing is performed by ejecting ink from the ink ejection holes formed in the lower surface 86 of the printer head 85 to the conical surface 81 of the print object 80 supported by the support device. At this time, the ink discharge holes are positioned close to the print target position on the surface 81 of the print object 80 and close to each other with a predetermined printing interval (optimum for printing by attaching the ink discharged from the ink discharge holes to the surface 81. It is necessary to be located at a position having a large interval. Further, the ink ejection holes formed on the lower surface of the printer head 85 face the front surface with respect to the surface 81 at the printing target position, that is, the ink ejection direction from the ink ejection holes is orthogonal to the surface 81. It is necessary to turn so that. For example, in order to perform printing by discharging ink from the printer head 85 to the illustrated print target point P 0 on the surface 81 of the print target 80, the surface 81 at the position of the print target point P 0 is the lower surface 86 of the printer head 85. And the surface 81 at the position of the printing target point P0 must be positioned so as to be parallel to the lower surface 86 of the printer head.

このため、図1に示すように印刷対象物80を支持した状態から、印刷対象物80をX軸方向に沿って前後に移動(矢印D(x)で示す移動)させて、印刷対象点P0がプリンタヘッド85の直下位置まで移動させる。そして、軸Xを中心として回転(矢印Aで示す回転)させて、印刷対象点P0を真上に位置させ、軸Yを中心として回転(矢印Bで示す回転)させて印刷対象点P0を通る稜線L1が水平に延びるように位置させる。そして、プリンタヘッド85の下面86(のインク吐出孔)が、印刷対象点P0の真上に位置するようにプリンタヘッド85をY軸方向に移動(矢印D(y)で示す移動)させる。そして、プリンタヘッド85の下面86が、印刷対象点P0と所定印刷距離だけ離れた接近位置に位置するように、Z軸に沿って移動(矢印D(z)で示す移動)させる。なお、この移動および回転の順序は、印刷対象物80とプリンタヘッド85とが干渉しない限りどのような順序でも良い。   For this reason, as shown in FIG. 1, from the state in which the print object 80 is supported, the print object 80 is moved back and forth along the X-axis direction (movement indicated by the arrow D (x)) to obtain the print object point P0. Is moved to a position directly below the printer head 85. Then, it is rotated about the axis X (rotation indicated by the arrow A), the printing target point P0 is positioned directly above, and is rotated about the axis Y (rotation indicated by the arrow B) to pass through the printing target point P0. The ridgeline L1 is positioned so as to extend horizontally. Then, the printer head 85 is moved in the Y-axis direction (movement indicated by the arrow D (y)) so that the lower surface 86 (the ink ejection hole thereof) of the printer head 85 is located immediately above the print target point P0. Then, the lower surface 86 of the printer head 85 is moved along the Z axis (moved by an arrow D (z)) so as to be positioned at an approach position that is separated from the printing target point P0 by a predetermined printing distance. The order of the movement and rotation may be any order as long as the printing object 80 and the printer head 85 do not interfere with each other.

このようにして、プリンタヘッド85の下面86が印刷対象点P0と所定印刷距離だけ離れ、且つ正面を向いて対向する位置に位置した状態において、プリンタヘッド85の下面86のインク吐出孔からプリント制御装置による制御に基づいてインクの吐出が行われ、点P0に対する印刷が行われる。そして、例えば、印刷対象物80の表面81における周方向に沿って印刷を行うには、印刷対象物80の外表面における周方向に沿った点P1,P2,P3・・・が、プリンタヘッド85の下面86と所定印刷距離だけ離れて正面を向いて対向するように、上述した支持装置による印刷対象物80の支持位置を変更しながら、プリント制御装置により制御してインク吐出を行わせる。さらにこのとき、点P1,P2,P3・・・が印刷対象点P0に対して凹または凸となっている場合には、凹凸形状に応じてヘッド駆動装置がプリンタヘッド85をZ軸に沿って上下(矢印D(z))方向に移動させる。こうすることにより、点P1,P2,P3・・・が、プリンタヘッド85の下面86と所定印刷距離だけ離れて正面を向いて対向することが可能となり、点P1,P2,P3・・・に対して所望の印刷が行われる。   In this way, in a state where the lower surface 86 of the printer head 85 is located at a position facing the front face and facing the print target point P0, the print control is performed from the ink ejection holes on the lower surface 86 of the printer head 85. Ink is discharged based on control by the apparatus, and printing is performed on the point P0. For example, in order to perform printing along the circumferential direction on the surface 81 of the print object 80, the points P1, P2, P3,... Along the circumferential direction on the outer surface of the print object 80 are the printer head 85. While changing the support position of the print object 80 by the above-described support device so as to face the front surface with a predetermined printing distance away from the lower surface 86, the ink is ejected under the control of the print control device. Further, at this time, when the points P1, P2, P3,... Are concave or convex with respect to the printing target point P0, the head driving device moves the printer head 85 along the Z axis according to the uneven shape. Move in the vertical direction (arrow D (z)). In this way, the points P1, P2, P3,... Can face the front surface of the printer head 85 with a predetermined printing distance away from each other, and face the points P1, P2, P3,. On the other hand, desired printing is performed.

以上説明した作動原理に基づいて、3次元プリントを行うための具体的なプリンタ装置構成を、以下に示す2つの実施例(実施例1および実施例2)を挙げて、図2〜図6を参照しながら説明する。   Based on the operation principle described above, specific printer device configurations for performing three-dimensional printing are shown in the following two examples (Examples 1 and 2), and FIGS. The description will be given with reference.

図2〜図5に、第1の実施例に係るプリンタ装置30を示す。このプリンタ装置30は、図2に示すように、ベース1の上に、左右一対の支持脚2a,2bおよびこれら支持脚2a,2bの上端を繋いで左右に延びた支持桁2cとからなる門型支持フレーム2が固設されている。また、右支持脚2bに隣接して操作盤6aを有する第1制御装置6が設けられ、左支持脚2aに隣接してメンテナンスステーション8を有する第2制御装置7が設けられている。なお、第1および第2制御装置6,7は、後述する各種部材の移動および回転作動制御を行う移動制御装置、プリンタヘッドからのインク吐出制御を行うプリント制御装置および電源制御装置等の、各種制御装置からなる。   2 to 5 show a printer apparatus 30 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the printer device 30 has a gate comprising a base 1 and a pair of left and right support legs 2a, 2b and a support girder 2c extending left and right by connecting the upper ends of the support legs 2a, 2b. A mold support frame 2 is fixed. A first control device 6 having an operation panel 6a is provided adjacent to the right support leg 2b, and a second control device 7 having a maintenance station 8 is provided adjacent to the left support leg 2a. The first and second control devices 6 and 7 are various types such as a movement control device that performs movement and rotation operation control of various members, which will be described later, a print control device that controls ink discharge from the printer head, and a power supply control device. It consists of a control device.

支持桁2cの上面に前後一対の左右ガイドレール3a,3bが、左右方向(Y軸方向)に延びて設けられており、この上に左右に移動自在(矢印D(y)方向に移動自在)にプリンタキャリッジ4が取り付けられている。このプリンタキャリッジ4を左右に移動させるために、ボールネジ機構等の送り機構が設けられており、その駆動制御によりプリンタキャリッジ4の左右方向移動を制御できるが、このような送り機構は周知なのでその構成説明は省略する。   A pair of front and rear left and right guide rails 3a and 3b are provided on the upper surface of the support beam 2c so as to extend in the left and right direction (Y-axis direction), and can be moved left and right (movable in the direction of arrow D (y)). A printer carriage 4 is attached. In order to move the printer carriage 4 to the left and right, a feed mechanism such as a ball screw mechanism is provided, and the lateral movement of the printer carriage 4 can be controlled by its drive control. Description is omitted.

プリンタキャリッジ4は、図3に示すように、左右ガイドレール3a,3bにより支持される部分から前方に延びて下方に折れ曲がるとともに前方に延びた、側面視クランク形状の部材である。このプリンタキャリッジ4の前端部4aに対して、複数のプリンタヘッドモジュール85が一体となって、上下に移動自在(矢印D(z)方向に移動自在)に取り付けられている。プリンタヘッドモジュール85は、インクジェットヘッドモジュールとも称され、下面86に多数のインク吐出孔(図示せず)が形成されており、例えば、それぞれ異なる色のインクをインク吐出孔から吐出させるように構成されている。前端部4aは、プリンタヘッドモジュール85の下面86と対向する部分が上下に開口しており、下面86に形成されたインク吐出孔から前端部4aの下方に位置する印刷対象物80に向けてインクが吐出されることにより、所望の印刷が行われる。なお、このインクの吐出制御は、プリント制御装置によりインク吐出孔毎になされるが、この制御は周知なのでその説明は省略する。   As shown in FIG. 3, the printer carriage 4 is a member having a crank shape in a side view that extends forward from a portion supported by the left and right guide rails 3a and 3b, bends downward, and extends forward. A plurality of printer head modules 85 are integrally attached to the front end portion 4a of the printer carriage 4 so as to be movable up and down (movable in the direction of arrow D (z)). The printer head module 85 is also referred to as an inkjet head module, and has a large number of ink ejection holes (not shown) formed on the lower surface 86. For example, the printer head module 85 is configured to eject different colors of ink from the ink ejection holes. ing. A portion of the front end 4a facing the lower surface 86 of the printer head module 85 is opened upward and downward, and ink is directed from the ink discharge hole formed in the lower surface 86 toward the print object 80 positioned below the front end 4a. Is ejected to perform desired printing. This ink ejection control is performed for each ink ejection hole by the print control apparatus, but since this control is well known, its description is omitted.

さらに、プリンタヘッドモジュール85の上方には、プリンタヘッドモジュール85と連結されて、プリンタヘッドモジュール85を上下に移動可能(矢印D(z)方向に移動可能)に構成されたヘッド駆動装置88が設置されている。このヘッド駆動装置88の駆動系として、例えばサーボモータ駆動機構を用いることにより、プリンタヘッドモジュール85を所望の(上下)位置に連続的に移動させるように構成されている。このようにプリンタヘッドモジュール85が搭載されたプリンタヘッドキャリッジ4が、左右ガイドレール3a,3b上を左右に移動可能であるが、図2に示すように、左端部に位置した状態で、メンテナンスステーション8が上動してプリンタヘッドモジュール85の下面86の、インク吐出孔の乾燥防止および清掃が行われるようになっている。   Further, a head driving device 88 connected to the printer head module 85 and configured to move the printer head module 85 up and down (movable in the direction of arrow D (z)) is installed above the printer head module 85. Has been. As a drive system of the head drive device 88, for example, a servo motor drive mechanism is used so that the printer head module 85 is continuously moved to a desired (up and down) position. In this way, the printer head carriage 4 on which the printer head module 85 is mounted can move left and right on the left and right guide rails 3a and 3b. However, as shown in FIG. 8 is moved upward to prevent drying and cleaning of the ink discharge holes on the lower surface 86 of the printer head module 85.

ベース1の上に、門型支持フレーム2の左右支持脚2a,2bの間位置して、前後方向(X軸方向)に延びる一対の前後ガイドレール1a,1bが設けられており、この前後ガイドレール1a,1bの上に前後に移動自在(矢印D(x)方向に移動自在)に第1支持部材10が設けられている。この第1支持部材10を前後に移動させるために、ボールネジ機構等の送り機構が設けられており、その駆動制御により第1支持部材10の前後方向移動を制御できるが、このような送り機構は周知なのでその構成説明は省略する。   On the base 1, a pair of front and rear guide rails 1a and 1b extending in the front-rear direction (X-axis direction) are provided between the left and right support legs 2a and 2b of the portal support frame 2, and the front and rear guides are provided. A first support member 10 is provided on the rails 1a and 1b so as to be movable back and forth (movable in the direction of the arrow D (x)). In order to move the first support member 10 back and forth, a feed mechanism such as a ball screw mechanism is provided, and the forward and backward movement of the first support member 10 can be controlled by its drive control. Since it is well known, the description of the configuration is omitted.

第1支持部材10の上に、垂直に起立した状態で垂直支持部材11が固設されており、この垂直支持部材11の前面に垂直方向(Z方向)に延びる一対の上下ガイドレール12a,12bが設けられている。この上下ガイドレール12a,12bに支持されて、上下に移動自在(矢印D(z)方向に移動自在)に第2支持部材15が設けられている。この第2支持部材15を上下に移動させるために、ボールネジ機構等の送り機構が設けられており、その駆動制御により第2支持部材15の上下方向移動を制御できるが、このような送り機構は周知なのでその構成説明は省略する。   A vertical support member 11 is fixed on the first support member 10 in a vertically standing state, and a pair of upper and lower guide rails 12 a and 12 b extending in the vertical direction (Z direction) on the front surface of the vertical support member 11. Is provided. The second support member 15 is supported by the upper and lower guide rails 12a and 12b and is movable up and down (movable in the direction of arrow D (z)). In order to move the second support member 15 up and down, a feed mechanism such as a ball screw mechanism is provided, and the vertical movement of the second support member 15 can be controlled by its drive control. Since it is well known, the description of the configuration is omitted.

第2支持部材15の前面15aは、第2支持部材15に対して定まる所定点O1(後述するように印刷対象物80が位置し得る位置に設定された点)を通り、Y軸方向に延びる第1回転軸Y0を中心とする円筒面形状に形成されており、この円筒面形状の前面15aに接合する円筒面形状の後面20aを有した第3支持部材20が、前面15aに沿って摺動自在に設けられている。すなわち、第3支持部材20の後面20aが第2支持部材15の前面15aと摺接移動可能であり、これにより、第3支持部材20は第2支持部材15に対して第1回転軸Y0を中心として回転(矢印Bで示す回転)自在となって支持される。   The front surface 15a of the second support member 15 extends in the Y-axis direction through a predetermined point O1 (a point set at a position where the print object 80 can be positioned as described later) determined with respect to the second support member 15. A third support member 20 having a cylindrical surface-shaped rear surface 20a joined to the cylindrical surface-shaped front surface 15a is slid along the front surface 15a. It is provided freely. That is, the rear surface 20 a of the third support member 20 can be slidably moved with the front surface 15 a of the second support member 15, whereby the third support member 20 has the first rotation axis Y 0 with respect to the second support member 15. It is supported by being freely rotatable (rotated by an arrow B) as a center.

このように支持した第3支持部材20を、第2支持部材15に対して第1回転軸Y0を中心として回転移動させるために、第3支持部材20の図2における左側部の前面に第1回転軸Y0を中心とした内歯車21が形成されている。そして、第2支持部材15の左側部の前面に駆動モータ16が取り付けられ、この駆動モータ16の駆動シャフトに取り付けられた駆動ピニオン17が内歯車21と噛合している。このため、駆動モータ16により駆動ピニオン17を回転駆動すれば、これに噛合する内歯車21が回転駆動され、第3支持部材20を第1回転軸Y0を中心として回転させることができる。   In order to rotationally move the third support member 20 thus supported with respect to the second support member 15 about the first rotation axis Y0, the first support member 20 is placed on the front surface of the left side in FIG. An internal gear 21 around the rotation axis Y0 is formed. A drive motor 16 is attached to the front surface of the left side portion of the second support member 15, and a drive pinion 17 attached to the drive shaft of the drive motor 16 meshes with the internal gear 21. For this reason, if the drive pinion 17 is rotationally driven by the drive motor 16, the internal gear 21 meshing therewith is rotationally driven, and the third support member 20 can be rotated about the first rotational axis Y0.

第3支持部材20の前面側に、保持シャフト25が前後方向(X軸方向)に延びるとともに、上記所定点O1を通る第2回転軸X0を中心として回転自在に設けられて前方に突出しており、その前端に印刷対象物を保持するための保持チャック26が取り付けられている。保持シャフト25は、第3支持部材20の内部に配設された駆動モータ(図示せず)により回転駆動制御されるようになっており、保持チャック26は印刷対象物80を保持可能な構成を有している。このため、保持チャック26により印刷対象物80を保持した状態で保持シャフト25を回転駆動すれば、印刷対象物80を第2回転軸X0を中心として回転させることができるようになっている。   On the front side of the third support member 20, a holding shaft 25 extends in the front-rear direction (X-axis direction), and is provided rotatably around the second rotation axis X0 passing through the predetermined point O1 and protruding forward. A holding chuck 26 for holding a printing object is attached to the front end. The holding shaft 25 is rotationally controlled by a drive motor (not shown) disposed inside the third support member 20, and the holding chuck 26 has a configuration capable of holding the printing object 80. Have. For this reason, if the holding shaft 25 is rotationally driven while the printing object 80 is held by the holding chuck 26, the printing object 80 can be rotated about the second rotation axis X0.

上述のように第3支持部材20は第1回転軸Y0を中心として回転自在であるため、第3支持部材20が所定回転位置(図3に示す回転位置)に位置したときに第2回転軸X0は前後方向(X軸方向)に延びるが、第3支持部材20の回転位置に応じて第2回転軸X0は上下に振られる。また、図示のように第1回転軸Y0および第2回転軸X0はともに所定点O1を通り互いに交差しているが、これは交差せずにずれていても良い。但し、交差している方が、印刷対象物80の位置演算が容易であり、移動制御装置による制御が簡単である。   As described above, since the third support member 20 is rotatable about the first rotation axis Y0, the second rotation axis when the third support member 20 is located at a predetermined rotation position (rotation position shown in FIG. 3). X0 extends in the front-rear direction (X-axis direction), but the second rotation axis X0 is swung up and down according to the rotational position of the third support member 20. Further, as shown in the drawing, the first rotation axis Y0 and the second rotation axis X0 cross each other through the predetermined point O1, but they may be shifted without intersecting. However, it is easier to calculate the position of the printing object 80 when it intersects, and control by the movement control device is easier.

以上の構成のプリンタ装置において、保持シャフト25の回転中心となる第2回転軸X0が、図1に示す作動原理構成における軸Xに該当し、第3支持部材20の回転中心となる第1回転軸Y0が図1の作動原理構成の軸Yに該当する。この第3支持部材20を支持する第2支持部材15は、第1支持部材10によりZ軸方向(上下方向)に移動(矢印D(z)で示す移動)可能に支持され、第1支持部材10は、ベース1上にX軸方向(前後方向)に移動(矢印D(x)で示す移動)可能に支持されている。また、プリンタヘッド85は、印刷対象物80の上方においてベース1に対して、Y軸方向(左右方向)に移動(矢印D(y)で示す移動)可能に支持されるとともに、Z軸方向(上下方向)に移動(矢印D(z)で示す移動)可能に支持されている。すなわち、図1に示す作動原理と同一の作動を行うことができるように構成されている。   In the printer device having the above-described configuration, the second rotation axis X0 that is the rotation center of the holding shaft 25 corresponds to the axis X in the operation principle configuration illustrated in FIG. 1 and the first rotation that is the rotation center of the third support member 20. The axis Y0 corresponds to the axis Y of the operation principle configuration in FIG. The second support member 15 that supports the third support member 20 is supported by the first support member 10 so as to be movable in the Z-axis direction (up and down direction) (movement indicated by the arrow D (z)). 10 is supported on the base 1 so as to be movable in the X-axis direction (front-rear direction) (movement indicated by an arrow D (x)). The printer head 85 is supported above the print object 80 so as to be movable (movable as indicated by an arrow D (y)) in the Y-axis direction (left-right direction) with respect to the base 1 and in the Z-axis direction ( It is supported so as to be movable (movable as indicated by arrow D (z)) in the vertical direction. That is, it is configured such that the same operation as the operation principle shown in FIG. 1 can be performed.

なお、本明細書における前端部4aが、請求の範囲に規定するヘッド保持装置に該当し、同様に、プリンタヘッドキャリッジ4がヘッド移動支持装置、プリンタヘッドモジュール85がプリンタヘッドにそれぞれ該当する。また、本明細書における保持シャフト25および保持チャック26により、請求の範囲に規定する対象物保持装置が構成される。本明細書における第1支持部材10、第2支持部材15および第3支持部材20を主体として、請求の範囲に規定する3次元移動支持装置が構成される。   The front end 4a in this specification corresponds to a head holding device as defined in the claims, and similarly, the printer head carriage 4 corresponds to a head movement support device and the printer head module 85 corresponds to a printer head. Further, the holding shaft 25 and the holding chuck 26 in this specification constitute an object holding device defined in the scope of claims. The three-dimensional movement support device defined in the scope of the claims is configured with the first support member 10, the second support member 15, and the third support member 20 as main components in the present specification.

以上ここまでは、プリンタ装置30の構成部材について説明したが、以下において、上記のプリンタ装置30を用いて、印刷対象物80に所望の印刷を行うときの各構成部材の作動について説明する。ここで、本発明の特徴構成を分かりやすく説明するために、プリンタヘッドモジュール85、ヘッド駆動装置88および保持チャック26に保持された印刷対象物80の作動を中心に説明する。   Up to this point, the constituent members of the printer device 30 have been described. In the following, the operation of each constituent member when performing desired printing on the print object 80 using the printer device 30 will be described. Here, in order to explain the characteristic configuration of the present invention in an easy-to-understand manner, the operation of the printing object 80 held by the printer head module 85, the head driving device 88, and the holding chuck 26 will be mainly described.

図1に示すような作動原理に基づき、印刷対象物80の表面81における周方向に沿って印刷を行う場合には、印刷を行う前段階として、例えば各移動制御装置が原点に位置した状態において、印刷対象物80の表面81の形状データを取得し、取得された形状データがプリンタ装置30の演算処理部(図示せず)に記憶されている。また、各移動制御装置が駆動した場合にもその駆動量を検出することにより、印刷対象物80の表面81の各位置を算出できる構成となっている。ここで、各移動制御装置を駆動させて、印刷対象点P0がプリンタヘッドモジュール85の直下に位置するように移動させる。   When printing is performed along the circumferential direction on the surface 81 of the printing object 80 based on the operation principle as shown in FIG. 1, as a stage before printing, for example, in a state where each movement control device is located at the origin. The shape data of the surface 81 of the printing object 80 is acquired, and the acquired shape data is stored in an arithmetic processing unit (not shown) of the printer device 30. Further, even when each movement control device is driven, the position of the surface 81 of the printing object 80 can be calculated by detecting the driving amount. Here, each movement control device is driven and moved so that the print target point P0 is positioned directly below the printer head module 85.

このとき、上記形状データより印刷対象点P0の位置が算出されるとともに、例えば図5に示すように、印刷対象点P0と所定印刷距離d1だけ離れた接近位置にプリンタヘッドモジュール85の下面86が位置するように、上記形状データを基にヘッド駆動装置88がプリンタヘッドモジュール85をZ軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御する(実線で示したプリンタヘッドモジュール85)。上記位置において、印刷対象点P0に対して所望の印刷を行った後、第2回転軸X0を中心として印刷対象物80が回転されることにより、次の印刷対象点P1が下面86の下方に位置する(2点破線で示したプリンタヘッドモジュール85)。   At this time, the position of the print target point P0 is calculated from the shape data, and the lower surface 86 of the printer head module 85 is positioned close to the print target point P0 by a predetermined print distance d1, as shown in FIG. Based on the shape data, the head driving device 88 continuously controls the movement of the printer head module 85 in the direction of the arrow D (z) along the Z axis (printer head module 85 shown by a solid line). After the desired printing is performed on the printing target point P0 at the above position, the printing target 80 is rotated about the second rotation axis X0, so that the next printing target point P1 is below the lower surface 86. Located (printer head module 85 indicated by a two-dot broken line).

ここで、印刷対象点P0に対して印刷対象点P1は下方に向けて凹んでいるために、表面81と下面86との距離は印刷対象物80の回転に伴って変化する。このとき、上記形状データを基にヘッド駆動装置88が、表面81と下面86との距離を常に所定印刷距離d1に保つように、プリンタヘッドモジュール85をZ軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御する。このように、プリンタヘッド85の直下に順次印刷対象点を位置させるとともに、ヘッド駆動装置88がプリンタヘッドモジュール85に対して移動制御を行いながら、プリント制御装置に制御されて印刷用インクを吐出することにより、所望の印刷が行われる。つまり、上記形状データを基にヘッド駆動装置88が、プリンタヘッドモジュール85をZ軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御することにより、インク吐出孔は常に所定印刷距離d1だけ離れた位置から、プリント制御装置に制御されて印刷用インクを吐出可能となり、印刷対象物80の表面81に形成された凹凸に関わらず所望の印刷を行うことができる。   Here, since the print target point P1 is recessed downward with respect to the print target point P0, the distance between the front surface 81 and the lower surface 86 changes as the print target object 80 rotates. At this time, the head driving device 88 moves the printer head module 85 in the direction of the arrow D (z) along the Z axis so that the head driving device 88 always keeps the distance between the front surface 81 and the lower surface 86 at the predetermined printing distance d1. Continuous movement control. As described above, the print target points are sequentially positioned immediately below the printer head 85, and the head driving device 88 controls the printer head module 85 to move, while being controlled by the print control device to discharge printing ink. Thus, desired printing is performed. That is, the head driving device 88 continuously moves and controls the printer head module 85 in the direction of the arrow D (z) along the Z axis based on the shape data, so that the ink ejection holes are always set to the predetermined printing distance d1. It is possible to eject printing ink from a remote position under the control of the print control device, and desired printing can be performed regardless of the unevenness formed on the surface 81 of the print object 80.

ここで、第1の実施例に係るプリンタ装置30の効果について簡単にまとめると、印刷対象物80の表面81における印刷対象点とインク吐出孔との距離を、常に所定印刷距離d1に保つように、ヘッド駆動装置88がプリンタヘッドモジュール85を移動制御する構成となっている。よって、インク吐出孔は常に所定印刷距離d1だけ離れた位置から印刷用インクを吐出可能となり、印刷対象物80の表面81に形成された凹凸に関わらず、高精度な印刷を行うことができる。   Here, the effects of the printer device 30 according to the first embodiment will be briefly summarized. The distance between the printing target point and the ink ejection hole on the surface 81 of the printing object 80 is always kept at the predetermined printing distance d1. The head driving device 88 is configured to control the movement of the printer head module 85. Therefore, the ink ejection holes can always eject printing ink from a position separated by the predetermined printing distance d1, and high-precision printing can be performed regardless of the unevenness formed on the surface 81 of the printing object 80.

図2〜図4および図6に、第2の実施例に係るプリンタ装置40を示す。このプリンタ装置40は、第1の実施例に係るプリンタ装置30とほぼ同一構成となっており、以下においてプリンタ装置30と異なる構成部分を中心に説明する。なお、プリンタ装置30と同一番号が付された部材は、上述の第1の実施例で説明した構成となっている。   2 to 4 and 6 show a printer device 40 according to the second embodiment. The printer device 40 has substantially the same configuration as the printer device 30 according to the first embodiment, and the following description will focus on components that are different from the printer device 30. Members having the same numbers as those of the printer device 30 have the configuration described in the first embodiment.

プリンタキャリッジ4の前端部4a上に対して、複数のプリンタヘッドモジュール85c,85m,85y,85k(以下において、プリンタヘッドモジュール85c〜85kと称す)が、それぞれ独立して上下に移動自在(矢印D(z)方向に移動自在)に取り付けられている。ここで、例えばプリンタヘッドモジュール85cはシアン、85mはマゼンダ、85yはイエロー、85kはブラックのように、それぞれ異なる色のインクをインク吐出孔から吐出するように構成されている。なお、上記複数のプリンタヘッドモジュール85c〜85kをまとめて、単にプリンタヘッドモジュール85aと称する。さらに、プリンタヘッドモジュール85aの上方には、各プリンタヘッドモジュール85c〜85kと連結されて、各プリンタヘッドモジュール85c〜85kをそれぞれ独立して上下に移動可能(矢印D(z)方向に移動可能)に構成されたヘッド駆動装置89が設置されている。上記ヘッド駆動装置89の駆動系として、例えばサーボモータ駆動機構を用いることにより、各プリンタヘッドモジュール85c〜85kを独立して所望の(上下)位置に、連続的に移動させることができるように構成されている。   A plurality of printer head modules 85c, 85m, 85y, and 85k (hereinafter referred to as printer head modules 85c to 85k) are independently movable up and down with respect to the front end portion 4a of the printer carriage 4 (arrow D). (Z) movable in the direction). Here, for example, the printer head module 85c is configured to eject ink of different colors from the ink ejection holes, such as cyan, 85m is magenta, 85y is yellow, and 85k is black. The plurality of printer head modules 85c to 85k are collectively referred to as a printer head module 85a. Further, above the printer head module 85a, the printer head modules 85c to 85k are connected to each other, and the printer head modules 85c to 85k can be independently moved up and down (movable in the direction of arrow D (z)). A head driving device 89 configured as described above is installed. As a drive system of the head drive device 89, for example, a servo motor drive mechanism is used so that the printer head modules 85c to 85k can be independently moved to desired (vertical) positions continuously. Has been.

以上ここまでは、プリンタ装置40のプリンタヘッド部分の構成について説明したが、以下において、上記のプリンタ装置40を用いて印刷対象物80に所望の印刷を行うときの各構成部材の作動について説明する。ここで、本発明の特徴構成を分かりやすく説明するために、プリンタヘッドモジュール85a、ヘッド駆動装置89および保持チャック26に保持された印刷対象物80の作動を中心に説明する。   The configuration of the printer head portion of the printer device 40 has been described so far. Hereinafter, the operation of each component when performing desired printing on the print object 80 using the printer device 40 will be described. . Here, in order to explain the characteristic configuration of the present invention in an easy-to-understand manner, the operation of the print object 80 held by the printer head module 85a, the head driving device 89, and the holding chuck 26 will be mainly described.

図1に示すような作動原理に基づき、印刷対象物80の表面81における周方向に沿って印刷を行う場合には、上記第1実施例と同様に、印刷対象物80の表面81の形状データを取得した上で、各移動制御装置を駆動させて、印刷対象点P0がプリンタヘッドモジュール85aの直下に位置するように移動させる。このとき、上記形状データより印刷対象点P0の位置が算出されるとともに、例えば図6に示すように、印刷対象点P0と所定印刷距離d1だけ離れた接近位置に、プリンタヘッドモジュール85c〜85kのそれぞれの下面86c,86m,86y,86k(以下において、下面86c〜86kと称す)を位置させる。ここで、上記形状データを基にヘッド駆動装置89がプリンタヘッドモジュール85c〜85kのそれぞれを、Z軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御する(実線で示したプリンタヘッドモジュール85a)。上記位置において、印刷対象点P0に対して所望の印刷を行った後、第2回転軸X0を中心として印刷対象物80が回転されることにより、次の印刷対象点P1が各下面86c〜86kの下方に位置する(2点破線で示したプリンタヘッドモジュール85a)。   When printing is performed along the circumferential direction of the surface 81 of the printing object 80 based on the operating principle as shown in FIG. 1, the shape data of the surface 81 of the printing object 80 is the same as in the first embodiment. Then, each movement control device is driven to move the print target point P0 so that it is located directly below the printer head module 85a. At this time, the position of the print target point P0 is calculated from the shape data, and the printer head modules 85c to 85k are located close to the print target point P0 by a predetermined print distance d1 as shown in FIG. 6, for example. Respective lower surfaces 86c, 86m, 86y and 86k (hereinafter referred to as lower surfaces 86c to 86k) are positioned. Here, based on the shape data, the head driving device 89 continuously controls the movement of each of the printer head modules 85c to 85k in the direction of the arrow D (z) along the Z axis (printer head module indicated by a solid line). 85a). After the desired printing is performed on the printing target point P0 at the above position, the printing target 80 is rotated about the second rotation axis X0, whereby the next printing target point P1 is moved to the lower surfaces 86c to 86k. (Printer head module 85a indicated by a two-dot broken line).

ここで、印刷対象点P0に対して印刷対象点P1は下方に向けて凹んでいるために、表面81と各下面86c〜86kとの距離は印刷対象物80の回転に伴って変化する。このとき、上記形状データを基にヘッド駆動装置89が、表面81と下面86c〜86kとの距離を常に所定印刷距離d1に保つように、プリンタヘッドモジュール85c〜85kのそれぞれを、Z軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御する。このように、プリンタヘッドモジュール85aの直下に順次印刷対象点を位置させるとともに、ヘッド駆動装置89がプリンタヘッドモジュール85aに対して移動制御を行いながら、プリント制御装置に制御されて印刷用インクを吐出することにより、所望の印刷が行われる。つまり、上記形状データを基にヘッド駆動装置89が、プリンタヘッドモジュール85aのそれぞれをZ軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御することにより、インク吐出孔は常に所定印刷距離d1だけ離れた位置から、プリント制御装置に制御されて印刷用インクを吐出可能となり、印刷対象物80の表面81に形成された凹凸に関わらず所望の印刷を行うことができる。   Here, since the print target point P1 is recessed downward with respect to the print target point P0, the distance between the front surface 81 and each of the lower surfaces 86c to 86k changes as the print target object 80 rotates. At this time, each of the printer head modules 85c to 85k is moved along the Z axis so that the head driving device 89 always keeps the distance between the front surface 81 and the lower surfaces 86c to 86k at the predetermined printing distance d1 based on the shape data. Thus, the movement is controlled continuously in the direction of the arrow D (z). As described above, the print target points are sequentially positioned immediately below the printer head module 85a, and the head drive device 89 controls the printer head module 85a while controlling the movement of the printer head module 85a. Thus, desired printing is performed. That is, the head driving device 89 continuously controls the movement of each of the printer head modules 85a along the Z axis in the direction of the arrow D (z) based on the shape data, so that the ink ejection holes always have a predetermined printing distance. It is possible to eject printing ink from a position separated by d1 under the control of the print control device, and desired printing can be performed regardless of the unevenness formed on the surface 81 of the printing object 80.

ここで、第2の実施例に係るプリンタ装置40の効果について簡単にまとめると、印刷対象物80の表面81における印刷対象点と各下面86c〜86kに形成されたインク吐出孔との距離を、常に所定印刷距離d1に保つようにヘッド駆動装置89が、各プリンタヘッドモジュール85c〜85kを、それぞれ独立してZ軸に沿って矢印D(z)方向に連続的に移動制御する構成となっている。よって、印刷対象物80の表面81に形成された凹凸に応じて、各プリンタヘッドモジュール85c〜85kごとに細かな移動制御ができ、より微小な凹凸に対しても高精度な印刷が可能となる。   Here, when the effect of the printer device 40 according to the second embodiment is briefly summarized, the distance between the printing target point on the surface 81 of the printing object 80 and the ink ejection holes formed on the lower surfaces 86c to 86k is expressed as follows. The head drive device 89 continuously moves and controls the printer head modules 85c to 85k along the Z axis in the direction of the arrow D (z) so as to always maintain the predetermined printing distance d1. Yes. Therefore, fine movement control can be performed for each of the printer head modules 85c to 85k in accordance with the unevenness formed on the surface 81 of the printing object 80, and high-precision printing can be performed even for finer unevenness. .

上述の第1および第2の実施例において、ヘッド駆動装置88における駆動系として、サーボモータ駆動機構を用いてプリンタヘッドモジュール85(85a)を連続的に上下移動させる構成となっているが、このような構成に限定されず、例えば、エアシリンダを用いてプリンタヘッドモジュール85(85a)を段階的に上下移動させる構成でも良い。   In the first and second embodiments described above, the printer head module 85 (85a) is continuously moved up and down using a servo motor drive mechanism as a drive system in the head drive device 88. For example, the printer head module 85 (85a) may be moved up and down stepwise using an air cylinder.

上述の第1および第2の実施例において、例えばプリンタヘッドモジュール85の下面86に、表面81と下面86との距離を連続検出可能である距離検出器(図示せず)を設置する構成も可能である。この距離検出器において検出された距離および表面81の形状データに基づいて、ヘッド駆動装置88(89)がプリンタヘッドモジュール85を移動制御するように構成することにより、プリンタヘッドモジュール85のより高精度な移動制御が可能となる。   In the first and second embodiments described above, for example, a configuration in which a distance detector (not shown) capable of continuously detecting the distance between the surface 81 and the lower surface 86 is installed on the lower surface 86 of the printer head module 85 is also possible. It is. Based on the distance detected by the distance detector and the shape data of the surface 81, the head driving device 88 (89) is configured to control the movement of the printer head module 85, so that the printer head module 85 has higher accuracy. Movement control is possible.

本発明に係るプリンタの作動原理を説明する概略図である。It is the schematic explaining the working principle of the printer which concerns on this invention. 本発明に係るプリンタ装置を示した正面図である。1 is a front view showing a printer apparatus according to the present invention. このプリンタ装置の側面図(一部断面図)である。It is a side view (partial sectional view) of this printer apparatus. このプリンタ装置の一部を取り出して示した斜視図である。It is the perspective view which took out and showed a part of this printer apparatus. 第1の実施例に係るヘッド駆動装置の作動を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the action | operation of the head drive device which concerns on a 1st Example. 第2の実施例に係るヘッド駆動装置の作動を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the action | operation of the head drive device which concerns on a 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

4 プリンタヘッドキャリッジ(ヘッド移動支持装置)
4a 前端部(ヘッド保持装置)
10 第1支持部材(3次元移動支持装置)
15 第2支持部材(3次元移動支持装置)
20 第3支持部材(3次元移動支持装置)
25 保持シャフト(対象物保持装置)
26 保持チャック(対象物保持装置)
30 プリンタ装置(3次元プリンタ)
80 印刷対象物
85 プリンタヘッドモジュール(プリンタヘッド)
85c,85m,85y,85k プリンタヘッドモジュール(プリンタヘッド構成体)
88 ヘッド駆動装置
P0 印刷対象点(印刷箇所)
4 Printer head carriage (head movement support device)
4a Front end (head holding device)
10 1st support member (three-dimensional movement support apparatus)
15 Second support member (three-dimensional movement support device)
20 3rd support member (three-dimensional movement support apparatus)
25 Holding shaft (object holding device)
26 Holding chuck (object holding device)
30 Printer device (3D printer)
80 Print object 85 Printer head module (printer head)
85c, 85m, 85y, 85k Printer head module (printer head assembly)
88 Head drive P0 Print target point (print location)

Claims (3)

3次元形状表面を有する印刷対象物に対してプリンタヘッドからインクを吐出して前記印刷対象物の表面に所定の印刷を施す3次元プリンタであって、
前記印刷対象物を保持する対象物保持装置と、
前記対象物保持装置を3次元空間内において移動可能に支持する3次元移動支持装置と、
前記プリンタヘッドを保持するヘッド保持装置を、前記対象物保持装置により保持された前記印刷対象物に前記プリンタヘッドが対向する位置を通って直線移動可能に支持するヘッド移動支持装置と、
前記ヘッド移動支持装置に対して前記プリンタヘッドを前記直線移動方向に直交する方向に移動可能に支持するヘッド駆動装置と、
前記3次元移動支持装置による前記対象物保持装置の3次元移動制御、前記ヘッド移動支持装置による前記ヘッド保持装置の直線移動制御、および前記ヘッド駆動装置による前記プリンタヘッドの前記直交する方向の移動制御に応じて、前記プリンタヘッドからのインクの吐出制御を行うプリント制御装置とを備えた3次元プリンタ。
A three-dimensional printer that performs predetermined printing on a surface of a print object by discharging ink from a printer head to the print object having a three-dimensional shape surface,
An object holding device for holding the print object;
A three-dimensional movement support device for movably supporting the object holding device in a three-dimensional space;
A head moving support device for supporting the head holding device for holding the printer head so as to be linearly movable through a position where the printer head faces the print object held by the object holding device;
A head driving device that supports the printer head movably in a direction orthogonal to the linear movement direction with respect to the head movement support device;
Three-dimensional movement control of the object holding device by the three-dimensional movement support device, linear movement control of the head holding device by the head movement support device, and movement control of the printer head in the orthogonal direction by the head driving device. A three-dimensional printer comprising a print control device for controlling the ejection of ink from the printer head according to the above.
前記プリンタヘッドは平面状に配列された多数の吐出ノズルを有し、
前記ヘッド駆動装置は、前記対象物保持装置に保持された前記印刷対象物の表面における前記多数の吐出ノズルが対向する印刷箇所と前記多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、前記プリンタヘッドを前記直交する方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の3次元プリンタ。
The printer head has a number of ejection nozzles arranged in a plane,
The head driving device moves the printer head on the surface of the print object held by the object holding device on the basis of the distance between the multiple discharge nozzles and the print locations where the many discharge nozzles face each other. The three-dimensional printer according to claim 1, wherein the three-dimensional printer is moved in an orthogonal direction.
前記プリンタヘッドは、複数のプリンタヘッド構成体を平面状に並べて構成され、
前記複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれは、平面状に配列された前記多数の吐出ノズルを有し、
前記ヘッド駆動装置は、前記対象物保持装置に保持された前記印刷対象物の表面における前記多数の吐出ノズルが対向する前記印刷箇所と前記多数の吐出ノズルとの距離に基づいて、前記複数のプリンタヘッド構成体のそれぞれを前記直交する方向に移動させることを特徴とする請求項1に記載の3次元プリンタ。
The printer head is configured by arranging a plurality of printer head structures in a plane,
Each of the plurality of printer head structural members has the plurality of ejection nozzles arranged in a plane,
The plurality of printers based on distances between the print locations on the surface of the print object held by the object holding device and the multiple discharge nozzles facing the multiple discharge nozzles. The three-dimensional printer according to claim 1, wherein each of the head structures is moved in the orthogonal direction.
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