特許ウォッチ

公開番号2025138087
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024036882
出願日2024-03-11
発明の名称立体物印刷装置および制御方法
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B41J 2/01 20060101AFI20250917BHJP(印刷;線画機;タイプライター;スタンプ)
要約【課題】印刷品質を向上させる。
【解決手段】立体物印刷装置は、目標印刷軌道に関する目標経路情報に基づいて多関節ロボットを動作させた際に液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第1実印刷軌道に関する第1走査情報を取得し、第1走査情報に基づいて、液体吐出ヘッドの主走査方向と交差する副走査方向での第1移動量を取得し、目標印刷軌道および第1移動量に基づいて、目標印刷軌道に対する第1実印刷軌道の副走査方向での第1誤差量を取得し、目標印刷軌道に対する補正の対象となる範囲である補正範囲を特定し、補正範囲における第1誤差量に基づいて、前記目標印刷軌道を補正する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ワークに向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを支持する先端部を有し、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを走査させる多関節ロボットと、
前記液体吐出ヘッドおよび前記多関節ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
目標印刷軌道に関する目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際に前記液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第１実印刷軌道に関する第１走査情報を取得し、
前記第１走査情報に基づいて、前記液体吐出ヘッドの主走査方向と交差する副走査方向での第１移動量を取得し、
前記目標印刷軌道および前記第１移動量に基づいて、前記目標印刷軌道に対する前記第１実印刷軌道の前記副走査方向での第１誤差量を取得し、
前記目標印刷軌道に対する補正の対象となる範囲である補正範囲を特定し、
前記補正範囲における前記第１誤差量に基づいて、前記目標印刷軌道を補正する、
ことを特徴とする立体物印刷装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記制御部は、
前記目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させることにより前記液体吐出ヘッドを前記ワークに対して走査させつつ、前記液体吐出ヘッドから前記ワークに向けて液体を吐出させることにより前記ワーク上にドットを形成する動作を実行し、
前記ドットを測定することにより前記第１走査情報を取得する、
請求項１に記載の立体物印刷装置。
【請求項３】
前記液体吐出ヘッドの移動を検出する検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させずに、前記目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させることにより前記液体吐出ヘッドを前記ワークに対して走査させる予備動作を実行し、
前記予備動作の実行中における前記検出部の検出結果に基づいて前記第１走査情報を取得する、
請求項１に記載の立体物印刷装置。
【請求項４】
前記液体吐出ヘッドの姿勢の変化を検出する姿勢検出部をさらに備え、
前記制御部は、
前記目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際の前記姿勢検出部の検出結果に基づいて、前記目標印刷軌道の補正量を調整する、
請求項１に記載の立体物印刷装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記補正範囲として前記第１移動量が所定の閾値を超える期間である補正期間を特定し、
前記補正期間における前記目標印刷軌道を補正する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記目標印刷軌道を補正した軌道に関する仮経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際に前記液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第２実印刷軌道に関する第２走査情報を取得し、
前記第２走査情報に基づいて、前記液体吐出ヘッドの前記副走査方向での第２移動量を取得し、
前記目標印刷軌道および前記第２移動量に基づいて、前記目標印刷軌道に対する前記第２実印刷軌道の前記副走査方向での第２誤差量を取得し、
前記第２誤差量が閾値以上である場合、補正量を調整して前記補正期間における前記目標印刷軌道を補正する、
請求項５に記載の立体物印刷装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記第２誤差量が前記閾値以上である場合、前記補正期間において補正を行うタイミングを早める、
請求項６に記載の立体物印刷装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記補正範囲として、前記目標印刷軌道において前記第１誤差量が所定の閾値以上であるポイントを特定し、
前記ポイントにおける前記目標印刷軌道を補正する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記目標印刷軌道を補正した軌道に関する仮経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際に前記液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第２実印刷軌道に関する第２走査情報を取得し、
前記第２走査情報に基づいて、前記液体吐出ヘッドの前記副走査方向での第２移動量を取得し、
前記目標印刷軌道および前記第２移動量に基づいて、前記目標印刷軌道に対する前記第２実印刷軌道の前記副走査方向での第２誤差量を取得し、
前記第２誤差量が閾値以上である場合、補正量を調整した後に前記ポイントにおける前記目標印刷軌道を補正する、
請求項８に記載の立体物印刷装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記補正範囲として前記目標印刷軌道において前記第１誤差量が所定の閾値以上である複数のポイントを特定し、
前記複数のポイントにおける前記目標印刷軌道を補正する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、立体物印刷装置および制御方法に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
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に記載の装置は、ロボットアームと、ロボットアームの先端に固定されるプリントヘッドと、を有し、プリントヘッドからのインクによる画像を対象物に印刷する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－０５０８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、ロボットアームの動作誤差に起因してプリントヘッドの主走査方向と交差する副走査方向でのずれが生じ、この結果、印刷品質の低下を招くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の立体物印刷装置の一態様は、ワークに向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを支持する先端部を有し、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを走査させる多関節ロボットと、前記液体吐出ヘッドおよび前記多関節ロボットの動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、目標印刷軌道に関する目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際に前記液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第１実印刷軌道に関する第１走査情報を取得し、前記第１走査情報に基づいて、前記液体吐出ヘッドの主走査方向と交差する副走査方向での第１移動量を取得し、前記目標印刷軌道および前記第１移動量に基づいて、前記目標印刷軌道に対する前記第１実印刷軌道の前記副走査方向での第１誤差量を取得し、前記目標印刷軌道に対する補正の対象となる範囲である補正範囲を特定し、前記補正範囲における前記第１誤差量に基づいて、前記目標印刷軌道を補正する。
【０００６】
本開示の制御方法の一態様は、ワークに向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを支持する先端部を有し、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドを走査させる多関節ロボットと、を備える立体物印刷装置の制御方法であって、目標印刷軌道に関する目標経路情報に基づいて前記多関節ロボットを動作させた際に前記液体吐出ヘッドが実際に走査される軌道である第１実印刷軌道に関する第１走査情報を取得する工程と、前記第１走査情報に基づいて、前記液体吐出ヘッドの主走査方向と交差する副走査方向での第１移動量を取得する工程と、前記目標印刷軌道および前記第１移動量に基づいて、前記目標印刷軌道に対する前記第１実印刷軌道の前記副走査方向での第１誤差量を取得する工程と、前記目標印刷軌道に対する補正の対象となる範囲である補正範囲を特定する工程と、前記補正範囲における前記第１誤差量に基づいて、前記目標印刷軌道を補正する工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る立体物印刷装置の概略を示す斜視図である。
第１実施形態に係る立体物印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
第１実施形態のヘッドユニットの概略構成を示す斜視図である。
立体物印刷装置の動作の一例を示す図である。
第１実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。
第１実施形態における補正処理の流れを示すフローチャートである。
第１実施形態における第１走査情報の取得を説明するための図である。
第１誤差量の一例を示す図である。
第１実印刷軌道の長周期成分の蛇行を補正するための補正量の一例を示す図である。
第１誤差量の一例を示す図である。
第１実印刷軌道の実測点および補間点を説明するための図である。
図１１中の一部の拡大図である。
第１実施形態における第１誤差量および補正範囲を説明するための図である。
図１３に示す第１誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図１４に示す補正量の適用後の誤差量である第２誤差量を説明するための図である。
図１５に示す第２誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図１６に示す補正量の適用後の第２誤差量を説明するための図である。
図１７に示す第２誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図１８に示す補正量の適用後の第２誤差量を説明するための図である。
第２実施形態における補正処理の流れを示すフローチャートである。
第２実施形態における第１誤差量および補正範囲を説明するための図である。
図２１に示す第１誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図２２に示す補正量の適用後の誤差量である第２誤差量を説明するための図である。
図２３に示す第２誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図２４に示す補正量の適用後の第２誤差量を説明するための図である。
第３実施形態における補正処理の流れを示すフローチャートである。
第３実施形態における第２誤差量を説明するための図である。
図２７に示す第２誤差量に基づく補正量を説明するための図である。
図２８に示す補正量の適用後の第２誤差量を説明するための図である。
第４実施形態に係る立体物印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【０００９】
以下では、説明の便宜上、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて説明を行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向と反対の方向がＸ２方向である。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向がＹ１方向およびＹ２方向である。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向がＺ１方向およびＺ２方向である。
【００１０】
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述のロボット２が設置される空間に設定されるワールド座標系の座標軸に相当する。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。当該ワールド座標系には、ロボット２の後述の基部２１０の位置を基準とするベース座標系がキャリブレーションにより対応付けられる。以下では、便宜上、ワールド座標系をロボット座標系として用いてロボット２の動作を制御する場合が例示される。
（【００１１】以降は省略されています）

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