JP2023045796A - 立体物印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の品質の低下を抑制すること。【解決手段】液体を吐出する第１ノズル列が設けられた第１ヘッドと、液体を吐出する第２ノズル列が設けられた第２ヘッドと、立体的なワークに対する第１ヘッドおよび第２ヘッドの相対的な位置を第１軸に沿って変化させる直動機構を備えた移動機構と、を有する立体物印刷装置であって、ワークは、互いに隣り合う第１領域および第２領域を備え、第１軸と交差する第２軸に沿って見たとき、第１領域は第２領域に比較して第１軸に対する傾斜が大きく、直動機構による移動の実行中において、第１ノズル列が第１領域に対向し、かつ、第２ノズル列が第２領域に対向する期間を第１期間とすると、第１期間において、第１ノズル列から第１領域に対して第１吐出周期で液体を吐出し、第１期間において、第２ノズル列から第２領域に対して第２吐出周期で液体を吐出し、第１吐出周期は、第２吐出周期よりも短い。【選択図】図５

Description

本発明は、立体物印刷装置に関する。

立体的なワークの表面にインクジェット方式により印刷を行う立体物印刷装置が知られている。例えば、特許文献１には、曲面を有するワークの表面に、液体の一例であるインクを吐出するヘッドを有する立体物印刷装置が開示されている。

特開２００８－２４６８５５号公報

しかしながら、従来技術では、ワークが傾斜の異なる２つの領域を有する場合、この２つの領域において解像度の差が生じてしまい、ワークの表面に形成される画像の品質が低下するという問題があった。

以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物印刷装置の一態様は、液体を吐出する第１ノズル列が設けられた第１ヘッドと、液体を吐出する第２ノズル列が設けられた第２ヘッドと、立体的なワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの相対的な位置を第１軸に沿って変化させる直動機構を備えた移動機構と、を有する立体物印刷装置であって、前記ワークは、互いに隣り合う第１領域および第２領域を備え、前記第１軸と交差する第２軸に沿って見たとき、前記第１領域は前記第２領域に比較して前記第１軸に対する傾斜が大きく、前記直動機構による移動の実行中において、前記第１ノズル列が前記第１領域に対向し、かつ、前記第２ノズル列が前記第２領域に対向する期間を第１期間とすると、前記第１期間において、前記第１ノズル列から前記第１領域に対して第１吐出周期で液体を吐出し、前記第１期間において、前記第２ノズル列から前記第２領域に対して第２吐出周期で液体を吐出し、前記第１吐出周期は、前記第２吐出周期よりも短い。

本発明に係る立体物印刷装置の他の一態様は、液体を吐出する第１ノズル列が設けられた第１ノズル面を備える第１ヘッドと、液体を吐出する第２ノズル列が設けられた第２ノズル面を備える第２ヘッドと、立体的なワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの相対的な位置を第１軸に沿って変化させる直動機構を備えた移動機構と、を有する立体物印刷装置であって、前記移動機構は、前記直動機構によって移動され、前記第１軸と交差する第３軸に沿って前記第１ノズル面を移動させる第１昇降機構と、前記直動機構によって移動され、前記第３軸に沿って前記第２ノズル面を移動させる第２昇降機構と、を備え、前記直動機構による移動の実行中における所定の期間を第１期間とし、前記第１期間において、前記第１ノズル列が前記液体を吐出する周期を第１吐出周期とし、前記第１期間において、前記第２ノズル列が前記液体を吐出する周期を第２吐出周期とすると、前記第１期間における前記第１ノズル面の前記第３軸に沿う移動量は、前記第２ノズル面の前記第３軸に沿う移動量よりも大きく、前記第１吐出周期は、前記第２吐出周期よりも短い。

第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図。 昇降機構２３０と液体吐出ユニット３００との関係を説明する図。 液体吐出ユニット３００の概略構成を示す斜視図。 第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図。 印刷動作中のヘッド３１０の位置を説明するための図。 ヘッド３１０の吐出周期Ｔｕを説明するためのタイミングチャートを示す図。 立体物印刷方法における制御回路５３０による液体吐出ユニット３００の制御に関する処理を示すフローチャートを示す図。 第２実施形態に係る立体物印刷装置１００ａの電気的な構成を示すブロック図。 第１対応情報Ｄｂの内容の一例を示す図。 第２対応情報Ｄｃの内容の一例を示す図。 第２実施形態における処理回路６２０ａの処理を示すフローチャートを示す図。 第２実施形態における制御回路５３０ａによる液体吐出ユニット３００の制御に関する処理を示すフローチャートを示す図。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

以下の説明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向といい、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向という。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向という。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向をＺ１方向およびＺ２方向という。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述の作業台２８１が設置される空間に設定されるベース座標系の座標軸である。典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。なお、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、直交しない場合もある。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が８０度以上１００度以下の範囲内の角度で互いに交差すればよい。

１．第１実施形態
１－１．立体物印刷装置の概略
図１は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置１００は、立体的なワークＷの表面にインクジェット方式により印刷を行う装置である。

ワークＷは、印刷媒体であり、印刷対象となる面ＷＦを有する。図１に示す例では、ワークＷは、長軸ＡＸまわりの長球状をなすラグビーボールであり、面ＷＦは、曲率の一定でない曲面である。本実施形態では、ワークＷは、長軸ＡＸがＸ軸に平行となるように配置される。なお、ワークＷは、ラグビーボールに限定されない。例えば、ワークＷは、何らかの製品となる物であり、面ＷＦに印刷を行うことは、この製品を製造する一連の工程の一つである。ここで、ワークＷの形状または大きさ等の態様は、図１に示す例に限定されず、任意である。例えば、ワークＷの表面は、平面、段差面または凹凸面等の面を有してもよい。例えば、図１の例示する面ＷＦは、Ｚ１方向に向けて凸となるように屈曲した凸曲面であるが、Ｚ２方向に向けて凸となるように屈曲した凹曲面であってもよい。また、ワークＷの設置姿勢も、図１に示す例に限定されず、任意である。

図１に示す例では、立体物印刷装置１００は、２つの直交する軸上を移動する直交ロボットを用いるインクジェットプリンターである。具体的には、図１に示すように、立体物印刷装置１００は、移動機構２００と、４つの液体吐出ユニット３００と、液体供給ユニット４００と、コントローラー６００と、ワーク支持機構９００と、を有する。４つの液体吐出ユニット３００は、液体吐出ユニット３００＿１～３００＿４である。以下の記載において、液体吐出ユニット３００＿１～３００＿４のそれぞれを、液体吐出ユニット３００と記載する場合がある。以下、図１に示す立体物印刷装置１００の各部を順次簡単に説明する。

移動機構２００は、ワークＷに対する液体吐出ユニット３００の相対的な位置を変化させる。移動機構２００は、直動機構２２０と、昇降機構２３０と、支持部２８０とを有する。

直動機構２２０は、ワークＷに対する４つの液体吐出ユニット３００の相対的な位置をＸ軸に沿って変化させる。具体的には、直動機構２２０は、液体吐出ユニット３００をＸ軸に沿って移動させることにより、ワークＷに対する４つの液体吐出ユニット３００の相対的な位置をＸ軸に沿って変化させる。直動機構２２０は、レール部材２２１と、キャリッジ２２２とを有する。レール部材２２１は、キャリッジ２２２がＸ軸に沿って移動するための扁平状の部材である。さらに、レール部材２２１のＺ１方向の面には、Ｘ軸に沿った２つのレールＲＡが設けられる。２つのレールＲＡは、Ｘ軸に沿って延在する。キャリッジ２２２は、レールＲＡに対して摺動可能に噛み合う。なお、図示しないが、直動機構２２０には、キャリッジ２２２を移動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該移動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該移動した動作量を検出する直動エンコーダー２２３と、を有する。直動エンコーダー２２３は、図４に示す。
なお、Ｘ軸は、「第１軸」の一例である。

本実施形態において、直動エンコーダー２２３は、Ｘ軸に沿う方向におけるキャリッジ２２２の位置を検出する透過型のリニアエンコーダーである。直動エンコーダー２２３は、スケールと光学センサーとで構成される。スケールは、レール部材２２１に対して固定され、Ｘ軸に沿って配置される帯状の部材であり、光透過性の基材と、当該基材上に一定の間隔で設けられる遮光性のパターンと、を有する。光学センサーは、スケールに向けて光を照射し、スケールを透過した光を受光することで、スケールとの相対位置の変化に応じた信号を出力する。なお、直動エンコーダー２２３は、Ｘ軸に沿う方向におけるキャリッジ２２２の位置を検出できればよく、反射型のリニアエンコーダーやロータリーエンコーダーであってもよい。

昇降機構２３０は、４つの液体吐出ユニット３００をＺ軸に沿って移動させる。昇降機構２３０は、支持板２３１と、４つの個別昇降機構２３５とを有する。４つの個別昇降機構２３５は、個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４である。以下の記載において、個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４のそれぞれを、個別昇降機構２３５と記載する場合がある。さらに、個別昇降機構２３５が有する要素についても、＿ｋを用いて示すことがある。ｋは１から４までの整数である。

昇降機構２３０と液体吐出ユニット３００との関係について、図２を用いて説明する。

図２は、昇降機構２３０と液体吐出ユニット３００との関係を説明する図である。図２に示す図は、昇降機構２３０付近をＹ１方向からＹ２方向に見た図である。

支持板２３１は、個別昇降機構２３５を支持し、キャリッジ２２２に固定されている。キャリッジ２２２がＸ軸に沿って移動することにより、キャリッジ２２２に取り付けられた支持板２３１もＸ軸に沿って移動する。但し、昇降機構２３０は、支持板２３１の替わりに、４つの液体吐出ユニット３００をＺ軸に沿って一律に移動させる機構を有してもよい。

１つの個別昇降機構２３５は、４つの液体吐出ユニット３００のうちいずれか１つをＺ軸に沿って移動させる。個別昇降機構２３５は、支持板２３１に固定される。個別昇降機構２３５は、例えば、Ｚ軸に延在する１対のレールを有するレール板と、レール板のレールに対して摺動可能に噛み合う支持板とを有する。この支持板には、エンドエフェクターとして、液体吐出ユニット３００がネジ止め等により固定された状態で装着される。図示しないが、個別昇降機構２３５には、液体吐出ユニット３００をＺ軸に沿って移動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該移動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該移動した動作量を検出する昇降エンコーダー２３６と、を有する。昇降エンコーダー２３６は、図４に示す。
なお、Ｚ軸は、「第３軸」の一例である。

本実施形態において、昇降エンコーダー２３６は、Ｚ軸に沿う方向における液体吐出ユニット３００の位置を検出する透過型のリニアエンコーダーであり、基本的な構成は直動エンコーダー２２３と同様である。なお、反射型のリニアエンコーダーやロータリーエンコーダーであってもよい。

より具体的には、個別昇降機構２３５＿ｋには、液体吐出ユニット３００＿ｋが装着される。ｋは、１から４までの整数である。個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４は、Ｘ２方向から順に、個別昇降機構２３５＿１、２３５＿２、２３５＿３、２３５＿４の順に配置される。
なお、個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４の任意の２つのうち、Ｘ２方向に位置する個別昇降機構２３５が「第１昇降機構」の一例であり、この個別昇降機構２３５の昇降エンコーダー２３６が「第１昇降エンコーダー」の一例である。また、Ｘ１方向に位置する個別昇降機構２３５が「第２昇降機構」の一例であり、この個別昇降機構２３５の昇降エンコーダー２３６が「第２昇降エンコーダー」の一例である。

液体吐出ユニット３００は、液体の一例であるインクをワークＷに向けて吐出する。インクとしては、特に限定されず、例えば、水系溶媒に染料または顔料等の色材を溶解させた水系インク、紫外線硬化型等の硬化性樹脂を用いた硬化性インク、および、有機溶剤に染料または顔料等の色材を溶解させた溶剤系インク等が挙げられる。なお、当該インクは、溶液に限定されず、分散媒に色材等を分散質として分散させたインクでもよい。また、当該インクは、色材を含むインクに限定されず、配線等を形成するための金属粒子等の導電性粒子を分散質として含むインクでもよい。硬化性インクが用いられる場合、液体吐出ユニット３００は、インクを硬化するエネルギーを出射する出射部を有する。
本実施形態において、立体物印刷装置１００は、シアンの色材を含むインクと、マゼンタの色材を含むインクと、イエローの色材を含むインクと、および、ブラックの色材を含むインクという４種類のインクを利用することとして説明する。このように、本実施形態では、４種類のインクを使用するため、立体物印刷装置１００は、液体吐出ユニット３００も４つ有したが、液体吐出ユニット３００の個数は４つに限定されず、１つでもよいし複数でもよい。また、使用するインクの種類は４種類に限らず、立体物印刷装置１００は、１種類のインクを使用してもよいし、複数のインクを使用してもよい。例えば、立体物印刷装置１００は、６つの液体吐出ユニット３００を有し、この６つの液体吐出ユニット３００のそれぞれは、前述した４種類のインクと、ホワイトの色材を含むインクと、クリアインクとのいずれか１つが供給されてもよい。図３を用いて、液体吐出ユニット３００の詳細について説明する。

図３は、液体吐出ユニット３００の概略構成を示す斜視図である。液体吐出ユニット３００は、ヘッド３１０と圧力調整弁３２０とセンサー３３０とを有する。これらは、図３中の二点鎖線で示される支持体３５０に支持される。

ヘッド３１０は、不図示の複数の圧電素子と、不図示の複数のキャビティと、複数のノズルＮと、有する。キャビティは、インクを収容する。ノズルＮは、キャビティごとに設けられており、当該キャビティに連通する。当該圧電素子は、キャビティごとに設けられており、当該キャビティの圧力を変化させることにより、当該キャビティに対応するノズルＮからインクを吐出させる。このようなヘッド３１０は、例えば、エッチング等により適宜に加工したシリコン基板等の複数の基板を接着剤等により貼り合わせることにより得られる。また、ノズルＮからインクを吐出させるための駆動素子として、当該圧電素子に代えて、キャビティ内のインクを加熱するヒーターを用いてもよい。なお、理想的な条件において、ヘッド３１０はノズルＮからＺ２方向にインクを吐出する。つまり、Ｚ２方向はインクの吐出方向である。

ヘッド３１０は、複数のノズルＮが設けられたノズル面ＦＤを有する。図３に示す例では、ノズル面ＦＤの法線方向がＺ１方向であり、当該複数のノズルＮは、Ｘ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶ第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２とに区分される。第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれは、Ｙ軸に沿う方向に直線状に配列される複数のノズルＮの集合である。ここで、ヘッド３１０における第１ノズル列Ｌ１の各ノズルＮに関連する要素と第２ノズル列Ｌ２の各ノズルＮに関連する要素とがＸ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。以下の記載において、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２とを、ノズル列Ｌと称することがある。
なお、液体吐出ユニット３００＿１～３００＿４のうち、「第１昇降機構」に相当する個別昇降機構２３５に装着された液体吐出ユニット３００に含まれるヘッド３１０が、「第１ヘッド」の一例であり、このヘッド３１０が有するノズル面ＦＤが、「第１ノズル面」の一例であり、このノズル面ＦＤに設けられた第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２が、「第１ノズル列」の一例である。また、「第２昇降機構」に相当する個別昇降機構２３５に装着された液体吐出ユニット３００に含まれるヘッド３１０が、「第２ヘッド」の一例であり、このヘッド３１０が有するノズル面ＦＤが、「第２ノズル面」の一例であり、このノズル面ＦＤに設けられた第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２が、「第２ノズル列」の一例である。

ただし、第１ノズル列Ｌ１における複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌ２における複数のノズルＮとのＹ軸に沿う方向での位置が互いに一致してもよいし異なってもよい。また、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のうちの一方の各ノズルＮに関連する要素が省略されてもよい。以下では、第１ノズル列Ｌ１における複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌ２における複数のノズルＮとのＹ軸に沿う方向での位置が互いに一致する構成が例示される。

圧力調整弁３２０は、ヘッド３１０内のインクの圧力に応じて開閉する弁機構である。この開閉により、ヘッド３１０内のインクの圧力が所定範囲内の負圧に維持される。このため、ヘッド３１０のノズルＮに形成されるインクのメニスカスの安定化が図られる。この結果、ノズルＮ内に気泡が入り込んだり、ノズルＮからインクが溢れ出したりすることが防止される。

なお、図３に示す例では、液体吐出ユニット３００が有するヘッド３１０および圧力調整弁３２０のそれぞれの数が１個であるが、当該数は、図１に示す例に限定されず、２個以上でもよい。

センサー３３０は、Ｚ軸におけるワークＷに対するヘッド３１０の相対的な位置関係を検出する。具体的には、センサー３３０は、ワークＷに対して相対的な位置が固定される図示しない基準面との間の距離を計測する光学式変位計等の距離センサーである。なお、当該基準面は、ワークＷの表面でもよいし、ワークＷとは別の物体の表面でもよい。また、当該基準面の向く方向は、あらかじめワークＷの面ＷＦに対する位置および姿勢が把握されていればよく、任意である。

支持体３５０は、例えば、金属材料等で構成されており、実質的な剛体である。なお、図３では、支持体３５０が扁平な箱状をなすが、支持体３５０の形状は、特に限定されず、任意である。支持体３５０は、個別昇降機構２３５のＺ２方向に装着される。

図３に示す例では、圧力調整弁３２０は、ヘッド３１０に対してＺ１方向に位置する。センサー３３０は、ヘッド３１０に対してＸ１方向に位置する。

ここで、ヘッド３１０が吐出するインクが紫外線硬化型等の硬化性樹脂を用いた硬化性インクである場合、液体吐出ユニット３００に加えてインクを硬化させるために紫外線光源などのエネルギー出射部を備えてもよい。この場合、エネルギー出射部は、液体吐出ユニット３００と同様にキャリッジ２２２に搭載されてＸ軸方向に移動し、液体吐出ユニット３００と同様に個別昇降機構によってＺ方向にも移動することが好ましい。ワークＷ上に着弾したインクを硬化させる都合上、エネルギー出射部をＺ方向に移動する個別昇降機構は、個別昇降機構２３５に対して、印刷動作中において直動機構２２０によってヘッド３１０が移動する方向とは反対方向に位置する。後述するが、本実施形態では、印刷動作中においてヘッド３１０がＸ２方向からＸ１方向に移動するため、エネルギー出射部をＺ方向に移動する個別昇降機構は、個別昇降機構２３５＿１に対してＸ２方向に配置される。
なお、エネルギー出射部をＺ方向に移動する個別昇降機構は「第３昇降機構」の一例である。

説明を図１に戻す。液体供給ユニット４００は、インクをヘッド３１０に供給するための機構である。液体供給ユニット４００は、液体貯留部４１０と供給流路４２０とを有する。

液体貯留部４１０は、インクを貯留する容器である。液体貯留部４１０は、例えば、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパックである。

図１に示す例では、液体貯留部４１０は、常にヘッド３１０よりもＺ１方向に位置するように、壁、天井または柱等に固定される。すなわち、液体貯留部４１０は、ヘッド３１０の移動領域よりも鉛直方向での上方に位置する。このため、ポンプ等の機構を用いなくても、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の加圧力でインクを供給することができる。

なお、液体貯留部４１０の設置場所は、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給することができればよく、ヘッド３１０よりも鉛直方向での下方に位置してもよい。この場合、例えば、ポンプを用いて、液体貯留部４１０からヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給すればよい。

供給流路４２０は、液体貯留部４１０からヘッド３１０にインクを供給する流路である。供給流路４２０の途中には、圧力調整弁３２０が設けられる。このため、移動機構２００の動作に伴ってヘッド３１０と液体貯留部４１０との位置関係が変化しても、ヘッド３１０内のインクの圧力の変動を低減することができる。

供給流路４２０は、例えば、管体の内部空間で構成される。ここで、供給流路４２０に用いる管体は、例えば、ゴム材料またはエラストマー材料等の弾性材料で構成されており、可撓性を有する。このように、可撓性を有する管体を用いて供給流路４２０を構成することにより、液体貯留部４１０と圧力調整弁３２０との相対的な位置関係の変化が許容される。従って、液体貯留部４１０の位置および姿勢を固定したまま、ヘッド３１０の位置が変化しても、液体貯留部４１０から圧力調整弁３２０へインクを供給することができる。

さらに、供給流路４２０は、図３に示すように、圧力調整弁３２０により上流流路４２１と下流流路４２２とに区分される。すなわち、供給流路４２０は、液体貯留部４１０と圧力調整弁３２０とを連通させる上流流路４２１と、圧力調整弁３２０とヘッド３１０とを連通させる下流流路４２２と、を有する。図３に示す例では、供給流路４２０の下流流路４２２の一部が流路部材４２２ａで構成される。流路部材４２２ａは、圧力調整弁３２０からのインクをヘッド３１０の複数箇所に分配する流路を有する。流路部材４２２ａは、例えば、樹脂材料で構成される複数の基板の積層体であり、各基板には、インクの流路のための溝または孔が適宜に設けられる。

なお、供給流路４２０の一部が可撓性を有しない部材で構成されてもよい。また、供給流路４２０の一部は、インクを複数箇所に分配する分配流路を有する構成でもよいし、ヘッド３１０または圧力調整弁３２０と一体で構成されてもよい。

コントローラー６００は、移動機構２００およびワーク支持機構９００の駆動を制御するロボットコントローラーである。図１では図示しないが、コントローラー６００は、液体吐出ユニット３００における吐出動作を制御する制御モジュールが電気的に接続される。コントローラー６００および当該制御モジュールには、コンピューターが通信可能に接続される。なお、当該制御モジュールは、後述の図４に示す制御モジュール５００に相当する。当該コンピューターは、後述の図４に示すコンピューター７００に相当する。

ワーク支持機構９００は、ワークＷを支持し、ワークＷの位置および姿勢の一方または両方を変化させる。ワーク支持機構９００は、改行軸機構９１０と、回転軸機構９２０とを有する。改行軸機構９１０は、ワークＷをＹ軸に沿って移動させるための扁平状の部材を含む。この部材のＺ１方向の面には、Ｙ軸に沿った２つのレールＲＢが設けられる。２つのレールＲＢは、Ｙ軸に沿って延在する。回転軸機構９２０は、レールＲＢに対して摺動可能に噛み合う。さらに、図１では図示していないが、改行軸機構９１０は、回転軸機構９２０をＹ軸に沿って移動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該移動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該移動した動作量を検出するエンコーダーと、を有する。

回転軸機構９２０は、Ｘ軸に沿った回転軸ＸＲを中心に回転可能である。さらに、回転軸機構９２０は、設置面９２２を有する。設置面９２２には、ワークＷが設置される。回転軸機構９２０が回転すると、設置面９２２の向きが変化する。設置面９２２の向きが変化すると、設置面９２２に設置されたワークＷの姿勢が変化する。さらに、図１では図示していないが、回転軸機構９２０は、回転軸機構９２０をＹ軸に沿って移動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該移動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該移動した動作量を検出するエンコーダーと、を有する。
なお、Ｙ軸は、「第２軸」の一例である。

１－２．立体物印刷装置１００の電気的な構成
図４は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図４では、立体物印刷装置１００の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。また、図４では、直動エンコーダー２２３と、昇降エンコーダー２３６＿１～２３６＿４とが示される。

図４に示すように、立体物印刷装置１００は、前述の移動機構２００と液体吐出ユニット３００とコントローラー６００とワーク支持機構９００とのほか、制御モジュール５００とコンピューター７００とを有する。コントローラー６００と制御モジュール５００とコンピューター７００は、液体吐出ユニット３００と、移動機構２００と、ワーク支持機構９００とを制御する制御部であるとも言える。以下、コントローラー６００の詳細に説明に先立ち、まず、制御モジュール５００およびコンピューター７００を順に説明する。

なお、以下に述べる電気的な各構成要素は、適宜に分割されてもよいし、一部が他の構成要素に含まれてもよいし、他の構成要素と一体で構成されてもよい。例えば、制御モジュール５００またはコントローラー６００の機能の一部または全部は、コントローラー６００に接続されるコンピューター７００により実現されてもよいし、ＬＡＮ（Local Area Network）またはインターネット等のネットワークを介してコントローラー６００に接続されるＰＣ（personal computer）等の他の外部装置により実現されてもよい。

コントローラー６００は、移動機構２００の駆動を制御する機能と、ワーク支持機構９００の駆動を制御する機能と、液体吐出ユニット３００でのインクの吐出動作を移動機構２００の動作に同期させるための信号Ｄ３を生成する機能と、を有する。コントローラー６００は、記憶回路６１０と処理回路６２０とを有する。

記憶回路６１０は、処理回路６２０が実行する各種プログラムと、処理回路６２０が処理する各種データと、を記憶する。記憶回路６１０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリーとＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＰＲＯＭ（Programmable ROM）等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。なお、記憶回路６１０の一部または全部は、処理回路６２０に含まれてもよい。

記憶回路６１０には、経路情報Ｄａが記憶される。経路情報Ｄａは、ヘッド３１０が移動すべき移動経路を示す情報である。経路情報Ｄａは、例えば、ベース座標系の座標値を用いて表される。経路情報Ｄａは、ワークＷの位置および形状を示すワーク情報に基づいて決められる。当該ワーク情報は、ワークＷの３次元形状を示すＣＡＤ（computer-aided design）データ等の情報を前述のベース座標系に対応付けることにより得られる。以上の経路情報Ｄａは、コンピューター７００から記憶回路６１０に入力される。

処理回路６２０は、経路情報Ｄａに基づいて、直動機構２２０、昇降機構２３０、改行軸機構９１０、および、回転軸機構９２０の動作を制御するとともに、信号Ｄ３を生成する。具体的には、処理回路６２０は、経路情報Ｄａを直動機構２２０および昇降機構２３０の位置および速度等の動作量に変換する演算と、経路情報Ｄａを改行軸機構９１０および回転軸機構９２０の位置および速度等の動作量に変換する演算とを行う。そして、処理回路６２０は、直動機構２２０および昇降機構２３０のそれぞれの動作量が前述の演算結果となるように、直動エンコーダー２２３からの出力信号Ｄｘと、昇降エンコーダー２３６＿１～２３６＿４からの出力信号Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４とに基づいて、制御信号Ｓｘ、Ｓｚ＿１～Ｓｚ＿４を出力する。制御信号Ｓｘは、直動機構２２０が有するモーターの駆動を制御する。制御信号Ｓｚ＿ｋは、個別昇降機構２３５＿ｋが有するモーターの駆動を制御する。ｋは、１から４までの整数である。以下では、出力信号Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４までのそれぞれを、出力信号Ｄｚという場合がある。出力信号Ｄｘおよび出力信号Ｄｚは、パルス信号である。
同様に、処理回路６２０は、改行軸機構９１０および回転軸機構９２０の動作量が前述の演算結果となるように、改行軸機構９１０に含まれるエンコーダーから出力される出力信号Ｄｙと、回転軸機構９２０に含まれるエンコーダーから出力される出力信号Ｄｒとに基づいて、制御信号Ｓｙ、Ｓｒを出力する。制御信号Ｓｙは、改行軸機構９１０が有するモーターの駆動を制御する。制御信号Ｓｒは、回転軸機構９２０が有するモーターの駆動を制御する。

また、処理回路６２０は、出力信号Ｄｘ、Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４、Ｄｙ、および、Ｄｒのうちの１つまたは複数に基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路６２０は、出力信号Ｄｘ、Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４、Ｄｙ、および、Ｄｒのうちの１つに基づいて、信号Ｄ３を生成する。例えば、処理回路６２０は、例えば、出力信号Ｄｘ、Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４、Ｄｙ、および、Ｄｒのうちの１つが所定値となるタイミングにおいてパルスを含む信号を信号Ｄ３として生成する。

以上の処理回路６２０は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、処理回路６２０は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。

制御モジュール５００は、コントローラー６００から出力される信号Ｄ３とコンピューター７００からの印刷データＩｍｇとに基づいて、ヘッド３１０の吐出動作を制御する回路である。制御モジュール５００は、タイミング信号生成回路５１０と電源回路５２０と制御回路５３０と駆動信号生成回路５４０＿１～５４０＿４とを有する。以下では、駆動信号生成回路５４０＿１～５４０＿４までのそれぞれを、駆動信号生成回路５４０という場合がある。

タイミング信号生成回路５１０は、信号Ｄ３に基づいてタイミング信号ＰＴＳを生成する。タイミング信号ＰＴＳは、パルス信号である。タイミング信号生成回路５１０は、例えば、信号Ｄ３の検出を契機としてタイミング信号ＰＴＳの生成を開始するタイマーで構成される。つまり、信号Ｄ３は、液体吐出ユニット３００によるインク吐出の開始タイミングを規定するトリガー信号として機能する。

電源回路５２０は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、立体物印刷装置１００の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路５２０は、電源電位ＶＨＶとオフセット電位ＶＢＳとを生成する。オフセット電位ＶＢＳは、液体吐出ユニット３００に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路５４０＿１～５４０＿４に供給される。

制御回路５３０は、タイミング信号ＰＴＳに基づいて、制御信号ＳＩ＿１～ＳＩ＿４と波形指定信号ｄＣｏｍ＿１～ｄＣｏｍ＿４と、ラッチ信号ＬＡＴ＿１～ＬＡＴ＿４と、クロック信号ＣＬＫとチェンジ信号ＣＮＧ＿１～ＣＮＧ＿４とを生成する。これらの信号は、タイミング信号ＰＴＳに同期する。これらの信号のうち、波形指定信号ｄＣｏｍ＿ｋは、駆動信号生成回路５４０＿ｋに入力され、制御信号ＳＩ＿ｋ、ラッチ信号ＬＡＴ＿ｋ、クロック信号ＣＬＫ、および、チェンジ信号ＣＮＧ＿ｋは、液体吐出ユニット３００＿ｋのスイッチ回路３４０に入力される。ｋは、１から４までの整数である。以下の記載において、制御信号ＳＩ＿１～ＳＩ＿４のそれぞれを、制御信号ＳＩと記載することがあり、波形指定信号ｄＣｏｍ＿１～ｄＣｏｍ＿４のそれぞれを、波形指定信号ｄＣｏｍと記載することがあり、ラッチ信号ＬＡＴ＿１～ＬＡＴ＿４のそれぞれを、ラッチ信号ＬＡＴと記載することがあり、チェンジ信号ＣＮＧ＿１～ＣＮＧ＿４のそれぞれを、チェンジ信号ＣＮＧと記載することがある。

制御信号ＳＩは、ヘッド３１０が有する圧電素子の動作状態を指定するためのデジタルの信号である。具体的には、制御信号ＳＩは、圧電素子に対して後述の駆動信号Ｃｏｍを供給するか否かを指定する。この指定により、例えば、圧電素子に対応するノズルＮからインクを吐出するか否かを指定したり、当該ノズルＮから吐出されるインクの量を指定したりする。波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号Ｃｏｍの波形を規定するためのデジタル信号である。ラッチ信号ＬＡＴおよびチェンジ信号ＣＮＧは、制御信号ＳＩと併用され、圧電素子の駆動タイミングを規定することにより、ノズルＮからのインクの吐出タイミングを規定する。より詳細には、ラッチ信号ＬＡＴは、インクの吐出周期Ｔｕを規定し、チェンジ信号ＣＮＧは、ラッチ信号ＬＡＴによって規定された１つの吐出周期Ｔｕを複数の期間に分割する信号である。クロック信号ＣＬＫは、タイミング信号ＰＴＳに同期した基準となるクロック信号である。以上の信号のうち、液体吐出ユニット３００のスイッチ回路３４０に入力される信号については、後に詳述する。

以上の制御回路５３０は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、制御回路５３０は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。

駆動信号生成回路５４０は、ヘッド３１０が有する各圧電素子を駆動するための駆動信号Ｃｏｍを生成する回路である。具体的には、駆動信号生成回路５４０は、例えば、ＤＡ変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路５４０では、当該ＤＡ変換回路が制御回路５３０からの波形指定信号ｄＣｏｍをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路５２０からの電源電位ＶＨＶを用いて当該アナログ信号を増幅することで駆動信号Ｃｏｍを生成する。ここで、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうち、圧電素子に実際に供給される波形の信号が駆動パルスＰＤである。駆動パルスＰＤは、スイッチ回路３４０を介して、駆動信号生成回路５４０から圧電素子に供給される。スイッチ回路３４０は、制御信号ＳＩに基づいて、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうちの少なくとも一部を駆動パルスＰＤとして供給するか否かを切り替える。

コンピューター７００は、コントローラー６００に経路情報Ｄａ等の情報を供給する機能と、制御モジュール５００に印刷データＩｍｇ等の情報を供給する機能とを有する。例えば、コンピューター７００は、ワークＷの位置および形状を示すワーク情報に基づいて、経路情報Ｄａを生成し、生成した経路情報Ｄａをコントローラー６００に生成する。また、本実施形態のコンピューター７００は、前述のセンサー３３０に電気的に接続されており、センサー３３０＿１～３３０＿４からの信号Ｄ２＿１～Ｄ２＿４に基づいて、経路情報Ｄａを補正するための情報をコントローラー６００に供給する。コンピューター７００としては、例えば、パーソナルコンピューターを用いることができる。

１－３．立体物印刷装置１００の動作および立体物印刷方法
第１実施形態では、立体物印刷装置１００は、ヘッド３１０からインクを吐出しつつ、直動機構２２０によってヘッド３１０の位置をＸ２方向からＸ１方向に移動させる印刷動作を実行する。印刷動作中は、ワーク支持機構９００は駆動していない。本実施形態の説明に際しては、簡単のため、ワークＷの印刷対象となる面ＷＦが、ＸＹ平面に対して傾斜した平面である傾斜領域Ｒ１と、ＸＹ平面に対して平行な平面である平坦領域Ｒ２とを有する場合を例示する。ここで、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とでインクの吐出周期Ｔｕが同一とした態様では、傾斜領域Ｒ１の解像度が平坦領域Ｒ２の解像度より低くなり、面ＷＦに形成される画像の品質が低下するという問題がある。第１実施形態では、傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕを、平坦領域Ｒ２のインクの吐出周期Ｔｕよりも短くすることにより、傾斜領域Ｒ１の解像度と平坦領域Ｒ２の解像度とを同一に近づける。
以下では、説明を簡略化するため、ワークＷの面ＷＦが、傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２を有する場合における、ヘッド３１０＿１とヘッド３１０＿４との吐出周期Ｔｕとの違いを説明する。以下の記載において、ヘッド３１０＿ｋの吐出周期Ｔｕを、吐出周期Ｔｕ＿ｋと称することがある。
なお、傾斜領域Ｒ１が、「第１領域」の一例であり、平坦領域Ｒ２が、「第２領域」の一例である。また、傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕが、「第１吐出周期」の一例であり、平坦領域Ｒ２におけるインクの吐出周期Ｔｕが、「第２吐出周期」の一例である。以下の記載では、傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕを、第１吐出周期ＴｕＡと称し、平坦領域Ｒ２におけるインクの吐出周期Ｔｕを、第２吐出周期ＴｕＢと称することがある。

図５は、印刷動作中のヘッド３１０の位置を説明するための図である。図５に示すように、ワークＷの面ＷＦが、傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２を有する。傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２は、互いに隣り合う。Ｙ軸に沿って見たとき、傾斜領域Ｒ１は平坦領域Ｒ２に比較してＸ軸に対する傾斜が大きい。図５の例では、傾斜領域Ｒ１は、Ｖ１方向に沿った面である。Ｖ１方向は、Ｙ１方向からＹ２方向に見た場合に、Ｘ１方向を反時計回りにθ１度回転させた方向である。θ１は、０度より大きく９０度より小さい角度である。

印刷動作の実行期間には、第１期間ＰＥ１と、第２期間ＰＥ２とが含まれる。第１期間ＰＥ１は、直動機構２２０による移動の実行中において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが傾斜領域Ｒ１に対向し、かつ、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間である。ここで、ノズル列Ｌが領域に対向するとは、Ｚ軸に沿って見たときに、ノズル列Ｌと領域とが重なることを言う。図５の例では、第１期間ＰＥ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間である。第１期間ＰＥ１には、時刻ｔ２が含まれる。第２期間ＰＥ２は、直動機構２２０による移動の実行中において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間である。第２期間ＰＥ２は、第１期間ＰＥ１の後の期間である。図５の例では、第２期間ＰＥ２は、時刻ｔ３から開始する期間である。

図５に示すように、印刷動作において、Ｚ軸におけるヘッド３１０と面ＷＦとの間の距離Ｄ１は、所定範囲内に維持される。距離Ｄ１が適切に維持されていないと、ヘッド３１０が吐出したインクの飛翔距離が長くなって、ワークＷ上に着弾する位置の精度が低下する場合がある。距離Ｄ１を維持するため、ｋが１から４までのそれぞれについて、個別昇降機構２３５＿ｋは、ノズル面ＦＤ＿ｋをＺ２方向に移動させる。
また、キャリッジ２２２にエネルギー出射部が搭載される場合にも、エネルギー出射部の出射面と面ＷＦとの距離は、適切な範囲に維持される。この距離が適切に維持されていないと、エネルギー出射部から出射されたエネルギーが減衰して、インクの硬化が不十分となる場合があるためである。

傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕに対する平坦領域Ｒ２におけるインクの吐出周期Ｔｕを求めるため、制御回路５３０は、現在より前の一定期間において、ノズル面ＦＤ＿１の移動量ｍ１に対するノズル面ＦＤ＿４の移動量ｍ４を求める。一定期間は、どのような期間でもよいが、現在より近く、かつ、短い期間である程、ワークＷの面ＷＦの傾斜が変化した場合にも、面ＷＦの傾斜に追随しやすくなるため、面ＷＦの解像度を均一に近づけることができる。以下の記載では、一定期間を、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間ΔＰＥとして説明する。

図５の時刻ｔ２には、時刻ｔ１における液体吐出ユニット３００＿１を破線で示しており、期間ΔＰＥにおいて個別昇降機構２３５＿１によるノズル面ＦＤ＿１のＺ軸における移動量Δｍｚ１が示される。一方、期間ΔＰＥにおいて、個別昇降機構２３５＿４は、ヘッド３１０＿４をほぼ移動させない。従って、期間ΔＰＥにおいて個別昇降機構２３５＿４によるノズル面ＦＤ＿４のＺ軸における移動量Δｍｚ４は、略０である。期間ΔＰＥにおいて、個別昇降機構２３５＿１によるノズル面ＦＤ＿１の移動量Δｍｚ１は、個別昇降機構２３５＿４によるノズル面ＦＤ＿４の移動量Δｍｚ４に比べて大きい。

このように、期間ΔＰＥにおいて、ノズル面ＦＤ＿１は、ノズル面ＦＤ＿４と比較して移動量が大きい。より具体的には、期間ΔＰＥにおけるノズル面ＦＤ＿１の移動量Δｍ１は、下記（１）式によって示される。

Δｍｚ１は、期間ΔＰＥで得られた出力信号Ｄｚ＿１のパルス数に比例する値である。Δｍｘは、期間ΔＰＥにおいて、ノズル面ＦＤ＿１のＸ軸に沿った移動量である。Δｍｘは、期間ΔＰＥで得られた出力信号Ｄｘのパルス数に比例する値である。同様に、第１期間ＰＥ１におけるノズル面ＦＤ＿４の移動量Δｍ４は、下記（２）式によって示される。なお、期間ΔＰＥにおけるノズル面ＦＤ＿１のＸ軸に沿った移動量と、期間ΔＰＥにおけるノズル面ＦＤ＿４のＸ軸に沿った移動量とは同一である。出力信号Ｄｘのパルス数は、「パルス信号の数」の一例である。

ただし、Δｍｚ４は略０であるため、（２）式は、（３）式に変形できる。
Δｍ４＝Δｍｘ （３）

従って、ノズル面ＦＤ＿１の移動量Δｍ１に対するノズル面ＦＤ＿４の移動量Δｍ４は、以下（４）式によって示される。

傾斜領域Ｒ１の解像度と平坦領域Ｒ２の解像度とを同一に近づけるため、制御回路５３０は、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１を、ヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４のΔｍ４／Δｍ１倍となるように決定する。Δｍ４／Δｍ１は、０より大きく１より小さい値である。つまり、吐出周期Ｔｕ＿１を吐出周期Ｔｕ＿４よりも短くする。上述したように、傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕが第１吐出周期ＴｕＡであるから、第１期間ＰＥ１における吐出周期Ｔｕ＿１は、第１吐出周期ＴｕＡである。同様に、平坦領域Ｒ２におけるインクの吐出周期Ｔｕが第２吐出周期ＴｕＢであるから、第１期間ＰＥ１における吐出周期Ｔｕ＿４は、第２吐出周期ＴｕＢである。なお、第２期間ＰＥ２における吐出周期Ｔｕ＿１は、第２吐出周期ＴｕＢである。例えば、平坦領域Ｒ２において、基準解像度として６００ｄｐｉ（dots per inch）を実現する場合、平坦領域Ｒ２における２つのドットの間隔は、約４２マイクロメートルである。従って、傾斜領域Ｒ１のＺ軸に沿って見た場合の２つのドット間隔が、約４２マイクロメートル×Δｍ４／Δｍ１となればよい。（４）式によりΔｍ４／Δｍ１を求める場合に、制御回路５３０は、Δｍｚ１に、期間ΔＰＥで得られた出力信号Ｄｚ＿１のパルス数を代入し、Δｍｘに、期間ΔＰＥで得られた出力信号Ｄｘのパルス数を代入すればよい。そして、制御回路５３０は、平坦領域Ｒ２において基準解像度に応じたドット間隔をヘッド３１０が移動することに要する期間に対して、Δｍ４／Δｍ１を乗じた期間が、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１となるように決定する。すなわち、吐出周期Ｔｕ＿１は、出力信号Ｄｘと出力信号Ｄｚ＿１とに基づいて規定される。また、吐出周期Ｔｕ＿４は、出力信号Ｄｘと出力信号Ｄｚ＿４とに基づいて規定される。ヘッド３１０の吐出周期Ｔｕを変更する場合のヘッド３１０の吐出周期Ｔｕの一例について、図６を用いて説明する。

図６は、ヘッド３１０の吐出周期Ｔｕを説明するためのタイミングチャートである。図６の例では、説明を簡略化するため、Δｍ４／Δｍ１が３／４である場合を用いて説明する。図６の例では、制御回路５３０は、直動エンコーダー２２３からの出力信号Ｄｘの３つ分のパルスによって規定される期間を、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１として決定し、出力信号Ｄｘの４つ分のパルスによって規定される期間を、ヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４として決定する。

制御回路５３０は、吐出周期Ｔｕ＿１を示すパルスＰＬ＿１を含むラッチ信号ＬＡＴ＿１を液体吐出ユニット３００＿１に出力する。つまり、ラッチ信号ＬＡＴ＿１は、出力信号Ｄｘの３つ分のパルスによって規定されるタイミングで出力される。吐出周期Ｔｕは、パルスＰＬ＿１の立ち上がりから次のパルスＰＬ＿１の立ち上がりまでの期間として規定される。制御回路５３０は、チェンジ信号ＣＮＧ＿１を液体吐出ユニット３００＿１に出力する。チェンジ信号ＣＮＧ＿１は、１つの吐出周期Ｔｕ＿１を、制御期間Ｔｂｕ１と制御期間Ｔｂｕ２とに区分するためのパルスＰＣ＿１を含む。制御期間Ｔｂｕ１は、例えば、パルスＰＬ＿１の立ち上がりからパルスＰＣ＿１の立ち上がりまでの期間である。制御期間Ｔｂｕ２は、例えば、パルスＰＣ＿１の立ち上がりからパルスＰＬ＿１の立ち上がりまでの期間である。

また、制御回路５３０は、吐出周期Ｔｕ＿１ごとに、制御信号ＳＩ＿１を液体吐出ユニット３００＿１を出力する。つまり、制御信号ＳＩ＿１は、出力信号Ｄｘの３つ分のパルスによって規定されるタイミングで出力される。制御信号ＳＩ＿１は、ヘッド３１０＿１が有する複数の圧電素子の動作の種類を指定する個別指定信号Ｓｄ＿１を有する。個別指定信号Ｓｄ＿１は、ヘッド３１０＿１が複数の圧電素子の各々に対応する個数有する。以下の記載において、制御信号ＳＩ＿ｋに含まれる個別指定信号Ｓｄを、個別指定信号Ｓｄ＿ｋと記載する場合がある。また、個別指定信号Ｓｄ＿１～個別指定信号Ｓｄ＿４のそれぞれを、個別指定信号Ｓｄと記載する場合がある。

また、制御回路５３０は、吐出周期Ｔｕ＿４を示すパルスＰＬ＿４を含むラッチ信号ＬＡＴ＿４を液体吐出ユニット３００＿４に出力する。つまり、ラッチ信号ＬＡＴ＿４は、出力信号Ｄｘの４つ分のパルスによって規定されるタイミングで出力される。制御回路５３０は、チェンジ信号ＣＮＧ＿４を液体吐出ユニット３００＿４に出力する。チェンジ信号ＣＮＧ＿４は、１つの吐出周期Ｔｕ＿１を、制御期間Ｔｂｕ３と制御期間Ｔｂｕ４とに区分するためのパルスＰＣ＿４を含む。制御期間Ｔｂｕ３は、例えば、パルスＰＬ＿４の立ち上がりからパルスＰＣ＿４の立ち上がりまでの期間である。制御期間Ｔｂｕ４は、例えば、パルスＰＣ＿４の立ち上がりからパルスＰＬ＿４の立ち上がりまでの期間である。

また、制御回路５３０は、吐出周期Ｔｕ＿４ごとに、制御信号ＳＩ＿４を液体吐出ユニット３００＿４を出力する。つまり、制御信号ＳＩ＿４は、出力信号Ｄｘの４つ分のパルスによって規定されるタイミングで出力される。制御信号ＳＩ＿４は、ヘッド３１０＿４が有する複数の圧電素子の動作の種類を指定する個別指定信号Ｓｄ＿４を有する。個別指定信号Ｓｄ＿４は、ヘッド３１０＿４が有する複数の圧電素子の各々に対応する個数分存在する。

以上のように、ラッチ信号ＬＡＴや制御信号ＳＩのタイミングを規定する出力信号Ｄｘのパルスの数を、ヘッド３１０ごとに調整することによって、吐出周期Ｔｕをヘッド３１０ごとに変化させることができる。

図６に示すように、駆動信号Ｃｏｍ＿１および駆動信号Ｃｏｍ＿４は、制御期間Ｔｂｕ１に設けられる波形ＰＸと、制御期間Ｔｂｕ２に設けられる波形ＰＹと、を有する。図６に示す例では、波形ＰＸにおける最高電位ＶＨＸと最低電位ＶＬＸとの電位差が、波形ＰＹにおける最高電位ＶＨＹと最低電位ＶＬＹとの電位差よりも大きい。なお、駆動信号Ｃｏｍの波形は、図６に示す例に限定されず、例えば、波形ＰＹを省略してもよい。

個別指定信号Ｓｄの内容に応じたインクの吐出態様について説明する。本実施形態では、個別指定信号Ｓｄは、大ドット、中ドット、小ドット、および、非吐出のうちいずれか１つを指定する値である。例えば、個別指定信号Ｓｄ＿１が中ドットの形成を指定する値である場合、スイッチ回路３４０は、制御期間Ｔｂｕ１においてオンとなるとともに制御期間Ｔｂｕ２においてオフとなる。このため、駆動信号Ｃｏｍ＿１における波形ＰＸのみが駆動パルスＰＤとして圧電素子に供給され、中ドットに相当する量のインクが吐出される。

以上のように、個別指定信号Ｓｄの内容に応じて、圧電素子に対して、波形ＰＸを供給するか否か、また、波形ＰFを供給するか否か、を指定することで、吐出するインク滴の有無やサイズを変化させることができる。なお、駆動信号Ｃｏｍ＿１の例を用いて説明したが、駆動信号Ｃｏｍ＿４も、駆動信号Ｃｏｍ＿１と同様である。

図７は、立体物印刷方法における制御回路５３０による液体吐出ユニット３００の制御に関する処理を示すフローチャートである。制御回路５３０は、ｋが１から４までのそれぞれについて、ヘッド３１０＿ｋに対して図７に示す一連のフローチャートを実行する。図７に示す一連のフローチャートは、吐出周期Ｔｕごとに、次の吐出周期Ｔｕを決定する処理である。

ステップＳ１０において、制御回路５３０は、印刷動作が終了するか否かを判定する。印刷動作が終了する場合とは、例えば、ヘッド３１０＿ｋが印刷終了位置に到達した場合、または、立体物印刷装置１００のユーザーによって印刷動作の中止が指示された場合である。ステップＳ１０でＹｅｓである場合、制御回路５３０は、図７に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ１０でＮｏである場合、制御回路５３０は、ステップＳ２０において、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘに基づいて、期間ΔＰＥにおける出力信号Ｄｘのパルス数を取得する。さらに、制御回路５３０は、ステップＳ３０において、昇降エンコーダー２３６＿ｋが出力する出力信号Ｄｚ＿ｋに基づいて、期間ΔＰＥにおける出力信号Ｄｚ＿ｋのパルス数を取得する。

ステップＳ３０の処理終了後、制御回路５３０は、ステップＳ４０において、出力信号Ｄｘのパルス数と出力信号Ｄｚ＿ｋのパルス数とに基づいて、次の吐出周期Ｔｕ＿ｋを決定する。具体的には、制御回路５３０は、平坦領域Ｒ２において基準解像度に応じたドット間隔をヘッド３１０が移動することにかかる期間に対して、（４）式によって算出したΔｍ４／Δｍ１を乗じた値が、次の吐出周期Ｔｕ＿ｋとなるように決定する。

ステップＳ４０の処理終了後、制御回路５３０は、ステップＳ５０において、決定した吐出周期Ｔｕ＿ｋに応じた波形指定信号ｄＣｏｍ＿ｋを、駆動信号生成回路５４０＿ｋに出力する。さらに、制御回路５３０は、ステップＳ６０において、決定した吐出周期Ｔｕ＿ｋに応じた、制御信号ＳＩ＿ｋと、ラッチ信号ＬＡＴ＿ｋと、チェンジ信号ＣＮＧ＿ｋとを、液体吐出ユニット３００＿ｋに出力する。

ステップＳ６０の処理終了後、制御回路５３０は、ステップＳ７０において、次の波形指定信号ｄＣｏｍ＿ｋを出力するタイミングまで待機し、処理をステップＳ１０に戻す。次の波形指定信号ｄＣｏｍ＿ｋを出力するタイミングとは、決定した吐出周期Ｔｕ＿ｋが満了する時刻より前であって、このタイミングが満了した後にステップＳ２０からステップＳ６０を実行しても、遅延なく次の波形指定信号ｄＣｏｍ＿ｋと制御信号ＳＩ＿ｋとラッチ信号ＬＡＴ＿ｋとチェンジ信号ＣＮＧ＿ｋとを出力できる時刻である。

１－４．第１実施形態のまとめ
以下、ヘッド３１０＿１が「第１ヘッド」に相当し、ヘッド３１０＿４が「第２ヘッド」に相当する例を用いて、第１実施形態のまとめを説明する。

立体物印刷装置１００は、インクを吐出するノズル列Ｌが設けられたヘッド３１０＿１と、インクを吐出するノズル列Ｌが設けられたヘッド３１０＿４と、立体的なワークＷに対するヘッド３１０＿１およびヘッド３１０＿４の相対的な位置をＸ軸に沿って変化させる直動機構２２０を備えた移動機構２００と、を有する。ワークＷは、互いに隣り合う傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２を備える。Ｘ軸と交差するＹ軸に沿って見たとき、傾斜領域Ｒ１は平坦領域Ｒ２に比較してＸ軸に対する傾斜が大きい。直動機構２２０による移動の実行中において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが傾斜領域Ｒ１に対向し、かつ、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間を第１期間ＰＥ１とすると、第１期間ＰＥ１において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌから傾斜領域Ｒ１に対して吐出周期Ｔｕ＿１でインクを吐出する。また、第１期間ＰＥ１において、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌから平坦領域Ｒ２に対して吐出周期Ｔｕ＿４でインクを吐出する。吐出周期Ｔｕ＿１は、吐出周期Ｔｕ＿４よりも短い。
上述したように、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とでインクの吐出周期Ｔｕが同一である態様では、傾斜領域Ｒ１の解像度が平坦領域Ｒ２の解像度より低くなり、面ＷＦに形成される画像の品質が低下するという問題がある。本実施形態では、吐出周期Ｔｕ＿１を吐出周期Ｔｕ＿４よりも短くすることにより、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とでインクの吐出周期Ｔｕが同一である態様と比較して、傾斜領域Ｒ１の解像度と平坦領域Ｒ２の解像度とを同一に近づけることができる。

本実施形態の説明に際しては、簡単のため、ワークＷの印刷対象となる面ＷＦが、ＸＹ平面に対して傾斜した平面である傾斜領域Ｒ１と、ＸＹ平面に対して平行な平面である平坦領域Ｒ２とを有する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。ワークＷの面ＷＦは曲面であってもよい。面ＷＦが曲面である場合は、当該曲面を適宜に分割された複数の平面で近似し、当該平面のＹ軸に沿って見たときのＸ軸に対する傾斜に基づいて、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とに分類することができる。なお、平坦領域Ｒ２は必ずしもＸ軸とＹ軸とに平行な面でなくともよい。また、面ＷＦが曲面である場合は、吐出周期Ｔｕがキャリッジ２２２の移動に応じて逐次変化することが好ましく、各期間における吐出周期Ｔｕを比較する場合には、逐次変化する吐出周期Ｔｕの平均値などを用いることができる。

また、直動機構２２０による移動の実行中において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間を第２期間ＰＥ２とすると、第２期間ＰＥ２において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌから平坦領域Ｒ２に対して、第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出する。
ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間では、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌから、第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出することにより、ヘッド３１０＿１が傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２を印刷した場合の解像度を、均一に近づけることができる。

ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌは、ヘッド３１０＿１のノズル面ＦＤ＿１に設けられ、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌは、ヘッド３１０＿４のノズル面ＦＤ＿４に設けられる。移動機構２００は、直動機構２２０によって移動され、Ｘ軸およびＹ軸と交差するＺ軸に沿ってノズル面ＦＤ＿１を移動させる個別昇降機構２３５＿１と、直動機構２２０によって移動され、Ｚ軸に沿ってノズル面ＦＤ＿４を移動させる個別昇降機構２３５＿４とを備える。
ヘッド３１０が別々の個別昇降機構２３５によって昇降するため、ヘッド３１０＿１～３１０が１つの個別昇降機構２３５によって昇降する態様と比較して、ワークＷの凹凸により入り込むことができるため、ワークＷとの接触を抑制しつつ、適切な距離でインクの吐出が可能になるので印刷品質を向上できる。

また、第１期間ＰＥ１において、個別昇降機構２３５＿１によるノズル面ＦＤ＿１の移動量ｍｚ１は、個別昇降機構２３５＿４によるノズル面ＦＤ＿４の移動量ｍｚ４に比べて大きい。
Ｙ軸に沿って見たとき、傾斜領域Ｒ１は平坦領域Ｒ２に比較してＸ軸に対する傾斜が大きいため、移動量ｍｚ１を移動量ｍｚ４に比較して大きくすることにより、ヘッド３１０＿１が傾斜領域Ｒ１に追随できる。

また、立体物印刷装置１００は、インクを吐出するノズル列Ｌが設けられたノズル面ＦＤ＿１を備えるヘッド３１０＿１と、インクを吐出するノズル列Ｌが設けられたノズル面ＦＤ＿４を備えるヘッド３１０＿４と、立体的なワークＷに対するヘッド３１０＿１およびヘッド３１０＿４の相対的な位置をＸ軸に沿って変化させる直動機構２２０を備えた移動機構２００と、を有するとも言える。移動機構２００は、直動機構２２０によって移動され、Ｘ軸と交差するＺ軸に沿ってノズル面ＦＤ＿１を移動させる個別昇降機構２３５＿１と、直動機構２２０によって移動され、Ｚ軸に沿ってノズル面ＦＤ＿４を移動させる個別昇降機構２３５＿４と、を備える。直動機構２２０による移動の実行中における所定の期間を第１期間ＰＥ１とし、第１期間ＰＥ１において、ノズル面ＦＤ＿１が設けられたノズル列Ｌがインクを吐出する周期を第１吐出周期ＴｕＡとし、第１期間ＰＥ１において、ノズル面ＦＤ＿２が設けられたノズル列Ｌがインクを吐出する周期を第２吐出周期ＴｕＢとすると、第１期間ＰＥ１におけるノズル面ＦＤ＿１のＺ軸に沿う移動量ｍｚ１は、ノズル面ＦＤ＿４のＺ軸に沿う移動量ｍｚ４よりも大きく、第１吐出周期ＴｕＡは、第２吐出周期ＴｕＢよりも短い。
第１実施形態によれば、直動機構２２０によって移動する複数のヘッド３１０であっても、上下動の大きいヘッド３１０を高周波数で駆動させることにより、面ＷＦに形成される画像の解像度の低下を抑制できる。

また、直動機構２２０による移動の実行中において、第１期間ＰＥ１よりも後の期間を第２期間ＰＥ２とすると、第２期間ＰＥ２において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出する。
ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する期間では、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌから、第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出することにより、平坦領域Ｒ２においても、解像度を均一に設定することができる。

ワークＷは、互いに隣り合う傾斜領域Ｒ１および平坦領域Ｒ２を備える。Ｘ軸とＺ軸とに交差するＹ軸に沿って見たとき、傾斜領域Ｒ１は平坦領域Ｒ２に比べてＸ軸に対する傾斜が大きく、第１期間ＰＥ１において、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが傾斜領域Ｒ１に対向し、かつ、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する。
第１実施形態では、傾斜領域Ｒ１におけるインクの吐出周期Ｔｕ＿１を平坦領域Ｒ２におけるインクの吐出周期Ｔｕ＿４よりも短くすることにより、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とでインクの吐出周期Ｔｕが同一である態様と比較して、傾斜領域Ｒ１の解像度と平坦領域Ｒ２の解像度とを同一に近づけることができる。

移動機構２００は、ワークＷに対するヘッド３１０＿１およびヘッド３１０＿４のＸ軸に沿った相対的な移動量に応じて出力信号Ｄｘを出力する直動エンコーダー２２３と、個別昇降機構２３５＿１の動作量に応じて信号を出力する昇降エンコーダー２３６＿１と、個別昇降機構２３５＿４の動作量に応じて信号を出力する昇降エンコーダー２３６＿４と、を備える。第１期間ＰＥ１において、第１吐出周期ＴｕＡは、直動エンコーダー２２３の出力信号Ｄｘと昇降エンコーダー２３６＿１の出力信号Ｄｚ＿１とに基づいて規定され、第２吐出周期ＴｕＢは、直動エンコーダー２２３の出力信号Ｄｘと昇降エンコーダー２３６の出力信号Ｄｚとに基づいて規定される。
第１吐出周期ＴｕＡが、出力信号Ｄｘと出力信号Ｄｚ＿１とに基づいて規定されることにより、吐出周期ＴｕをワークＷの傾斜に応じた長さに設定できるため、適切な吐出周期Ｔｕに設定できる。

２．第２実施形態
第１実施形態における立体物印刷方法では、ｋが１から４までのそれぞれについて、吐出周期Ｔｕ＿ｋは、直動エンコーダー２２３の出力信号Ｄｘと昇降エンコーダー２３６＿ｋの出力信号Ｄｚ＿ｋとに基づいて規定される。一方、第２実施形態における立体物印刷方法では、ｋが１から４までのそれぞれについて、吐出周期Ｔｕ＿ｋは、直動エンコーダー２２３の出力信号Ｄｘに基づいて規定され、出力信号Ｄｚ＿ｋに基づかない点で、第１実施形態と相違する。

２－１．立体物印刷装置１００ａの電気的な構成
図８は、第２実施形態に係る立体物印刷装置１００ａの電気的な構成を示すブロック図である。立体物印刷装置１００ａは、制御モジュール５００の替わりに制御モジュール５００ａを有し、コントローラー６００の替わりにコントローラー６００ａを有する点で、立体物印刷装置１００と相違する。

制御モジュール５００ａは、制御回路５３０の替わりに制御回路５３０ａを有し、さらに、記憶回路５６０を有する点で、制御モジュール５００と相違する。制御回路５３０ａは、出力信号Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４が入力されない点で、制御回路５３０と相違する。

記憶回路５６０は、制御回路５３０ａが実行する各種プログラムと、制御回路５３０ａが処理する各種データと、を記憶する。記憶回路５６０は、例えば、ＲＡＭ等の揮発性のメモリーとＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭ等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。なお、記憶回路５６０の一部または全部は、制御回路５３０ａに含まれてもよい。

記憶回路５６０には、第１対応情報Ｄｂが記憶される。第１対応情報Ｄｂは、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数とヘッド３１０＿１～３１０＿４のそれぞれの吐出周期Ｔｕとの対応関係を示す。第１対応情報Ｄｂの具体例について図９を用いて説明する。

図９は、第１対応情報Ｄｂの内容の一例を示す図である。図９に示す第１対応情報Ｄｂは、説明の簡略化のため、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１と、ヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４とのみを示す。図９に示す第１対応情報Ｄｂは、ワークＷが、図５に示したように、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とを有する場合に、出力信号Ｄｘのパルス数と、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１と、ヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４との関係を示す。図９に示すＣＮＴは、傾斜領域Ｒ１の最もＸ２方向側にヘッド３１０＿１が位置する状態の出力信号Ｄｘのパルス数を０とした場合の、現在のヘッド３１０＿１が位置する状態における出力信号Ｄｘの現在のパルス数を示す。つまり、ＣＮＴはキャリッジ２２２のＸ軸に沿う方向の移動に伴って逐次出力される出力信号Ｄｘのパルスの数を累積した値である。図９に示すＰａは、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２のＸ２方向の端部に対向する位置となる場合の出力信号Ｄｘのパルス数である。図９に示す第１対応情報Ｄｂは、パルス数ＣＮＴが０以上Ｐａ未満では、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１が、第１吐出周期ＴｕＡであり、ヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４が、第２吐出周期ＴｕＢであることを示す。さらに、図９に示す第１対応情報Ｄｂは、パルス数ＣＮＴがＰａ以上では、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１およびヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４が、第２吐出周期ＴｕＢであることを示す。

図９に示すように、ヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１およびヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４は、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数に基づいて規定される。さらに、ヘッド３１０＿１が第１吐出周期ＴｕＡでインクを吐出する場合の出力信号Ｄｘのパルス数は、ヘッド３１０＿１が第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出する場合の出力信号Ｄｘのパルス数よりも少ない。

説明を図８に戻す。コントローラー６００ａは、記憶回路６１０の替わりに記憶回路６１０ａを有し、処理回路６２０の替わりに処理回路６２０ａを有する点で、コントローラー６００と相違する。

記憶回路６１０ａは、第２対応情報Ｄｃを記憶する点で、記憶回路６１０と相違する。第２対応情報Ｄｃは、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数と個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４のそれぞれによるノズル面ＦＤ＿１～ＦＤ＿４の移動量との対応関係とを示す情報である。第２対応情報Ｄｃの具体例について図１０を用いて説明する。

図１０は、第２対応情報Ｄｃの内容の一例を示す図である。図１０に示す第２対応情報Ｄｃは、説明の簡略化のため、ノズル面ＦＤ＿１のＺ軸における移動量と、ノズル面ＦＤ＿４のＺ軸における移動量とのみを示す。図１０に示す第２対応情報Ｄｃは、ワークＷが、図５に示したように、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とを有する場合に、出力信号Ｄｘのパルス数と、ノズル面ＦＤ＿１の移動量と、ノズル面ＦＤ＿４の移動量との関係を示す。図１０に示すＰａおよびＣＮＴは、図９に示すＰａおよびＣＮＴと同一の意味である。図１０に示す第２対応情報Ｄｃは、パルス数ＣＮＴが０以上Ｐａ未満までは、ノズル面ＦＤ＿１の移動量がｍｚ１であり、ノズル面ＦＤ＿４の移動量が０であることを示す。さらに、図１０に示す第２対応情報Ｄｃは、パルス数ＣＮＴがＰａ以上では、ノズル面ＦＤ＿１の移動量およびノズル面ＦＤ＿４の移動量が０であることを示す。

図１０に示すように、個別昇降機構２３５＿１と個別昇降機構２３５＿４との動作は、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘに基づいて規定される。

第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃの生成例について説明する。第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃは、処理回路６２０ａによって生成されてもよいし、コンピューター７００によって生成されてもよいし、制御回路５３０ａによって生成されてもよいし、立体物印刷装置１００の外部の装置によって生成されてもよい。以下では、第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃが処理回路６２０ａによって生成される例を説明する。また、第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃが生成されるタイミングは、印刷動作の前である。

処理回路６２０ａは、ワークＷの位置および形状を示すワーク情報に基づいて、第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃを生成する。例えば、処理回路６２０ａは、ワーク情報に基づいて、ＸＹＺ空間をシミュレーションする仮想的な三次元空間に、ワークＷを配置する。記憶回路６１０ａは、キャリッジ２２２に対する個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４のそれぞれの位置を示す位置情報を記憶しており、処理回路６２０ａは、出力信号Ｄｘのパルス数ごとに、この位置情報に基づいて、この仮想的な三次元空間に個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４のそれぞれを配置する。さらに、処理回路６２０ａは、この仮想的な三次元空間に、出力信号Ｄｘのパルス数ごとに、面ＷＦとの距離Ｄ１が所定範囲となるようにノズル面ＦＤ＿１～ＦＤ＿４を配置する。処理回路６２０ａは、このときのノズル面ＦＤ＿１～ＦＤ＿４の移動量を第２対応情報Ｄｃに記憶する。さらに、処理回路６２０ａは、ヘッド３１０＿１～３１０＿４のノズル列Ｌが対向する面のＸ軸に対する傾斜に応じて、吐出周期Ｔｕを決定する。出力信号Ｄｘのパルス数が第１パルス数である場合に、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが傾斜領域Ｒ１に対向する位置にあるならば、処理回路６２０ａは、第１パルス数におけるヘッド３１０＿１の吐出周期Ｔｕ＿１を、第１吐出周期ＴｕＡに決定し、ヘッド３１０＿１のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する位置にあるならば、第１パルス数におけるヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４を、第２吐出周期ＴｕＢに決定する。ヘッド３１０＿４についても同様であり、例えば、出力信号Ｄｘのパルス数が第１パルス数である場合に、ヘッド３１０＿４のノズル列Ｌが平坦領域Ｒ２に対向する位置にあるならば、処理回路６２０ａは、第１パルス数におけるヘッド３１０＿４の吐出周期Ｔｕ＿４を、第２吐出周期ＴｕＢに決定する。
なお、キャリッジ２２２にエネルギー出射部が搭載される場合についても説明する。記憶回路６１０ａは、キャリッジ２２２に対する、エネルギー出射部をＺ方向に移動する個別昇降機構の位置を示す位置情報を記憶しており、処理回路６２０ａは、出力信号Ｄｘのパルス数ごとに、この位置情報に基づいて、この個別昇降機構を配置する。さらに、処理回路６２０ａは、出力信号Ｄｘのパルス数ごとに、仮想的な三次元空間に、エネルギー出射部の出射面と面ＷＦとの距離が適切な距離となるように、エネルギー出射部を配置する。処理回路６２０ａは、このときのエネルギー出射部の出射面の移動量を第２対応情報Ｄｃに記憶する。
処理回路６２０ａは、第１対応情報Ｄｂを、制御モジュール５００ａに送信する。制御回路５３０ａは、記憶回路５６０に第１対応情報Ｄｂを記憶する。

２－２．立体物印刷装置１００ａの動作および立体物印刷方法
図１１および図１２を用いて、立体物印刷装置１００ａの動作を説明する。

図１１は、第２実施形態におけるコントローラー６００の処理回路６２０ａによる個別昇降機構２３５の制御に関する処理を示すフローチャートである。ステップＳ１１０において、処理回路６２０ａは、印刷動作が終了するか否かを判定する。ステップＳ１１０でＹｅｓである場合、処理回路６２０ａは、図１１に示す一連の処理を終了する。

ステップＳ１１０でＮｏである場合、処理回路６２０ａは、ステップＳ１２０において、出力信号Ｄｘの現在のパルス数ＣＮＴを取得する。次に、処理回路６２０ａは、ステップＳ１３０において、出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴと第２対応情報Ｄｃとに基づいて、ノズル面ＦＤ＿１～ＦＤ＿４の移動量をそれぞれ決定する。
なお、ヘッド３１０＿１が「第１ヘッド」の一例である場合、ノズル面ＦＤ＿１の移動量が「第１移動量」の一例である。また、ヘッド３１０＿４が「第２ヘッド」の一例である場合、ノズル面ＦＤ＿４の移動量が「第２移動量」の一例である。

そして、処理回路６２０ａは、ステップＳ１４０において、ノズル面ＦＤ＿１～２３５＿４の移動量に応じた制御信号Ｓｚ＿１～Ｓｚ＿４を、個別昇降機構２３５＿１～２３５＿４のそれぞれに出力する。

図１２は、第２実施形態における制御回路５３０ａによる液体吐出ユニット３００の制御に関する処理を示すフローチャートである。制御回路５３０ａは、ｋが１から４までのそれぞれについて、ヘッド３１０＿ｋに対して図１２に示す一連のフローチャートを実行する。ただし、図１２に示すフローチャートは、図７に示すフローチャートと比較して、ステップＳ２０、ステップＳ３０、および、ステップＳ４０の処理を実行しない替わりにステップＳ２１０およびステップＳ２２０の処理を実行する点で相違し、他の点で一致する。従って、ステップＳ２１０およびステップＳ２２０のみについて説明する。

ステップＳ１０でＮｏである場合、制御回路５３０ａは、ステップＳ２１０において、出力信号Ｄｘの現在のパルス数ＣＮＴを取得する。次に、処理回路６２０ａは、ステップＳ２２０において、出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴと第１対応情報Ｄｂとに基づいて、次の吐出周期Ｔｕ＿ｋを決定する。ステップＳ２２０の処理終了後、制御回路５３０ａは、ステップＳ５０の処理を実行する。

なお、図１２に示す一連のフローチャートの全てのステップは、制御回路５３０ａが実行したが、これに限らない。例えば、第１対応情報Ｄｂを記憶回路６１０ａに記憶させ、ステップＳ２１０の処理とステップＳ２２０の処理とを、処理回路６２０ａが実行し、決定した吐出周期Ｔｕ＿ｋを制御モジュール５００に通知してもよい。

２－３．第２実施形態のまとめ
以下、ヘッド３１０＿１が「第１ヘッド」に相当し、ヘッド３１０＿４が「第２ヘッド」に相当する例を用いて、第２実施形態のまとめを説明する。

移動機構２００は、ワークＷに対する第１ヘッドおよび第２ヘッドのＸ軸に沿った相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する直動エンコーダー２２３を備える。
第１吐出周期ＴｕＡと第２吐出周期ＴｕＢとは、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴに基づいて規定され、ヘッド３１０＿１が第１吐出周期ＴｕＡでインクを吐出する場合のパルス信号の数は、ヘッド３１０＿１が第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出する場合のパルス信号の数よりも少ない。
第２実施形態によれば、第１対応情報Ｄｂに基づいてパルス数ＣＮＴに対応する吐出周期Ｔｕを決定できるため、第１実施形態と比較すると、（４）式の実行にかかる期間分早く吐出周期Ｔｕを決定できる。つまり、制御回路５３０での演算に要する時間を短縮し、タイムラグを低減できる。

また、個別昇降機構２３５＿１と個別昇降機構２３５＿４との動作は、直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴに基づいて規定される。
第２実施形態によれば、第２対応情報Ｄｃに基づいて、パルス数ＣＮＴに対応するノズル面ＦＤ＿１～ＦＤ＿４の移動量を適切に決定できる。
なお、キャリッジ２２２にエネルギー出射部が搭載される場合、当該エネルギー出射部をＺ方向に移動する個別昇降機構の動作も同様に直動エンコーダー２２３が出力する出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴに基づいて規定することが好ましい。こうした構成によれば、パルス数ＣＮＴに対応して当該エネルギー出射部の移動量を適切に決定できる。

また、制御回路５３０ａは、直動エンコーダー２２３が出力した出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴと第１対応情報Ｄｂとに基づいて、第１吐出周期ＴｕＡおよび第２吐出周期ＴｕＢを決定する。処理回路６２０ａは、第１期間ＰＥ１において、直動エンコーダー２２３が出力した出力信号Ｄｘのパルス数ＣＮＴと第２対応情報Ｄｃとに基づいて、ノズル面ＦＤ＿１の移動量およびノズル面ＦＤ＿４の移動量を決定する。
制御回路５３０ａは、第１期間ＰＥ１において、第１吐出周期ＴｕＡでインクを吐出するようにヘッド３１０＿１を制御する処理と、決定した第２吐出周期ＴｕＢでインクを吐出するように第２ヘッドを制御する処理とを実行する。処理回路６２０ａは、決定したノズル面ＦＤ＿１の移動量でノズル面ＦＤ＿１が移動するように個別昇降機構２３５＿１を制御する処理と、決定したノズル面ＦＤ＿４の移動量でノズル面ＦＤ＿４が移動するように個別昇降機構２３５＿４を制御する処理とを実行する。
第２実施形態によれば、第１対応情報Ｄｂに基づいて適切な吐出周期Ｔｕを決定でき、第２対応情報Ｄｃに基づいて適切な移動量で個別昇降機構２３５を制御できる。

また、処理回路６２０ａは、ワーク情報に基づいて、第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃを生成する。
第１対応情報Ｄｂおよび第２対応情報Ｄｃは、印刷動作の前に生成されており、印刷動作では、立体物印刷装置１００ａは、（４）式による吐出周期Ｔｕの算出を実行しなくてよい。従って、第２実施形態によれば、第１実施形態と比較して、印刷動作にかかる期間を短くできる。

３．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

３－１．第１変形例
第１変形例において、立体物印刷装置１００は、個別昇降機構２３５を有さなくてもよい。すなわち、ヘッド３１０は、Ｚ軸方向に移動できなくてもよい。ただし、個別昇降機構２３５を有さないと、Ｚ軸におけるヘッド３１０と面ＷＦとの間の距離Ｄ１が、所定範囲内に維持できない場合があり、印刷品質が低下する場合がある。従って、立体物印刷装置１００は、個別昇降機構２３５を有することが好ましい。

３－２．第２変形例
上述の各態様における印刷動作の実行中において、移動機構２００が駆動することにより、ワークＷに対するヘッド３１０の相対的な位置を変化させているが、これに限らない。具体的には、ワーク支持機構９００がＸ軸に沿って移動可能な場合、ワーク支持機構９００が駆動して、ワークＷがＸ軸に移動することにより、ワークＷに対するヘッド３１０の位置を変化させてもよい。

３－３．第３変形例
上述の各態様では、説明の簡略化のため、ワークＷの面ＷＦが、傾斜領域Ｒ１と平坦領域Ｒ２とを有することを記載したが、これに限らない。例えば、ワークＷの面ＷＦは、２つの傾斜領域を有してもよい。一方の傾斜領域は、他方の傾斜領域と比較してＸ軸に対する傾斜が大きい。また、ワークＷの面ＷＦは、傾斜の異なる３つ以上の領域を有してもよい。面ＷＦが３つ以上の領域を有する場合、ヘッド３１０は、当該ヘッド３１０のノズル列Ｌが対向する領域のＸ軸に対する傾斜に応じた吐出周期Ｔｕでインクを吐出する。

３－４．第４変形例
上述の各態様において、立体物印刷装置１００は、２つの直交する軸上を移動する直交ロボットを用いるインクジェットプリンターであるが、３つ以上の直交する軸上を移動する直交ロボットを用いるインクジェットプリンターでもよい。

３－５．第５変形例
本発明の立体物印刷装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する立体物印刷装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する立体物印刷装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、立体物印刷装置は、接着剤等の液体をワークＷに塗布するジェットディスペンサーとしても利用できる。

１００，１００ａ…立体物印刷装置、２００…移動機構、２２０…直動機構、２２１…レール部材、２２２…キャリッジ、２２３…直動エンコーダー、２３０…昇降機構、２３１…支持板、２３５，２３５＿１～２３５＿４…個別昇降機構、２３６，２３６＿１～２３６＿４…昇降エンコーダー、２８０…支持部、２８１…作業台、３００，３００＿１～３００＿４…液体吐出ユニット、３１０，３１０＿１～３１０＿４…ヘッド、３２０…圧力調整弁、３３０，３３０＿１～３３０＿４…センサー、３４０…スイッチ回路、３５０…支持体、４００…液体供給ユニット、４１０…液体貯留部、４２０…供給流路、４２１…上流流路、４２２…下流流路、４２２ａ…流路部材、５００，５００ａ…制御モジュール、５１０…タイミング信号生成回路、５２０…電源回路、５３０，５３０ａ…制御回路、５４０，５４０＿１～５４０＿４…駆動信号生成回路、５６０…記憶回路、６００，６００ａ…コントローラー、６１０，６１０ａ…記憶回路、６２０，６２０ａ…処理回路、７００…コンピューター、９００…ワーク支持機構、９１０…改行軸機構、９２０…回転軸機構、９２２…設置面、ＡＸ…長軸、ＣＬＫ…クロック信号、ＣＮＧ，ＣＮＧ＿１，ＣＮＧ＿４…チェンジ信号、ＣＮＴ…パルス数、Ｃｏｍ，Ｃｏｍ＿１～Ｃｏｍ＿４…駆動信号、Ｄ１…距離、Ｄ２＿１，Ｄ３…信号、Ｄａ…経路情報、Ｄｂ…第１対応情報、Ｄｃ…第２対応情報、Ｄｒ，Ｄｘ，Ｄｙ，Ｄｚ，Ｄｚ＿１～Ｄｚ＿４…出力信号、ＦＤ，ＦＤ＿１～ＦＤ＿４…ノズル面、Ｉｍｇ…印刷データ、Ｌ１…第１ノズル列、Ｌ２…第２ノズル列、ＬＡＴ，ＬＡＴ＿１～ＬＡＴ＿４…ラッチ信号、Ｎ…ノズル、ＰＤ…駆動パルス、ＰＥ１…第１期間、ＰＥ２…第２期間、ＰＴＳ…タイミング信号、ＰＸ，ＰＹ…波形、ＰＣ，ＰＬ…パルス、Ｒ１…傾斜領域、Ｒ２…平坦領域、ＲＡ，ＲＢ…レール、ＳＩ，ＳＩ＿１～ＳＩ＿４…制御信号、Ｓｄ，Ｓｄ＿１～Ｓｄ＿４…個別指定信号、Ｓｒ，Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ＿１～Ｓｚ＿４…制御信号、Ｔｂｕ１，Ｔｂｕ２，Ｔｂｕ３，Ｔｂｕ４…制御期間、Ｔｕ、Ｔｕ＿１～Ｔｕ＿４，…吐出周期、ＴｕＡ…第１吐出周期、ＴｕＢ…第２吐出周期、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、ＶＨＸ，ＶＨＹ…最高電位、ＶＬＸ，ＶＬＹ…最低電位、Ｗ…ワーク、ＷＦ…面、ＸＲ…回転軸、ｄＣｏｍ，ｄＣｏｍ＿１，ｄＣｏｍ＿ｋ…波形指定信号、Δｍ１，Δｍ４，Δｍｚ１…移動量。

Claims (13)

1. 液体を吐出する第１ノズル列が設けられた第１ヘッドと、
   液体を吐出する第２ノズル列が設けられた第２ヘッドと、
   立体的なワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの相対的な位置を第１軸に沿って変化させる直動機構を備えた移動機構と、
   を有する立体物印刷装置であって、
   前記ワークは、互いに隣り合う第１領域および第２領域を備え、
   前記第１軸と交差する第２軸に沿って見たとき、前記第１領域は前記第２領域に比較して前記第１軸に対する傾斜が大きく、
   前記直動機構による移動の実行中において、前記第１ノズル列が前記第１領域に対向し、かつ、前記第２ノズル列が前記第２領域に対向する期間を第１期間とすると、
   前記第１期間において、前記第１ノズル列から前記第１領域に対して第１吐出周期で液体を吐出し、
   前記第１期間において、前記第２ノズル列から前記第２領域に対して第２吐出周期で液体を吐出し、
   前記第１吐出周期は、前記第２吐出周期よりも短い、
   立体物印刷装置。
2. 前記直動機構による移動の実行中において、前記第１ノズル列が前記第２領域に対向する期間を第２期間とすると、
   前記第２期間において、前記第１ノズル列から前記第２領域に対して前記第２吐出周期で液体を吐出する、
   請求項１の立体物印刷装置。
3. 前記第１ノズル列は、前記第１ヘッドの第１ノズル面に設けられ、
   前記第２ノズル列は、前記第２ヘッドの第２ノズル面に設けられ、
   前記移動機構は、
   前記直動機構によって移動され、前記第１軸および前記第２軸と交差する第３軸に沿って前記第１ノズル面を移動させる第１昇降機構と、
   前記直動機構によって移動され、前記第３軸に沿って前記第２ノズル面を移動させる第２昇降機構と、
   を備える、
   請求項１または２の立体物印刷装置。
4. 前記第１期間において、前記第１昇降機構による前記第１ノズル面の移動量は、前記第２昇降機構による前記第２ノズル面の移動量に比べて大きい、
   請求項３の立体物印刷装置。
5. 液体を吐出する第１ノズル列が設けられた第１ノズル面を備える第１ヘッドと、
   液体を吐出する第２ノズル列が設けられた第２ノズル面を備える第２ヘッドと、
   立体的なワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの相対的な位置を第１軸に沿って変化させる直動機構を備えた移動機構と、
   を有する立体物印刷装置であって、
   前記移動機構は、
   前記直動機構によって移動され、前記第１軸と交差する第３軸に沿って前記第１ノズル面を移動させる第１昇降機構と、
   前記直動機構によって移動され、前記第３軸に沿って前記第２ノズル面を移動させる第２昇降機構と、
   を備え、
   前記直動機構による移動の実行中における所定の期間を第１期間とし、
   前記第１期間において、前記第１ノズル列が前記液体を吐出する周期を第１吐出周期とし、
   前記第１期間において、前記第２ノズル列が前記液体を吐出する周期を第２吐出周期とすると、
   前記第１期間における前記第１ノズル面の前記第３軸に沿う移動量は、前記第２ノズル面の前記第３軸に沿う移動量よりも大きく、
   前記第１吐出周期は、前記第２吐出周期よりも短い、
   立体物印刷装置。
6. 前記直動機構による移動の実行中において、前記第１期間よりも後の期間を第２期間とすると、
   前記第２期間において、前記第１ノズル列が前記第２吐出周期で液体を吐出する、
   請求項５の立体物印刷装置。
7. 前記ワークは、互いに隣り合う第１領域および第２領域を備え、
   前記第１軸と前記第３軸とに交差する第２軸に沿って見たとき、前記第１領域は前記第２領域に比べて前記第１軸に対する傾斜が大きく、
   前記第１期間において、前記第１ノズル列が前記第１領域に対向し、かつ、前記第２ノズル列が前記第２領域に対向する、
   請求項５または６の立体物印刷装置。
8. 前記移動機構は、
   前記ワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの前記第１軸に沿った相対的な移動量に応じて出力信号を出力する直動エンコーダーと、
   前記第１昇降機構の動作量に応じて出力信号を出力する第１昇降エンコーダーと、
   前記第２昇降機構の動作量に応じて出力信号を出力する第２昇降エンコーダーと、
   を備え、
   前記第１期間において、前記第１吐出周期は、前記直動エンコーダーの出力信号と前記第１昇降エンコーダーの出力信号とに基づいて規定され、
   前記第１期間において、前記第２吐出周期は、前記直動エンコーダーの出力信号と前記第２昇降エンコーダーの出力信号とに基づいて規定される、
   請求項３から７のいずれか一項の立体物印刷装置。
9. 前記移動機構は、
   前記ワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの前記第１軸に沿った相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する直動エンコーダーを備え、
   前記第１吐出周期と前記第２吐出周期とは、前記直動エンコーダーが出力する前記パルス信号の数に基づいて規定され、
   前記第１ヘッドが前記第１吐出周期で液体を吐出する場合の前記パルス信号の数は、前記第１ヘッドが前記第２吐出周期で液体を吐出する場合の前記パルス信号の数よりも少ない、
   請求項２から７のいずれか一項の立体物印刷装置。
10. 前記移動機構は、
    前記ワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの前記第１軸に沿った相対的な移動量に応じて出力信号を出力する直動エンコーダーを備え、
    前記第１吐出周期と前記第２吐出周期とは、前記直動エンコーダーが出力するパルス信号の数に基づいて規定され、
    前記第１昇降機構と前記第２昇降機構との動作は、前記直動エンコーダーが出力するパルス信号の数に基づいて規定される、
    請求項３から７のいずれか一項の立体物印刷装置。
11. 前記液体を硬化するエネルギーを出射するエネルギー出射部を備え、
    前記移動機構は、
    前記直動機構によって移動され、前記第３軸に沿って前記エネルギー出射部を移動させる第３昇降機構を備え、
    前記第３昇降機構の動作は、前記直動エンコーダーが出力するパルス信号の数に基づいて規定される、
    請求項１０の立体物印刷装置。
12. 前記第１ヘッドと前記第２ヘッドと前記移動機構とを制御する制御部を備え、
    前記移動機構は、
    前記ワークに対する前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドの前記第１軸に沿った相対的な移動量に応じてパルス信号を出力する直動エンコーダーを備え、
    前記第１期間において、前記直動エンコーダーが出力する前記パルス信号の数と前記第１吐出周期および前記第２吐出周期との対応関係を示す第１対応情報と、前記直動エンコーダーが出力した前記パルス信号の数とに基づいて、前記第１吐出周期および前記第２吐出周期を決定し、
    前記第１期間において、前記直動エンコーダーが出力する前記パルス信号の数と前記第１ノズル面の移動量および前記第２ノズル面の移動量との対応関係を示す第２対応情報と、前記直動エンコーダーが出力した前記パルス信号の数とに基づいて、前記第１ノズル面の第１移動量および前記第２ノズル面の第２移動量を決定し、
    前記第１期間において、決定した前記第１吐出周期で液体を吐出するように前記第１ヘッドを制御する処理と、決定した前記第２吐出周期で液体を吐出するように前記第２ヘッドを制御する処理と、決定した前記第１移動量で前記第１ノズル面が移動するように前記第１昇降機構を制御する処理と、決定した前記第２移動量で前記第２ノズル面が移動するように前記第２昇降機構を制御する処理とを実行する、
    請求項３から７のいずれか一項の立体物印刷装置。
13. 前記制御部は、
    前記ワークの位置および形状を示すワーク情報に基づいて、前記第１対応情報と、前記第２対応情報とを生成する、
    請求項１２の立体物印刷装置。

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