立体物印刷装置以及立体物印刷方法与流程

1.本发明涉及一种立体物印刷装置以及立体物印刷方法。

背景技术：

2.已知一种通过喷墨方式而在立体工件的表面上实施印刷的立体物印刷装置。例如，专利文献1所记载的装置具有机械臂、和被固定在机械臂的顶端处的打印头，且在对象物上对由来自打印头的油墨所形成的图像进行印刷。
3.在专利文献1所记载的装置中，存在如下课题，即，当在打印头的喷嘴中产生了堵塞等不良情况时，会在对象物上实施画质降低了的印刷。
4.专利文献1：日本特开2014-050832号公报

技术实现要素：

5.为了解决以上的课题，本发明所涉及的立体物印刷装置的一个方式具有：头，其具有喷嘴面，在所述喷嘴面上设置有将喷出液体的多个喷嘴进行排列而成的喷嘴列；机械臂，其具有基部、和对所述头进行支承的臂部，并从所述基部跨至所述臂部而设置有多个转动部，且通过所述转动部的转动来使所述头相对于所述基部的位置发生变化，所述立体物印刷装置执行第一印刷动作和第二印刷动作，其中，所述第一印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于立体第一介质的位置发生变化的同时、通过所述头对所述第一介质喷出液体从而印刷图像的动作，所述第二印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于第二介质的位置变化至与所述第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时、通过所述头对所述第二介质喷出液体从而印刷测试图案的动作，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角互不相同。
6.本发明所涉及的立体物印刷方法的一个方式使用了如下部件，即：头，其具有喷嘴面，在所述喷嘴面上设置有将喷出液体的多个喷嘴进行排列而成的喷嘴列；机械臂，其具有基部、和对所述头进行支承的臂部，并从所述基部跨至所述臂部而设置有多个转动部，且通过所述转动部的转动来使所述头相对于所述基部的位置发生变化，在所述立体物印刷方法中，执行第一印刷动作和第二印刷动作，其中，所述第一印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于立体第一介质的位置发生变化的同时、通过所述头对所述第一介质喷出液体从而印刷图像的动作，所述第二印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于第二介质的位置变化至与所述第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时、通过所述头对所述第二介质喷出液体从而印刷测试图案的动作，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角互不相同。
附图说明
7.图1为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置的概要的立体图。
8.图2为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置的电气结构的框图。
9.图3为表示头单元的概要结构的立体图。
10.图4为表示维护单元的概要结构的立体图。
11.图5为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置的动作的流程图。
12.图6为第一印刷动作的执行过程中的机械臂的侧视图。
13.图7为第一印刷动作的执行过程中的立体物印刷装置的俯视图。
14.图8为维护动作的执行过程中的立体物印刷装置的俯视图。
具体实施方式
15.以下，在参照附图的同时，对本发明所涉及的优选的实施方式进行说明。另外，在各附图中，各部分的尺寸以及比例尺与实际情况适当地有所不同，并且还具有为了易于理解而示意性地示出的部分。此外，在以下的说明中，只要没有特别对本发明进行限定的记载，则本发明的范围并不限于这些方式。
16.为了便于说明，以下的说明适当地使用相互交叉的x轴、y轴以及z轴来进行。此外，在以下的说明中，沿着x轴的一个方向为x1方向，且与x1方向相反的方向为x2方向。同样地，沿着y轴而彼此相反的方向为y1方向以及y2方向。此外，沿着z轴而彼此相反的方向为z1方向以及z2方向。
17.在此，x轴、y轴以及z轴相当于在设置有后文叙述的机械臂2的空间内所设定的通用坐标系的坐标轴。典型而言，z轴为铅直的轴，且z2方向相当于铅直方向上的下方向。以机械臂2的后文叙述的基部210的位置为基准的基准坐标系通过校准而与该通用坐标系建立对应关系。在下文中，为了便于说明，对将通用坐标系作为机械臂坐标系来使用以对机械臂2的动作进行控制的情况进行例示。
18.另外，z轴也可以不为铅直的轴。此外，虽然x轴、y轴以及z轴典型而言为相互正交，但是并不限定于此，也存在不正交的情况。例如，x轴、y轴以及z轴只需以80
°
以上且100
°
以下的范围内的角度而相互交叉即可。
19.1.第一实施方式
20.1-1.立体物印刷装置的概要
21.图1为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置1的概要的立体图。立体物印刷装置1为通过喷墨方式而在立体第一介质w1的表面上实施印刷的装置。
22.第一介质w1具有成为印刷对象的面wf1。在图1所示的示例中，第一介质w1为呈椭球形状的橄榄球，且面wf1为曲面。印刷时的第一介质w1根据需要而例如通过预定的设置台、机械臂抓手或传送带等结构体来被支承。另外，第一介质w1或面wf1的形状或大小等方式并不限定于图1所示的示例，而是为任意的方式。此外，第一介质w1或面wf1在印刷时的位置或姿态只要能够进行印刷即可，并不限定于图1所示的示例，而是为任意的位置或姿态。
23.如图1所示，立体物印刷装置1具有机械臂2、头单元3、维护单元4、控制器5、配管部10和配线部11。以下，首先对它们依次进行简单说明。
24.机械臂2为使通用坐标系中的头单元3的位置以及姿态发生变化的机械臂。在图1所示的示例中，机械臂2为所谓的六轴垂直多关节机械臂。
25.如图1所示，机械臂2具有基部210和臂部220。
26.基部210为对臂部220进行支承的台。在图1所示的示例中，基部210通过螺钉固定
等而被固定在朝向z1方向的地板面或基座等的设置面上。另外，固定有基部210的设置面可以为朝向任意方向的面，并不限定于图1所示的示例，并且也可以为例如墙壁、顶棚、可移动的平板车等所具有的面。此外，在下文中，有时会将在相对于基部210的设置面而垂直的方向上进行观察的情况、即在本实施方式中于z1方向或z2方向上进行观察的情况称为“基部210的俯视观察”，或者简称为“俯视观察”。
27.臂部220为，具有被安装在基部210上的基端和相对于该基端而使位置以及姿态三维地发生变化的顶端的六轴的机械臂。具体而言，臂部220具有臂221、222、223、224、225以及226，且它们按照此顺序而被连结。
28.臂221以能够围绕转动轴o1进行转动的方式经由关节部230_1而与基部210连结。臂222以能够围绕转动轴o2进行转动的方式经由关节部230_2而与臂221连结。臂223以能够围绕转动轴o3进行转动的方式经由关节部230_3而与臂222连结。臂224以能够围绕转动轴o4进行转动的方式经由关节部230_4而与臂223连结。臂225以能够围绕转动轴o5进行转动的方式经由关节部230_5而与臂224连结。臂226以能够围绕转动轴o6进行转动的方式经由关节部230_6而与臂225连结。
29.关节部230_1至230_6中的每一个为“转动部”的一个示例，且为将基部210以及臂221至226中的彼此相邻的两个部件中的一方以能够转动的方式而连结于另一方的机构。在此，关节部230_1至230_6中的最靠近基部210的关节部230_1为“第一转动部”的一个示例。此外，关节部230_1至230_6中的最远离基部210的关节部230_6为“第二转动部”的一个示例。另外，在下文中，有时会将关节部230_1至230_6中的每一个称为“关节部230”。
30.虽然在图1中并未图示，但是在关节部230_1至230_6中的每一个上设置有驱动机构，所述驱动机构使所对应的该彼此相邻的两个部件中的一方相对于另一方而进行转动。该驱动机构例如具有产生用于进行该转动的驱动力的电机、对该驱动力进行减速并输出的减速器、和对该转动的角度等的动作量进行检测的旋转式编码器等编码器。另外，关节部230_1至230_6的该驱动机构的集合体相当于后文叙述的图2所示的臂驱动机构2a。
31.转动轴o1为相对于固定有基部210的未图示的设置面而垂直的轴。转动轴o2为相对于转动轴o1而垂直的轴。转动轴o3为相对于转动轴o2而平行的轴。转动轴o4为相对于转动轴o3而垂直的轴。转动轴o5为相对于转动轴o4而垂直的轴。转动轴o6为相对于转动轴o5而垂直的轴。
32.另外，对于这些转动轴而言，“垂直”除了包括两个转动轴所成的角度严格为90
°
的情况之外，也包括两个转动轴所成的角度从90
°
起而在
±5°
左右的范围内发生偏移的情况。同样地，“平行”除了包括两个转动轴严格地平行的情况之外，也包括两个转动轴中的一方相对于另一方而在
±5°
左右的范围内倾斜的情况。
33.在以上的机械臂2的臂部220的位于最顶端的臂226上，作为末端执行器而以通过螺钉固定等被固定的状态安装有头单元3。
34.头单元3为，具有朝向第一介质w1喷出作为“液体”的一个示例的油墨的头3a的组件。在本实施方式中，头单元3除了具有头3a之外，还具有压力调节阀3b、硬化用光源3c、距离传感器3d和摄像装置3g。另外，关于头单元3的详细内容，将基于后文叙述的图3来进行说明。
35.作为该油墨并未被特别限定，例如可列举出使染料或颜料等颜材料溶解在水系
溶剂中的水系油墨、紫外线硬化型等的使用了硬化性树脂的硬化性油墨、以及使染料或颜料等颜材料溶解在有机溶剂中的溶剂类油墨等。其中，优选地使用硬化性油墨。虽然硬化性油墨并未被特别限定，其例如也可以为热硬化型、光硬化型、放射线硬化型以及电子束硬化型中的任意一种，但是优选为紫外线硬化型等光硬化型。另外，该油墨并不限定于溶液，也可以为使颜材料等作为分散质而分散在分散剂中的油墨。此外，该油墨并不限定于包含颜材料的油墨，例如既可以为作为分散质而包含用于形成配线等的金属粒子等导电性粒子的油墨，也可以为透明油墨，还可以为用于第一介质w1的表面处理的处理液。
36.在头单元3上分别连接有配管部10以及配线部11。配管部10为，包括将来自未图示的油墨罐的油墨供给至头单元3的供给管10a在内的配管或配管组。供给管10a例如为由橡胶材料或弹性体材料等构成的挠性的管体。配线部11为，包括供给对头3a进行驱动的电信号的驱动配线11a在内的配线或配线组。驱动配线11a例如由挠性的各种电子配线构成。另外，在配管部10中，除了包括供给管10a之外，例如也可以包括用于对从头单元3所排出的油墨进行运送的配管等其他配管。此外，在配线部11中，除了包括驱动配线11a之外，例如也可以适当地包括用于对头单元3的动作所必需的后文叙述的控制信号si等其他电子信号进行传送的各种配线。
37.这样的配管部10以及配线部11中的每一个通过与头单元3的连接而在固定位置处相对于头单元3。固定位置fx1为末端执行器内的位置，具体而言为，用于配管部10以及配线部11与头单元3的连接的未图示的连接器的位置。此外，配管部10以及配线部11中的每一个在固定位置fx2、fx3、fx4处通过扎带等而相对于前文所述的机械臂2的臂部220被固定。固定位置fx2为前文所述的臂224上的位置。固定位置fx3为前文所述的臂223上的位置。固定位置fx4为前文所述的臂222上的位置。如此，通过将配管部10以及配线部11局部性地固定在臂部220的多个位置处，从而能够在充分地容许臂部220的动作的同时，将臂部220与配管部10以及配线部11之间的位置关系维持在预定范围内。另外，虽然在图1中对配管部10以及配线部11的被绕设的路径彼此相同的结构进行了例示，但是也可以具有配管部10以及配线部11的被绕设的路径彼此不同的部分。
38.维护单元4为用于实施头单元3的头3a的维护的机构。在图1所示的示例中，维护单元4具有壳体4a、盖部4b、支承台4c、抽吸机构4d、擦拭器部4e和检查部4f。壳体4a对盖部4b、支承台4c、抽吸机构4d以及擦拭器部4e进行支承。盖部4b对头3a的后文叙述的喷嘴面f进行覆盖。支承台4c对盖部4b朝向头3a的后文叙述的喷嘴面f而进行施力。抽吸机构4d对形成于盖部4b与头3a的后文叙述的喷嘴面f之间的空间进行减压。擦拭器部4e对头3a的后文叙述的喷嘴面f进行拂拭。检查部4f对具有用于印刷测试图案的面wf2的纸张或薄膜等第二介质w2进行支承，所述测试图案用于对头3a的油墨喷出功能进行检查。另外，关于维护单元4的详细内容，将基于后文叙述的图3来进行说明。
39.控制器5为对机械臂2的驱动进行控制的机械臂控制器。以下，基于图2，以使控制器5的详细说明包括在内的方式来对立体物印刷装置1的电气结构进行说明。
40.1-2.立体物印刷装置的电气结构
41.图2为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置1的电气结构的框图。在图2中，示出了立体物印刷装置1的结构要素中的电气结构要素。如图2所示，立体物印刷装置1除了具有前文所述的图1所示的结构要素之外，还具有与控制器5以能够通信的方式而连接的控制模
块6、和与控制器5以及控制模块6以能够通信的方式而连接的计算机7。以下，在对控制器5的详细情况进行说明之前，首先对控制模块6以及计算机7依次进行说明。
42.另外，图2所示的各电气结构要素既可以适当地被分割，也可以使其一部分被包含在其他结构要素中，还可以与其他结构要素被一体构成。例如，控制器5或控制模块6的功能的一部分或全部既可以通过计算机7来实现，也可以通过经由lan(local area network：局域网)或互联网等网络而与控制器5连接的pc(personal computer：个人计算机)等其他外部装置来实现。
43.控制器5具有对机械臂2的驱动进行控制的功能、和生成用于使头单元3中的油墨的喷出动作与机械臂2的动作同步的信号d3的功能。另外，虽然本实施方式的控制器5还具有对维护单元4的驱动进行控制的功能，但是该功能也可以通过计算机7等其他设备来实现。
44.控制器5具有存储电路5a和处理电路5b。
45.存储电路5a对处理电路5b所执行的各种程序、和处理电路5b所处理的各种数据进行存储。存储电路5a例如包括ram(random access memory：随机存取存储器)等易失性的存储器和rom(read only memory：只读存储器)、eeprom(electrically erasable programmable read-only memory：电可擦可编程只读存储器)或prom(programmable rom：可编程只读存储器)等非易失性存储器中的一方或双方的半导体存储器。另外，存储电路5a的一部分或全部也可以被包括在处理电路5b中。
46.在存储电路5a中存储有路径信息da。路径信息da为表示头单元3应当移动的路径和该路径上的头单元3的姿态的信息。在此，路径信息da作为表示该路径以及该姿态的信息而包含表示对第一介质w1实施印刷时的头单元3的移动路径以及姿态的信息、和表示头单元3的该印刷时的位置与由维护单元4实施的维护时的位置之间的移动路径以及姿态的信息。路径信息da例如基于第一介质w1的形状等而被决定，并使用基准坐标系或通用坐标系的坐标值来表示。第一介质w1的形状例如通过表示第一介质w1的三维形状的cad(computer-aided design：计算机辅助设计)数据而获得。以上的路径信息da从计算机7被输入至存储电路5a。
47.处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的臂驱动机构2a的动作进行控制，并且生成信号d3。处理电路5b例如包括一个以上的cpu(central processing unit：中央处理器)等处理器。另外，处理电路5b也可以代替cpu或除cpu以外还包括fpga(field-programmable gate array：现场可编程逻辑门阵列)等可编程逻辑器件。
48.在此，臂驱动机构2a为前文所述的关节部230_1至230_6的驱动机构的集合体，并且针对每个关节部而具有用于对机械臂2的关节部进行驱动的电机、和对机械臂2的关节部的旋转角度进行检测的编码器。
49.处理电路5b实施将路径信息da转换为机械臂2的各关节的旋转角度以及旋转速度等的动作量的运算、即逆运动学计算。而且，处理电路5b基于来自臂驱动机构2a的各编码器的输出d1而输出控制信号sk1，以使该各关节的实际的旋转角度以及旋转速度等动作量成为基于路径信息da而得到的前文所述的运算结果。控制信号sk1对臂驱动机构2a的电机的驱动进行控制。在此，控制信号sk1根据需要且基于来自距离传感器3d的输出而被处理电路5b补正。
50.此外，处理电路5b基于来自臂驱动机构2a的多个编码器中的至少一个的输出d1而生成信号d3。例如，处理电路5b作为信号d3而生成触发信号，所述触发信号包含来自该多个编码器中的一个的输出d1成为预定值的定时的脉冲。
51.控制模块6为基于从控制器5输出的信号d3和来自计算机7的印刷数据而对头单元3中的油墨的喷出动作进行控制的电路。控制模块6具有定时信号生成电路6a、电源电路6b、控制电路6c和驱动信号生成电路6d。
52.定时信号生成电路6a基于信号d3而生成定时信号pts。定时信号生成电路6a例如由计时器构成，所述计时器以信号d3的检测出为契机而开始进行定时信号pts的生成。
53.电源电路6b从未图示的商用电源接受电力的供给，并生成预定的各种电位。所生成的各种电位适当地被供给至控制模块6以及头单元3的各部分。例如，电源电路6b生成电源电位vhv和偏移电位vbs。偏移电位vbs被供给至头单元3。此外，电源电位vhv被供给至驱动信号生成电路6d。
54.控制电路6c基于定时信号pts而生成控制信号si、波形指定信号dcom、锁存信号lat、时钟信号clk和交换信号cng。这些信号与定时信号pts同步。这些信号中的波形指定信号dcom被输入至驱动信号生成电路6d中，除此以外的信号被输入至头单元3的开关电路3e中。
55.控制信号si为用于对头单元3的头3a所具有的驱动元件的工作状态进行指定的数字的信号。具体而言，控制信号si对是否向该驱动元件供给后文叙述的驱动信号com进行指定。通过该指定，从而例如对是否从与该驱动元件相对应的喷嘴喷出油墨进行指定，或者对从该喷嘴被喷出的油墨的量进行指定。波形指定信号dcom为用于对驱动信号com的波形进行规定的数字信号。锁存信号lat以及交换信号cng通过以与控制信号si并用的方式来对该驱动元件的驱动定时进行规定，从而对来自该喷嘴的油墨的喷出定时进行规定。时钟信号clk为成为与定时信号pts同步的基准的时钟信号。
56.以上的控制电路6c例如包括一个以上的cpu(central processing unit)等处理器。另外，控制电路6c也可以代替cpu或除cpu以外还包括fpga(field-programmable gate array)等可编程逻辑器件。
57.驱动信号生成电路6d为生成用于对头单元3的头3a所具有的各驱动元件进行驱动的驱动信号com的电路。具体而言，驱动信号生成电路6d例如具有da转换电路和放大电路。在驱动信号生成电路6d中，通过该da转换电路将来自控制电路6c的波形指定信号dcom从数字信号转换为模拟信号、并由该放大电路使用来自电源电路6b的电源电位vhv而将该模拟信号放大，从而生成驱动信号com。在此，驱动信号com中所包含的波形中的、实际被供给至该驱动元件的波形的信号为驱动脉冲pd。驱动脉冲pd经由头单元3的开关电路3e而从驱动信号生成电路6d被供给至该驱动元件。
58.在此，开关电路3e为，基于控制信号si而对是否将驱动信号com中所包含的波形中的至少一部分作为驱动脉冲pd来供给进行切换的电路。
59.计算机7具有向控制器5供给路径信息da等信息的功能、和向控制模块6供给印刷数据等信息的功能。本实施方式的计算机7除了这些功能之外，还具有对硬化用光源3c的驱动进行控制的功能、和基于摄像装置3g的摄像结果来对测试图案的印刷结果进行解析并将该解析结果显示在未图示的显示装置上或将之输入至控制器5中的功能。计算机7例如为安
装了实现这些功能的程序的台式或笔记本式等的计算机。
60.1-3.头单元的结构
61.图3为表示头单元3的概要结构的立体图。在以下的说明中，为了便于说明而适当地使用相互交叉的a轴、b轴以及c轴来进行。此外，在以下的说明中，沿着a轴的一个方向为a1方向，与a1方向相反的方向为a2方向。同样地，沿着b轴而彼此相反的方向为b1方向以及b2方向。此外，沿着c轴而彼此相反的方向为c1方向以及c2方向。
62.在此，a轴、b轴以及c轴相当于被设定于头单元3中的工具坐标系的坐标轴，且与前文所述的通用坐标系或机械臂坐标系的相对位置以及姿态的关系通过前文所述的机械臂2的动作而发生变化。在图3所示的示例中，c轴为与前文所述的转动轴o6平行的轴。另外，虽然a轴、b轴以及c轴典型而言相互正交，但是并不限定于此，例如其只需以80
°
以上且100
°
以下的范围内的角度而交叉即可。另外，工具坐标系与基准坐标系或机械臂坐标系通过校准而被建立对应关系。此外，工具坐标系例如以后文叙述的喷嘴面f的中心成为基准(工具中心点)的方式而被设定。
63.如前文所述，头单元3具有头3a、压力调节阀3b、硬化用光源3c、距离传感器3d和摄像装置3g。它们被图3中的由双点划线所示的支承体3f所支承。另外，虽然在图3所示的示例中头单元3所具有的头3a以及压力调节阀3b中的各自的数量为一个，但是该数量并不限定于图3所示的示例，也可以为两个以上。此外，压力调节阀3b的设置位置并不限定于臂226，例如既可以为其他臂等，也可以为相对于基部210而固定的位置。
64.支承体3f例如由金属材料等而构成，且为实质上的刚体。另外，虽然在图3中支承体3f呈扁平的箱状，但是支承体3f的形状并未被特别限定，而是为任意的形状。
65.以上的支承体3f被安装在前文所述的臂226上。因此，头3a、压力调节阀3b、硬化用光源3c、距离传感器3d以及摄像装置3g通过支承体3f而被一并地支承在臂226上。因此，头3a、压力调节阀3b、硬化用光源3c、距离传感器3d以及摄像装置3g的各自相对于臂226的相对位置被固定。在图3所示的示例中，在相对于头3a而靠c1方向的位置处配置有压力调节阀3b。在相对于头3a而靠a2方向的位置处配置有硬化用光源3c。在相对于头3a而靠a1方向的位置处配置有距离传感器3d。在相对于头3a而靠b1方向的位置处配置有摄像装置3g。
66.头3a具有喷嘴面f、和在喷嘴面f上开口的多个喷嘴n。在图3所示的示例中，喷嘴面f的法线方向为c2方向，且该多个喷嘴n被划分为在沿着a轴的方向上以相互隔开间隔的方式而排列的喷嘴列la和喷嘴列lb。喷嘴列la以及喷嘴列lb中的每一个为在沿着b轴的方向上排列成直线状的多个喷嘴n的集合。在此，为头3a中的与喷嘴列la的各喷嘴n相关联的要素和与喷嘴列lb的各喷嘴n相关联的要素在沿着a轴的方向上相互大致对称的结构。此外，后文叙述的排列方向dn与b轴平行。
67.另外，本实施方式中的喷嘴面f是指，包括由喷嘴板所形成的面、和由固定板以及头罩所形成的面这双方在内的概念。喷嘴板是指在以硅(si)或金属等作为材料的板状部件上开口有喷嘴n的部件，固定板以及头罩是指出于该喷嘴板的固定以及保护等目的而被设置在喷嘴板的周围的部件。固定板以及头罩有时会根据头的结构而并不被设置，图3所示的喷嘴面f仅通过喷嘴板来形成。
68.但是，喷嘴列la中的多个喷嘴n和喷嘴列lb中的多个喷嘴n的沿着b轴的方向上的位置既可以相互一致也可以互不相同。此外，也可以省略与喷嘴列la以及喷嘴列lb中的一
方的各喷嘴n相关联的要素。在下文中，对喷嘴列la中的多个喷嘴n和喷嘴列lb中的多个喷嘴n的沿着b轴的方向上的位置相互一致的结构进行例示。
69.虽然并未图示，但是头3a针对每个喷嘴n而具有作为驱动元件的压电元件、和对油墨进行收纳的空腔。在此，该压电元件通过使与该压电元件相对应的空腔的压力发生变化，从而使油墨从与该空腔相对应的喷嘴喷出。这样的头3a通过利用粘合剂等来将由蚀刻等方式适当地进行了加工的硅基板等多个基板贴合在一起而获得。另外，作为用于使油墨从喷嘴喷出的驱动元件，也可以代替该压电元件而使用对空腔内的油墨进行加热的加热器。
70.如前文所述，在以上的头3a中，经由供给管10a而从未图示的油墨罐供给有油墨。在此，在供给管10a与头3a之间设置有压力调节阀3b。
71.压力调节阀3b为根据头3a内的油墨的压力而进行开闭的阀机构。通过该开闭，从而即使头3a与前文所述的未图示的油墨罐的位置关系发生变化，也使头3a内的油墨的压力被维持为预定范围内的负压。因此，实现了头3a的喷嘴n中所形成的油墨的弯液面的稳定化。其结果为，防止了气泡进入喷嘴n内、或者油墨从喷嘴n溢出的情况。此外，来自压力调节阀3b的油墨经由未图示的分支流道而被适当地分配至头3a的多个部位。在此，来自未图示的油墨罐的油墨通过泵等而以预定的压力被运送至供给管10a内。
72.硬化用光源3c出射用于使第一介质w1上的油墨硬化或固化的光、热、电子束或放射线等能量。例如，在油墨具有紫外线硬化性的情况下，硬化用光源3c由出射紫外线的led(light emitting diode：发光二极管)等发光元件等而构成。此外，硬化用光源3c也可以适当地具有用于对能量的出射方向或出射范围等进行调节的透镜等光学部件等。
73.另外，硬化用光源3c也可以不使第一介质w1上的油墨完全硬化或完全固化。在这种情况下，例如只需通过来自被另外设置在机械臂2的基部210的设置面上的硬化用的光源的能量而使来自硬化用光源3c的能量照射后的油墨完全硬化或完全固化即可。此外，硬化用光源3c只需根据需要来设置即可，也可以被省略。
74.距离传感器3d为对头3a与第一介质w1之间的距离进行计测的光学式的位移传感器。本实施方式的距离传感器3d输出与沿着c轴的方向上的头3a与第一介质w1之间的距离相应的信号。另外，距离传感器3d只需根据需要来设置即可，也可以被省略。
75.摄像装置3g为用于对被印刷在第二介质w2上的测试图案进行摄像的摄像机。摄像装置3g包括摄像光学系统以及摄像元件。摄像光学系统为包括至少一个摄像透镜在内的光学系统，其既可以包括棱镜等各种光学元件，也可以包括变焦透镜或对焦透镜等。摄像元件例如为ccd(charge coupled device：电子耦合组件)图像传感器或cmos(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等。摄像装置3g具有由该摄像元件的多个像素构成的长方形的像素区域，且以使该像素区域的长边方向与前文所述的多个喷嘴n的排列方向dn平行的方式而被配置。此外，在摄像装置3g中，设定有以该像素区域的任意的像素的位置为基准的双轴或三轴的摄像坐标系。该摄像坐标系与前文所述的基准坐标系或通用坐标系通过校准而被建立对应关系。另外，摄像装置3g除了摄像光学系统以及摄像元件之外，也可以根据需要而具有对摄像区域进行照明的照明装置。该照明装置例如为包括led(light emitting diode：发光二极管)等发光元件的光源。
76.1-4.维护单元的结构
77.图4为表示维护单元4的概要结构的立体图。如前文所述，图4所示的维护单元4具
有壳体4a、盖部4b、支承台4c、抽吸机构4d、擦拭器部4e和检查部4f。
78.壳体4a为对盖部4b、支承台4c、抽吸机构4d以及擦拭器部4e进行支承的箱状的结构体。另外，壳体4a的形状等并不限定于图4所示的示例，而是为任意的形状。
79.盖部4b为，具有对头3a的喷嘴面f进行覆盖的盖4b1、引导部4b2和施力机构4b3的结构体。在图4所示的示例中，盖部4b呈长条形状。盖4b1为由橡胶材料或弹性体材料等构成的、具有弹性的盖体，并通过对头3a的喷嘴面f进行覆盖从而防止头3a的喷嘴n附近的油墨的干燥。在盖4b1中，设置有与头3a的喷嘴面f抵接的外框部、相对于该外框部而向z2方向凹进的底面、和贯穿盖4b1的孔。在通过盖部4b来对头3a的喷嘴面f进行覆盖的覆盖动作中，该外框部以包围被设置于水平状态的喷嘴面f上的喷嘴n的方式而与头3a的喷嘴面f抵接。此外，此时底面与喷嘴面f对置。该孔具有在该凹部的底面上开口的一端开口、和与抽吸机构4d相连接的另一端开口。
80.施力机构4b3为对盖4b1进行支承、且向z1方向施力的机构，且通过弹簧或橡胶等弹性体而构成。引导部4b2为对盖4b1的与z方向不同的方向上的运动进行限制的部件。当头3a的喷嘴面f与前文所述的外框部相抵接时，施力机构4b3的弹性体以在z方向上收缩的方式而发生弹性变形。另外，施力机构4b3也可以为气体撑杆等机构。
81.以上的盖部4b被支承台4c所支承。支承台4c通过固定有盖部4b的顶面部4c1、和对顶面部4c1进行支承的多个脚部4c2而构成。顶面部4c1为由金属材料等构成的板状的部件，且在顶面部4c1上，通过螺钉固定等而固定有盖部4b以及擦拭器部4e。另外，在顶面部4c1上形成有向z2方向凹进的沟槽。
82.抽吸机构4d为对形成于盖部4b与喷嘴面f之间的空间进行减压的机构。通过利用该减压来从喷嘴面f被盖部4b覆盖的状态下的头3a的喷嘴n中抽吸油墨，从而使得喷嘴n内的油墨被更新。虽然并未图示，但是抽吸机构4d具有减压罐和减压泵。该减压罐例如为具有被减压的内部空间的金属制的腔室，且被配置在前文所述的壳体4a内。该减压罐与前文所述的盖部4b的孔连通，并且与该减压泵连通。该减压泵为，通过从该减压罐内排出空气从而对该减压罐内进行减压的机构。另外，在该减压罐与盖部4b之间、以及该减压罐与该减压泵之间，分别设置有用于压力调节或开闭的阀等。
83.擦拭器部4e为，被配置在与盖部4b相邻的位置处、并具有对喷嘴面f进行拂拭的擦拭器4e1的结构体。在图4所示的示例中，擦拭器部4e呈长条形状，且以与盖部4b平行的方式而被配置。此外，擦拭器部4e在俯视观察时被配置于盖部4b与检查部4f之间。擦拭器4e1为由橡胶材料或弹性体材料等构成的、具有弹性的刮板状的部件，其通过对头3a的喷嘴面f进行擦拭来清扫该喷嘴面f。在此，优选为，擦拭器4e1以使其顶端朝向盖部4b的方式而弯曲。擦拭器4e1经由支承体4e2并通过螺钉固定等而被固定在支承台4c的顶面部4c1上。另外，通过擦拭器部4e而从喷嘴面f被去除掉的油墨由形成于顶面部4c1处的前文所述的沟槽、或未图示的回收罐等回收机构来回收。
84.检查部4f为对具有用于印刷测试图案的面wf2的纸张或薄膜等第二介质w2进行支承的结构体，所述测试图案用于对头3a的油墨喷出功能进行检查。在图4所示的示例中，检查部4f呈箱状，且具有用于对第二介质w2进行载置的载置面4f1。虽然并未图示，但是在载置面4f1上设置有用于对第二介质w2的位置进行固定的粘着层或吸附机构等要素。该测试图案为用于基于目视或摄像装置3g的摄像结果来对头3a的喷嘴n的堵塞等不良情况的有无
进行判断的图像。另外，该测试图案的内容只需能够进行该判断即可，其为任意的内容。
85.在以上的维护单元4中，在载置面4f1的俯视观察时，沿着与机械臂2的转动轴o1垂直的线段而依次排列有盖部4b、擦拭器部4e以及检查部4f。因此，如后文所述的那样，能够通过与第一印刷动作同样的三个关节部230的动作而依次顺畅地实施覆盖动作、擦拭动作以及第二印刷动作。
86.1-5.立体物印刷装置1的动作
87.图5为表示实施方式所涉及的立体物印刷装置1的动作的流程图。如图5所示，首先，立体物印刷装置1在步骤s1中对是否具有第一印刷指示进行判断。该判断例如通过由处理电路5b来对是否从计算机7发来了对于第一介质w1的印刷的执行指示进行判断从而被实施。
88.在发来了第一印刷指示的情况下，立体物印刷装置1在步骤s2中实施移动动作。该移动动作为使头3a移动至后文叙述的第一印刷动作的执行开始位置的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制从而被实施。
89.在步骤s2之后，立体物印刷装置1在步骤s3中实施第一印刷动作。该第一印刷动作为利用来自头3a的油墨而对第一介质w1实施印刷的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制、并且由控制模块6来对头3a的驱动进行控制从而被实施。
90.在步骤s3之后、或者在不存在第一印刷指示的情况下，立体物印刷装置1在步骤s4中对是否具有第二印刷指示进行判断。该判断例如通过由处理电路5b来对是否从计算机7发来了对于第二介质w2的印刷的执行指示进行判断从而被实施。另外，处理电路5b也可以在经过预定时间以上而不具有第一印刷指示的情况下，无论是否从计算机7发来了对于第二介质w2的印刷的执行指示，都判断为存在第二印刷指示。
91.在不存在第二印刷指示的情况下，立体物印刷装置1返回至前文所述的步骤s1。另一方面，在存在第二印刷指示的情况下，立体物印刷装置1在步骤s5中实施移动动作。该移动动作为使头3a移动至后文叙述的维护动作的覆盖动作、擦拭动作或第二印刷动作的执行开始位置的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制从而被实施。
92.在步骤s5之后，立体物印刷装置1在步骤s6中实施维护动作。该维护动作包括实施覆盖动作的步骤s6a、实施擦拭动作的步骤s6b、和实施第二印刷动作的步骤s6c。
93.步骤s6a的覆盖动作为利用盖部4b来对头3a的喷嘴面f进行覆盖的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制从而被实施。在覆盖动作中，根据需要而实施由抽吸机构4d所实现的抽吸动作。步骤s6b的擦拭动作为利用擦拭器部4e来对头3a的喷嘴面f进行拂拭的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制从而被实施。步骤s6c的第二印刷动作为利用来自头3a的油墨而对检查部4f上的第二介质w2印刷测试图案的动作，其通过处理电路5b基于路径信息da来对机械臂2的驱动进行控制、并且由控制模块6来对头3a的驱动进行控制从而被实施。
94.在此，虽然步骤s6中所包括的这些动作的执行顺序并未被特别限定，但是优选为步骤s6a的覆盖动作、步骤s6b的擦拭动作、步骤s6c的第二印刷动作这一顺序。在这种情况下，能够在通过与覆盖动作一并地实施抽吸动作从而消除了喷嘴n的堵塞等不良情况之后，通过擦拭动作而将残留于喷嘴面f上的油墨去除。此后，通过实施第二印刷动作，从而能够
基于测试图案的印刷结果来对是否已消除喷嘴n的不良情况进行判断。此外，由于盖部4b、擦拭器部4e、检查部4f如前文所述的那样依次被排列，因此通过依次实施步骤s6a的覆盖动作、步骤s6b的擦拭动作、步骤s6c的第二印刷动作，从而能够顺畅地实施这些动作。
95.另外，在维护动作中，在第二印刷动作的执行之后，摄像装置3g对第二介质w2上的测试图案进行摄像，并基于该摄像结果来对是否已消除喷嘴n的不良情况进行判断。在被判断为并未消除喷嘴n的不良情况的情况下，根据需要而再次使步骤s6a的覆盖动作、步骤s6b的擦拭动作、步骤s6c的第二印刷动作依次被执行。
96.在步骤s6之后，立体物印刷装置1在步骤s7中对是否存在结束指示进行判断。该判断例如通过由处理电路5b来对是否从计算机7发来了结束指示进行判断从而被实施。
97.立体物印刷装置1在不存在结束指示的情况下返回至前文所述的步骤s1，另一方面，在存在结束指示的情况下结束动作。另外，优选为，在由头3a所实现的油墨的喷出较长时间地未被实施的情况等、易于产生喷嘴n的不良情况的状况下，通过在步骤s3的第一印刷动作之前执行步骤s6的维护动作，从而事先对喷嘴n的不良情况被消除的情况进行确认。
98.图6为步骤s3的第一印刷动作的执行过程中的机械臂2的侧视图。在图6中，例示了对第一介质w1的面wf1实施印刷的情况，所述第一介质w1以使呈椭球形状的第一介质w1的长轴ax与x轴平行的方式而被配置。在此，第一介质w1被载置在与机械臂2相比靠x2方向的位置处。另外，在图6中由实线所示的头3a的姿态中，a轴与x轴平行，b轴与y轴平行，且c轴与z轴平行。
99.如图6所示，在第一印刷动作中，机械臂2使头3a沿着移动路径ru而进行移动。移动路径ru为从位置ps起至位置pe为止的、沿着面wf1的路径。移动路径ru呈在z2方向上进行观察时沿着x轴而延伸的直线状。
100.在第一印刷动作中，机械臂2使六个关节部230中的三个关节部230进行动作。在图6所示的示例中，机械臂2在第一印刷动作的执行过程中使关节部230_2、关节部230_3和关节部230_5的各自的转动轴成为与y轴平行的状态，并使这些关节部进行动作。如此，能够通过三个关节部230的动作来使头3a沿着移动路径ru而稳定地进行移动。
101.在此，优选为，机械臂2以使来自头3a的油墨相对于面wf1的喷落方向成为固定的方式而根据面wf1的曲面来对头3a的姿态进行控制。因此，优选为，移动路径ru中的头3a的横摆角以及侧倾角为固定值。另一方面，优选为移动路径ru中的头3a的俯仰角发生变化。即，优选为使作为移动路径ru中的任意的两点的第一位置p1以及第二位置p2处的头3a的俯仰角互不相同。另外，在本实施方式中，移动路径ru被设定为，头3a所喷出的油墨滴的喷出方向向量包含始终铅直朝下的成分。换而言之，c2方向的向量包含z2方向的成分。根据这样的移动路径ru的设定，由于不会发生头3a将油墨滴向克服重力的方向喷出的情况，因此使得油墨滴的飞翔较为稳定。
102.通过以上的印刷动作，从而对工件w实施印刷。
103.在此，对头的横摆角、侧倾角、俯仰角进行说明。头3a的横摆角、侧倾角、俯仰角作为相对于被任意设定的头3a的基准姿态的、围绕c轴、a轴、b轴的旋转量来表示。另外，在头3a的基准姿态中，a轴、b轴、c轴与x轴、y轴、z轴的关系以唯一的形式而被固定。
104.头3a的第一姿态中的头的横摆角作为从基准姿态向第一姿态的姿态变化所需的围绕c轴的旋转量来表示。该围绕c轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的c轴的方向上进行
观察时的、基准姿态中的a轴与第一姿态中的a轴所成的角的绝对值。或者，围绕c轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的c轴的方向上进行观察时的、基准姿态中的b轴与第一姿态中的b轴所成的角的绝对值。
105.此外，同样地，头3a的第一姿态中的头的侧倾角作为从基准姿态向第一姿态的姿态变化所需的围绕a轴的旋转量来表示。该围绕a轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的a轴的方向上进行观察时的、基准姿态中的b轴与第一姿态中的b轴所成的角的绝对值。或者，围绕a轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的a轴的方向上进行观察时的、基准姿态中的c轴与第一姿态中的c轴所成的角的绝对值。
106.此外，同样地，头3a的第一姿态中的头的俯仰角作为从基准姿态向第一姿态的姿态变化所需的围绕b轴的旋转量来表示。该围绕b轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的b轴的方向上进行观察时的、基准姿态中的a轴与第一姿态中的a轴所成的角的绝对值。或者，围绕b轴的旋转量是指，在沿着基准姿态中的b轴的方向上进行观察时的、基准姿态中的c轴与第一姿态中的c轴所成的角的绝对值。
107.使用图6来对头3a的横摆角、侧倾角、俯仰角进行进一步说明。例如将头3a的基准姿态设定为a轴与x轴平行、且b轴与y轴平行、且c轴与z轴平行的姿态。此时，图6中由实线所示的头3a的横摆角、侧倾角、俯仰角均成为0
°
。另一方面，图6中由虚线所示的头3a的俯仰角成为大约45
°
，且横摆角、侧倾角成为0
°
。也就是说，图6中由实线所示的头3a与由虚线所示的头3a的俯仰角互不相同。
108.图7为第一印刷动作的执行过程中的立体物印刷装置1的俯视图。在图7中由实线所示的头3a的姿态中，a轴与x轴平行、b轴与y轴平行、且c轴与z轴平行。在第一印刷动作的执行过程中，如图7所示，在基部210的俯视观察时，头3a的多个喷嘴n的排列方向dn与前文所述的移动路径ru中的头3a的扫描方向ds正交。在此，在基部210的俯视观察时，当将连结第一印刷动作的执行过程中的头3a和基部210的假想线段设为第一线段l1时，排列方向dn与第一线段l1所成的角度θ1为90
°
。但是，角度θ1并不限定于90
°
，例如只要在70
°
以上且110
°
以下的范围内即可。另外，第一线段l1作为在基部210的俯视观察时连结印刷动作的执行过程中的喷嘴面f的中心点和转动轴o1的假想线段也能够更严格地进行规定。
109.在第一印刷动作的执行之后，通过前文所述的步骤s5的移动动作，从而如图7中的双点划线所示的那样，头3a移动至盖部4b上。虽然在图7中由双点划线所示的头3a的姿态中c轴与z轴平行，但是a轴与x轴所成的角为45
°
，且b轴与y轴所成的角为45
°
。
110.在此，将头3a的基准姿态设定为a轴与x轴平行、且b轴与y轴平行、且c轴与z轴平行的姿态。此时，图7中由实线所示的头3a的横摆角、侧倾角、俯仰角均成为0
°
。另一方面，图7中由双点划线所示的头3a的横摆角成为45
°
，且侧倾角、俯仰角成为0
°
。也就是说，图7中由实线所示的头3a与由双点划线所示的头3a的横摆角互不相同。换而言之，从通用坐标系中的任意的坐标向z1方向进行观察时的喷嘴n的排列方向dn在印刷动作的执行过程中、和移动动作的执行之后或覆盖动作的执行过程中互不相同。更具体而言，印刷动作的执行过程中的排列方向dn、与移动动作的执行之后或覆盖动作的执行过程中的排列方向dn所成的角为45
°
。
111.该移动动作主要在使关节部230_1进行动作时被实施。在此，虽然也可以使在前文所述的印刷动作中所使用的关节部230_2、关节部230_3和关节部230_5进行动作，但是优选
为不使关节部230_4以及关节部230_6进行动作。在这种情况下，能够在再次实施第一印刷动作时提高第一印刷动作中的机械臂2的动作的再现性。
112.图8为维护动作的执行过程中的立体物印刷装置1的俯视图。在图8中，由实线来示出依次执行覆盖动作、擦拭动作以及第二印刷动作的情况下的、覆盖动作的执行过程中的机械臂2的状态。如图8所示，当在基部210的俯视观察时将连结覆盖动作的执行过程中的头3a和基部210的假想线段设为第二线段l2时，排列方向dn与第二线段l2所成的角度θ2为90
°
。但是，角度θ2并不限定于90
°
，例如只要在70
°
以上且110
°
以下的范围内即可。另外，第二线段l2作为在基部210的俯视观察时连结覆盖动作的执行过程中的喷嘴面f的中心点和转动轴o1的假想线段也可以更严格地进行规定。
113.在此，当在基部210的俯视观察时将第一线段l1与第二线段l2所成的角度设为θ3时，角度θ1、θ2、θ3满足|θ1-θ2|＜θ3的关系。此外，从减少配管部10以及配线部11的扭曲的观点出发，优选为尽可能地使|θ1-θ2|较小。
114.在覆盖动作的执行之后，使擦拭动作以及第二印刷动作依次被执行。此时，与前文所述的第一印刷动作同样地，机械臂2使关节部230_2、关节部230_3和关节部230_5的各自的转动轴成为与y轴平行的状态，并使这些关节部进行动作。如此，能够通过三个关节部230的动作来使头3a沿着移动路径ru而稳定地进行移动。在此，虽然在第二印刷动作的执行过程中使该三个关节部230进行动作，但是由于第二介质w2的面wf2为平面，因此从提高测试图案的画质的观点出发，优选为，不仅使头3a的横摆角以及侧倾角固定，而且也使俯仰角固定。
115.在以上的维护动作的执行之后，通过前文所述的步骤s2的移动动作而如图8中的双点划线所示的那样，头3a移动至前文所述的印刷位置。该移动动作与步骤s5的移动动作同样地，主要在使关节部230_1进行动作时被实施。
116.如前文所述，以上的立体物印刷装置1具有头3a和机械臂2。头3a具有喷嘴面f，在所述喷嘴面f上设置有喷出作为“液体”的一个示例的油墨的多个喷嘴n排列而成的喷嘴列la以及喷嘴列lb。机械臂2具有基部210、和对头3a进行支承的臂部220，并从基部210跨及臂部220而设置有作为“多个转动部”的一个示例的关节部230_2至230_6，通过关节部230_2至230_6的转动，从而使头3a相对于基部210的位置发生变化。
117.而且，如前文所述，立体物印刷装置1执行步骤s3的第一印刷动作和步骤s6c的第二印刷动作。在步骤s3的第一印刷动作中，在机械臂2使头3a相对于第一介质w1的位置发生变化的同时、通过头3a对第一介质w1喷出油墨从而印刷图像。在步骤s6c的第二印刷动作中，在机械臂2使头3a相对于第二介质w2的位置变化至与第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时、通过头3a对第二介质w2喷出油墨从而印刷测试图案。在此，步骤s3的第一印刷动作的执行过程中的头3a的横摆角与步骤s6c的第二印刷动作的执行过程中的头3a的横摆角互不相同。
118.在以上的立体物印刷装置1中，由于通过第二印刷动作的执行而在第二介质w2上印刷测试图案，因此能够基于该印刷结果来对喷嘴n的堵塞等不良情况进行判断。因此，在存在该不良情况时，能够在第一印刷动作的执行前对该不良情况进行改善。其结果为，能够防止由于第一印刷动作的执行而在第一介质w1上印刷因该不良情况所引起的画质降低的图像的情况。此外，通过使头3a的横摆角在步骤s3的第一印刷动作的执行过程中与步骤s6c
的第二印刷动作的执行过程中不同，从而能够在使头3a于这些动作的执行位置间移动时，减少机械臂2的多个关节部230中的最靠近头的关节部230_6的转动量。其结果为，能够减少由与头3a相关联的配线类的扭曲所导致的损伤。此外，由于第一印刷动作以及第二印刷动作的执行过程中的头3a的位置互不相同，因此能够在第二印刷动作的执行过程中实施第一介质w1的供料或除料等作业。因此，即使执行第二印刷动作，也能够减少对于第一介质w1的印刷的生产率的下降。
119.在立体物印刷装置1中，优选为，当将在步骤s3的第一印刷动作的执行过程中头3a所通过的两个位置设为第一位置p1以及第二位置p2时，头3a的第一位置p1处的俯仰角与第二位置p2处的俯仰角互不相同。在这种情况下，即使第一介质w1的印刷面为曲面等，也能够将头3a相对于该印刷面的对象部位的姿态保持为固定。因此，具有无论第一介质w1的印刷面的形状如何都易于提高画质这样的优点。
120.在此，优选为，步骤s3的第一印刷动作包括在将头3a的横摆角以及侧倾角维持在固定值的同时使头3a相对于第一介质w1的位置发生变化的动作。在这种情况下，能够减少在步骤s3的第一印刷动作的执行过程中从头3a被喷出至第一介质w1上的油墨的粗密不均。其结果为，具有易于提高画质这样的优点。
121.同样地，优选为，步骤s6c的第二印刷动作包括在将头3a的横摆角、侧倾角以及俯仰角维持于固定的同时使头3a相对于第二介质w2的位置发生变化的动作。在这种情况下，能够减少在步骤s6c的第二印刷动作的执行过程中从头3a被喷出至平面状的第二介质w2上的油墨的粗密不均。其结果为，具有易于提高测试图案的画质这样的优点。该优点有助于基于测试图案的印刷结果的判断的精度提升。
122.此外，如前文所述，立体物印刷装置1还执行步骤s2或步骤s5的移动动作。在步骤s2或步骤s5的移动动作中，机械臂2在步骤s3的第一印刷动作的执行期间与步骤s6c的第二印刷动作的执行期间之间的期间内使头3a进行移动。因此，通过步骤s2的移动动作，从而能够实施从步骤s6c的第二印刷动作向步骤s3的第一印刷动作的转换。通过步骤s5的移动动作，从而能够实施从步骤s3的第一印刷动作向步骤s6c的第二印刷动作的转换。
123.而且，跨及步骤s2或步骤s5的移动动作的执行期间的关节部230_6的转动量与跨及步骤s2或步骤s5的移动动作的执行期间的关节部230_1的转动量相比而较小。在此，关节部230_1为“第一关节部”的一个示例，且为多个关节部230中的最靠近基部210的关节部230。关节部230_6为“第二关节部”的一个示例，且为多个关节部230中的最远离基部210的关节部230。当关节部230_6进行转动时，与关节部230_1进行转动的情况相比，易于使与头3a相关联的前文所述的供给管10a以及驱动配线11a等配线类部件发生扭曲。因此，通过使跨及步骤s2或步骤s5的移动动作的执行期间的关节部230_6的转动量与跨及步骤s2或步骤s5的移动动作的执行期间的关节部230_1相比而较小，从而能够减少步骤s2或步骤s5的移动动作中的该配线类部件的扭曲。
124.此外，步骤s3的第一印刷动作的执行过程中的头3a的横摆角与步骤s6c的第二印刷动作的执行过程中的头3a的横摆角的差优选为45
°
以上，并进一步优选为90
°
以上。如此，横摆角的差越大，则步骤s3的第一印刷动作的执行过程中的第一介质w1的位置越远离步骤s6c的第二印刷动作的执行过程中的头单元3的位置。因此，能够对当在第二印刷动作的执行过程中实施第一介质w1的设置或撤除、以及第一介质w1的位置调节等作业时头单元3发
生干涉的情况进行抑制。
125.此外，如前文所述，立体物印刷装置1还具有摄像装置3g，所述摄像装置3g以相对于头3a的位置关系被固定的方式而被支承在臂部220上，并对测试图案进行摄像。因此，能够基于摄像装置3g的摄像结果来对喷嘴n的不良情况进行判断。
126.在此，如前文所述，摄像装置3g具有由多个像素所构成的长方形的像素区域，且该像素区域的长边方向与多个喷嘴n的排列方向dn平行。因此，能够通过摄像装置3g而有效地对测试图案进行摄像。
127.此外，如前文所述，摄像装置3g以及头3a沿着多个喷嘴n的排列方向dn而进行排列。因此，防止了在第一印刷动作的执行过程中摄像装置3g与立体的第一介质w1相接触的情况。此外，还具有使来自喷嘴n的墨雾难以附着在摄像装置3g上这样的优点。
128.此外，如前文所述，立体物印刷装置1还具有盖部4b。盖部4b相对于基部210的位置被固定，且对喷嘴面f进行覆盖。在此，如前文所述，立体物印刷装置1还执行步骤s6a的覆盖动作。该覆盖动作由机械臂2使头3a位于喷嘴面f被盖部4b所覆盖的位置处。因此，即使步骤s3的第一印刷动作长时间地不被执行，也能够减少喷嘴面f的油墨的增粘或固化。其结果为，能够减少由各喷嘴n的油墨所引起的堵塞。
129.此外，如前文所述，步骤s6c的第二印刷动作的执行过程中的头3a的横摆角与步骤s6a的覆盖动作的执行过程中的头3a的横摆角互为相等。因此，能够使以交替的形式反复实施覆盖动作以及第二印刷动作时的机械臂2的动作简化。
130.此外，如前文所述，机械臂2在步骤s6a的覆盖动作的执行期间与步骤s6c的第二印刷动作的执行期间之间的期间内，使头3a在与该覆盖动作的执行过程中的多个喷嘴n的排列方向dn正交的方向上进行移动。因此，能够使以交替的形式反复实施覆盖动作以及第二印刷动作时的机械臂2的动作简化。
131.此外，如前文所述，立体物印刷装置1还具有擦拭器部4e。擦拭器部4e被配置在与盖部4b相邻的位置处，并对喷嘴面f进行拂拭。在此，立体物印刷装置1还执行步骤s6b的擦拭动作。在该擦拭动作中，由机械臂2使头3a移动，以使喷嘴面f通过擦拭器部4e而被拂拭。因此，能够减少由喷嘴面f的油墨引起的污脏。
132.在此，如前文所述，在步骤s6a的覆盖动作的执行过程中，沿着与多个喷嘴n的排列方向dn正交的方向而依次配置有盖部4b、擦拭器部4e和第二介质w2。因此，能够依次而有效地实施覆盖动作、擦拭动作以及第二印刷动作。
133.此外，具有如下优点，即，在第一介质w1为与第二介质w2相比而难以吸收来自头3a的液体的难吸收性的介质的情况下、即第二介质w2为与第一介质w1相比而易于吸收来自头3a的液体的介质的情况下，易于在第二印刷动作中提高测试图案的画质。
134.此外，具有如下优点，即，在第一介质w1的成为印刷对象的面wf1呈立体形状、而第二介质w2的成为印刷对象的面wf2呈平面形状的情况下，不仅易于在第二印刷动作中提高测试图案的画质，而且还易于提高由摄像装置3g所形成的测试图案的摄像的精度。
135.2.变形例
136.以上的例示中的各方式可以进行多种多样的变形。在下文中，对可应用于前文所述的各方式中的具体的变形方式进行例示。另外，从以下的示例中被任意地选出的两种以上的方式可以在相互不矛盾的范围内适当地进行合并。
137.2-1.变形例1
138.虽然在前文所述的方式中作为机械臂而对使用六轴的垂直多轴机械臂的结构进行了例示，但是并不限定于该结构。机械臂例如既可以为六轴以外的垂直多轴机械臂，也可以为水平多轴机械臂。此外，机械臂的臂部也可以除具有由转动机构所构成的转动部之外还具有伸缩机构等。但是，从印刷动作下的印刷品质与非印刷动作下的机械臂的动作的自由度之间的平衡的观点出发，优选为，机械臂为六轴以上的多轴机械臂。
139.2-2.变形例2
140.虽然在前文所述的方式中对使用螺丝紧固等以作为头相对于机械臂的固定方法的结构进行了例示，但是并不限定于该结构。例如，也可以通过利用作为机械臂的末端执行器而被安装的抓手等抓持机构来对头进行抓持，从而相对于机械臂来对头进行固定。
141.2-3.变形例3
142.虽然在前文所述的方式中对使用一种油墨来实施印刷的结构进行了例示，但是并不限定于该结构，也能够将本发明应用于使用两种以上的油墨来实施印刷的结构中。
143.2-4.变形例4
144.本发明的立体物印刷装置的用途并不限定于印刷。例如，喷出颜材料的溶液的立体物印刷装置可作为形成液晶显示装置的滤器的制造装置而被利用。此外，喷出导电材料的溶液的立体物印刷装置可作为形成配线基板的配线或电极的制造装置而被利用。此外，立体物印刷装置也能够作为将粘合剂等液体涂敷到介质上的喷射分配器来进行利用。
145.符号说明
[0146]1…
立体物印刷装置；2
…
机械臂；2a
…
臂驱动机构；3
…
头单元；3a
…
头；3b
…
压力调节阀；3c
…
硬化用光源；3d
…
距离传感器；3e
…
开关电路；3f
…
支承体；3g
…
摄像装置；4
…
维护单元；4a
…
壳体；4b
…
盖部；4b1
…
盖；4b2
…
引导部；4b3
…
施力机构；4c
…
支承台；4c1
…
顶面部；4c2
…
脚；4d
…
抽吸机构；4d2
…
减压泵；4e
…
擦拭器部；4e1
…
擦拭器；4e2
…
支承体；4f
…
检查部；4f1
…
载置面；5
…
控制器；5a
…
存储电路；5b
…
处理电路；6
…
控制模块；6a
…
定时信号生成电路；6b
…
电源电路；6c
…
控制电路；6d
…
驱动信号生成电路；7
…
计算机；10
…
配管部；10a
…
供给管；11
…
配线部；11a
…
驱动配线；210
…
基部；220
…
臂部；221
…
臂；222
…
臂；223
…
臂；224
…
臂；225
…
臂；226
…
臂；230
…
关节部(转动部)；230_1
…
关节部(第一转动部)；230_2
…
关节部(转动部)；230_3
…
关节部(转动部)；230_4
…
关节部(转动部)；230_5
…
关节部(转动部)；230_6
…
关节部(转动部；第二转动部)；ax
…
长轴；clk
…
时钟信号；cng
…
交换信号；com
…
驱动信号；d1
…
输出；d3
…
信号；dn
…
排列方向；ds
…
扫描方向；da
…
路径信息；f
…
喷嘴面；fx1
…
固定位置；fx2
…
固定位置；fx3
…
固定位置；fx4
…
固定位置；l1
…
第一线段；l2
…
第二线段；lat
…
锁存信号；la
…
喷嘴列；lb
…
喷嘴列；n
…
喷嘴；o1
…
转动轴；o2
…
转动轴；o3
…
转动轴；o4
…
转动轴；o5
…
转动轴；o6
…
转动轴；p1
…
第一位置；p2
…
第二位置；pd
…
驱动脉冲；pts
…
定时信号；ru
…
移动路径；s1
…
步骤；s2
…
步骤；s3
…
步骤；s4
…
步骤；s5
…
步骤；s6
…
步骤；s6a
…
步骤；s6b
…
步骤；s6c
…
步骤；s7
…
步骤；si
…
控制信号；sk1
…
控制信号；vbs
…
偏移电位；vhv
…
电源电位；w1
…
第一介质；w2
…
第二介质；wf1
…
面；wf2
…
面；dcom
…
波形指定信号；θ1
…
角度；θ2
…
角度。

技术特征：

1.一种立体物印刷装置，其特征在于，具有：头，其具有喷嘴面，在所述喷嘴面上设置有将喷出液体的多个喷嘴进行排列而成的喷嘴列；机械臂，其具有基部、和对所述头进行支承的臂部，并从所述基部跨至所述臂部而设置有多个转动部，且通过所述转动部的转动来使所述头相对于所述基部的位置发生变化，所述立体物印刷装置执行第一印刷动作和第二印刷动作，其中，所述第一印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于立体的第一介质的位置发生变化的同时、通过所述头对所述第一介质喷出液体从而印刷图像的动作，所述第二印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于第二介质的位置变化至与所述第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时、通过所述头对所述第二介质喷出液体从而印刷测试图案的动作，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角互不相同。2.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，当将在所述第一印刷动作的执行过程中所述头所通过的两个位置设为第一位置以及第二位置时，所述头的所述第一位置处的俯仰角与所述第二位置处的俯仰角互不相同。3.如权利要求1或2所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第一印刷动作包括在将所述头的横摆角以及侧倾角维持于固定的同时使所述头相对于所述第一介质的位置发生变化的动作。4.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第二印刷动作包括在将所述头的横摆角、侧倾角以及俯仰角维持于固定的同时使所述头相对于所述第二介质的位置发生变化的动作。5.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，还执行移动动作，所述移动动作为在所述第一印刷动作的执行期间与所述第二印刷动作的执行期间之间的期间内所述机械臂使所述头进行移动的动作，在所述多个转动部中，当将最靠近所述基部的转动部设为第一转动部、且将最远离所述基部的转动部设为第二转动部时，跨及所述移动动作的执行期间的所述第二转动部的转动量与跨及所述移动动作的执行期间的所述第一转动部的转动量相比而较小。6.如权利要求5所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角的差为45
°
以上。7.如权利要求6所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角的差为90
°
以上。8.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，还具有摄像装置，所述摄像装置以相对于所述头的位置关系被固定的方式而被支承在所述臂部上，并对所述测试图案进行摄像。9.如权利要求8所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述摄像装置具有由多个像素构成的长方形的像素区域，
所述像素区域的长边方向与所述多个喷嘴的排列方向平行。10.如权利要求8或9所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述摄像装置以及所述头沿着所述多个喷嘴的排列方向而被排列。11.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，还具有盖部，所述盖部相对于所述基部的位置被固定，且对所述喷嘴面进行覆盖，所述立体物印刷装置还执行覆盖动作，所述覆盖动作为所述机械臂使所述头位于所述喷嘴面被所述盖部所覆盖的位置的动作。12.如权利要求11所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第二印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述覆盖动作的执行过程中的所述头的横摆角互为相等。13.如权利要求11或12所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述机械臂在所述覆盖动作的执行期间与所述第二印刷动作的执行期间之间的期间内，使所述头在与所述覆盖动作的执行过程中的所述多个喷嘴的排列方向正交的方向上进行移动。14.如权利要求11所述的立体物印刷装置，其特征在于，还具有擦拭器部，所述擦拭器部被配置在与所述盖部相邻的位置处，并对所述喷嘴面进行拂拭，所述立体物印刷装置还执行擦拭动作，所述擦拭动作为所述机械臂使所述头移动以使所述喷嘴面通过所述擦拭器部而被拂拭的动作。15.如权利要求14所述的立体物印刷装置，其特征在于，在所述覆盖动作的执行过程中，沿着与所述多个喷嘴的排列方向正交的方向而依次配置有所述盖部、所述擦拭器部和所述第二介质。16.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第一介质为与所述第二介质相比而难以吸收来自所述头的液体的难吸收性的介质。17.如权利要求1所述的立体物印刷装置，其特征在于，所述第一介质的成为印刷对象的面呈立体形状，所述第二介质的成为印刷对象的面呈平面形状。18.一种立体物印刷方法，其特征在于，使用了如下部件，即：头，其具有喷嘴面，在所述喷嘴面上设置有将喷出液体的多个喷嘴进行排列而成的喷嘴列；机械臂，其具有基部、和对所述头进行支承的臂部，并从所述基部跨至所述臂部而设置有多个转动部，且通过所述转动部的转动来使所述头相对于所述基部的位置发生变化，在所述立体物印刷方法中，执行第一印刷动作和第二印刷动作，其中，所述第一印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于立体第一介质的位置发生变化的同时、通过所述头对所述第一介质喷出液体从而印刷图像的动作，所述第二印刷动作为在所述机械臂使所述头相对于第二介质的位置变化至与所述第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时、通过所述头对所述第二介质喷出液体从而印刷测试图案的动作，所述第一印刷动作的执行过程中的所述头的横摆角与所述第二印刷动作的执行过程
中的所述头的横摆角互不相同。

技术总结

本发明涉及一种立体物印刷装置以及立体物印刷方法。立体物印刷装置具有：头，其具有设置有喷嘴列的喷嘴面；机械臂，其具有基部和臂部，并从基部跨至臂部而设置有多个转动部，且通过转动部的转动来使头相对于基部的位置发生变化，立体物印刷装置执行第一印刷动作和第二印刷动作，第一印刷动作为通过在机械臂使头相对于立体的第一介质的位置发生变化的同时头对第一介质喷出液体从而印刷图像的动作，第二印刷动作为通过在机械臂使头相对于第二介质的位置变化至与第一印刷动作的执行过程中的位置不同的位置处的同时头对第二介质喷出液体而印刷测试图案的动作，第一印刷动作的执行过程中的头的横摆角与第二印刷动作的执行过程中的头的横摆角互不相同。过程中的头的横摆角互不相同。过程中的头的横摆角互不相同。

技术研发人员：

中村真一 阿部优太 松浦佑一郎 须贝圭吾 石井裕树

受保护的技术使用者：

精工爱普生株式会社

技术研发日：

2022.03.04

技术公布日：

2022/9/13