JP6437734B2

JP6437734B2 - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP6437734B2
Application number: JP2014084938A
Authority: JP
Inventors: 池田　明; 明池田; 和行竹内; 正良森澤
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-04-16
Also published as: JP2015202491A

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関する。

従来からボール（例えば、サッカーボール）などの立体形状の被印刷体を、少量多品種生産することが求められる。このような少量多品種生産される被印刷体を印刷するために、被印刷体を水平方向あるいは鉛直方向に精度よく位置決めする治具などを備えたインクジェットプリンタが用いられることがあった（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−６０３号公報

前述した特許文献１に示されたインクジェットプリンタでは、印刷対象の被印刷体の形状が変更されると、被印刷体を水平方向あるいは鉛直方向に精度よく位置決めするために、治具の各部品を組み立てしなおす必要があり、印刷の準備作業にかかる手間が増加する傾向であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、準備作業にかかる手間を抑制しながらも多種多様な形状の被印刷体の外表面を印刷することができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るインクジェットプリンタは、立体形状の被印刷体の外表面を印刷するインクジェットプリンタであって、前記被印刷体を保持する保持部と、前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面とこの外表面を印刷するキャリッジとの鉛直方向の距離を、操作されることで変更する粗位置調整手段と、前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面と前記キャリッジとの鉛直方向の距離を変更可能な精密位置調整手段を有する搬送手段と、前記キャリッジの印刷中に、前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面と前記キャリッジとの鉛直方向の距離が適切な距離となるように、前記精密位置調整手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、粗位置調整手段により保持部に保持された被印刷体の外表面とキャリッジとの鉛直方向の距離の大まかな調整を行うことができ、印刷中は制御手段により精密位置調整手段が制御されることで、被印刷体の外表面とキャリッジとの鉛直方向の距離が適切な距離となるように適宜調整を行うことができる。したがって、保持部に被印刷体を保持することで、多種多様な形状の被印刷体の印刷が可能となるので、準備作業にかかる手間を抑制しながらも多種多様な形状の被印刷体の外表面を印刷することができる。

また、粗位置調整手段により保持部に保持された被印刷体の外表面とキャリッジとの鉛直方向の距離の大まかな調整を行うことができるので、印刷中に精密位置調整手段の被印刷体の外表面とキャリッジとの鉛直方向の距離を調整する範囲を抑制することができる。よって、被印刷体の外表面を印刷するのにかかる所要時間を抑制することができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記搬送手段は、前記保持部を前記キャリッジの副走査方向に移動させる水平移動手段を備えるものとすることができる。

この発明では、搬送手段が保持部を副走査方向に移動させる水平移動手段を備えているので、多種多様な形状の被印刷体の外表面を印刷することができる。また、搬送手段が、保持部をキャリッジに対して移動させることとなるので、精密位置調整手段による被印刷体の外表面とキャリッジとの距離の追従速度を速めることができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記水平移動手段は、前記精密位置調整手段を支持しかつ前記副走査方向に移動する水平移動テーブルを備え、前記精密位置調整手段は、前記保持部を鉛直方向に移動させるものとすることができる。

この発明では、水平移動手段の水平移動テーブル上に精密位置調整手段を支持しているので、精密位置調整手段が保持部を鉛直方向に移動させることとなり、精密位置調整手段による被印刷体の外表面とキャリッジとの距離の追従速度を速めることができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記搬送手段は、前記保持部と前記キャリッジとを鉛直方向と平行な軸心回りに相対的に回転させる鉛直軸心回転手段を備えるものとすることができる。

この発明では、搬送手段が保持部即ち被印刷体とキャリッジとを鉛直方向と平行な軸心回りに相対的に回転させる鉛直軸心回転手段を備えているので、より多種多様な形状の被印刷体により多種多様な模様の印刷を行うことができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記精密位置調整手段は、前記鉛直軸心回転手段を支持しかつ鉛直方向に移動する鉛直移動テーブルを備え、前記鉛直軸心回転手段は、前記保持部を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させるものとすることができる。

この発明では、鉛直移動テーブル上に鉛直軸心回転手段を支持しているので、精密位置調整手段が保持部を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させることとなり、精密位置調整手段による前述した軸心回りの追従速度を速めることができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記搬送手段は、前記鉛直移動テーブルに支持されかつ前記保持部に保持された前記被印刷体を前記キャリッジの主走査方向と平行な軸心回りに回転させる水平軸心回転手段を備えるものとすることができる。

この発明では、搬送手段が被印刷体をキャリッジの主走査方向と平行な軸心回りに回転させる水平軸心回転手段を備えているので、印刷中に印刷体を主走査方向と平行な軸心回りに回転でき、より多種多様な形状の被印刷体により多種多様な模様の印刷を行うことができる。

また、上記インクジェットプリンタにおいて、前記粗位置調整手段は、前記キャリッジを有する印刷ユニットを鉛直方向に移動させ、前記精密位置調整手段は、前記保持部を鉛直方向に移動させるものとすることができる。

この発明では、粗位置調整手段が印刷ユニットを鉛直方向に移動させるので、粗位置調整手段が印刷ユニットを鉛直方向に移動させ、精密位置調整手段が保持部を移動させることとなる。このために、粗位置調整手段により一旦印刷ユニットの位置を調整した後に、精密位置調整手段によって印刷中に保持部の位置が調整されることとなる。したがって、精密位置調整手段が印刷中に保持部のみを鉛直方向に移動させることとなるので、印刷中の被印刷体の外表面とキャリッジとの距離を適切な距離にすることができる。

本発明に係るインクジェットプリンタは、準備作業にかかる手間を抑制しながらも多種多様な形状の被印刷体の外表面を印刷することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの概略の構成を示す概略構成図である。図２は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの正面図である。図３は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの側面図である。図４は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの平面図である。図５は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの投影手段と被印刷体との位置関係を示す正面図である。図６は、実施形態にかかるインクジェットプリンタにより印刷された被印刷体の平面図である。図７は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの投影手段が被印刷体の外表面に印刷対象の新規の模様を投影した状態を示す平面図である。

以下に、本発明に係るインクジェットプリンタの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの概略の構成を示す概略構成図である。図２は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの正面図である。図３は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの側面図である。図４は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの平面図である。図５は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの投影手段と被印刷体との位置関係を示す正面図である。図６は、実施形態にかかるインクジェットプリンタにより印刷された被印刷体の平面図である。

図１に示すインクジェットプリンタ１は、図６などに示す立体形状の被印刷体Ｗの外表面ＷＳに、紫外線が照射されることで硬化するインクを吐出し、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに紫外線を照射してインクを硬化させて、被印刷体Ｗの外表面ＷＳを印刷するものである。

被印刷体Ｗは、チューブからなる図示しない芯部の外側に複数の表皮パネルを張り付けて構成されている。被印刷体Ｗは、インクジェットプリンタ１により印刷される前に、芯部の外側に複数の表皮パネルが張り付けられて、組み立てられた状態となっている。即ち、本発明のインクジェットプリンタ１により印刷される被印刷体Ｗは、前述したサッカーボールなどの完成品となっている。被印刷体Ｗは、インクジェットプリンタ１により印刷される前に、外表面ＷＳに既存の模様ＰＥ（文字、絵柄、図形等などを総称していい、図６中に租な平行斜線で示す）が印刷されている。被印刷体Ｗは、外表面ＷＳのうちの既存の模様ＰＥが印刷されていない箇所に、インクジェットプリンタ１により既存の模様と異なる印刷対象の新規の模様ＰＮ（図６に密な平行斜線で示す）が印刷される。

インクジェットプリンタ１は、既存の模様ＰＥが印刷された球状の被印刷体Ｗの外表面ＷＳに、印刷対象の新規の模様ＰＮを新たに印刷するものである。インクジェットプリンタ１は、図２〜図４に示すように、被印刷体Ｗを保持する保持ユニット１０と、静止画などを拡大して投影する投影手段４０と、粗位置調整手段５１と、保持ユニット１０上に設けられかつ被印刷体Ｗの外表面ＷＳを印刷する印刷ユニット５０と、制御手段１０４（図１に示す）などを備えている。

保持ユニット１０は、インクジェットプリンタ１の装置本体２上に設けられかつ被印刷体Ｗを保持する保持部１１と、保持部１１を投影位置（図１中に実線で示す）と印刷位置（図１中に二点鎖線で示す）とに亘って搬送する搬送手段１２と、を備えている。

保持部１１は、内径が被印刷体Ｗの外径よりも小さなリング状に形成され、搬送手段１２上に設置されている。保持部１１は、上側に被印刷体Ｗが載置されることで、被印刷体Ｗを保持する。

搬送手段１２は、印刷ユニット５０のキャリッジ１０３（図１に示す）の副走査方向（図１に示す）と平行に保持部１１を移動させることで、保持部１１を投影位置と印刷位置とに亘って移動させるものである。投影位置とは、保持部１１が投影手段４０の下方に位置して、保持部１１に保持された被印刷体Ｗが投影手段４０により静止画を投影される位置である。印刷位置とは、保持部１１が印刷ユニット５０の下方に位置して、保持部１１に保持された被印刷体Ｗが印刷ユニット５０により印刷される位置である。

搬送手段１２は、保持部１１を副走査方向と平行に移動させる水平移動手段１３と、保持部１１を鉛直方向に移動させる精密位置調整手段１４と、鉛直軸心回転手段３５と、水平軸心回転手段１５とを備えている。

水平移動手段１３は、装置本体２上に設けられている。水平移動手段１３は、副走査方向と平行な複数でかつスライダ１８を移動自在に設けたガイドレール１６と、副走査方向と平行な図示しないリードスクリューを軸心回りに回転させるモータ１７と、リードスクリューに螺合したナット及びスライダ１８に取り付けられた水平移動テーブル１９などを備えている。水平移動手段１３は、モータ１７がリードスクリューを軸心回りに回転することで、水平移動テーブル１９即ち保持部１１を投影位置と印刷位置とに亘って副走査方向に移動する。

精密位置調整手段１４は、保持部１１を鉛直方向に移動させることで、保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳと印刷ユニット５０のキャリッジ１０３との鉛直方向の距離を変更可能なものである。精密位置調整手段１４は、水平移動手段１３の水平移動テーブル１９に支持されている。精密位置調整手段１４は、水平移動テーブル１９上に固定された固定テーブル２０と、固定テーブル２０に取り付けられたモータ２１と、モータ２１の駆動力がベルト２２などを介して伝達されて鉛直方向と平行な軸心回りに回転されるリードスクリュー２３と、リードスクリュー２３に螺合したナット２４に取り付けられた鉛直移動テーブル２５などを備えている。鉛直移動テーブル２５は、固定テーブル２０の上方に設けられ、リードスクリュー２３がモータ２１により回転されることで、鉛直方向に移動する。鉛直移動テーブル２５は、鉛直軸心回転手段３５、水平軸心回転手段１５及び保持部１１が取り付けられて、これらを支持している。精密位置調整手段１４は、モータ２１がリードスクリュー２３を軸心回りに回転することで、鉛直移動テーブル２５即ち保持部１１を鉛直方向に移動させる。

鉛直軸心回転手段３５は、保持部１１を鉛直方向と平行な軸心Ｐ１（図２及び図３に示す）回りに回転させることで、保持部１１とキャリッジ１０３とを軸心Ｐ１回りに相対的に回転させるものである。鉛直軸心回転手段３５は、鉛直移動テーブル２５に固定されたモータなどで構成されている。鉛直軸心回転手段３５は、その表面上に保持部１１を固定している。なお、本実施形態では、保持部１１に保持される被印刷体Ｗの中心Ｃは、保持部１１の回転中心である軸心Ｐ１上に配置されている。

水平軸心回転手段１５は、鉛直移動テーブル２５に支持され、保持部１１に保持された被印刷体Ｗをキャリッジ１０３の主走査方向（図１に示す）と平行な軸心Ｐ２（図２及び図４に示す）回りに回転させるものである。水平軸心回転手段１５は、一対の挟持部２６と、挟持部２６の挟持パッド２７を回転させる軸心回転部２８とを備えている。

一対の挟持部２６は、印刷ユニット５０の主走査方向に保持部１１を挟む位置に配置されている。一対の挟持部２６は、鉛直移動テーブル２５に取り付けられている。一対の挟持部２６は、保持部１１が保持した被印刷体Ｗにロッド２９が近づいたり離れるシリンダユニット３０と、シリンダユニット３０のロッド２９の先端に取り付けられかつロッド２９が伸張すると被印刷体Ｗを挟む挟持パッド２７とを備えている。挟持パッド２７は、ロッド２９に軸心回りに回転自在に支持されている。軸心回転部２８は、鉛直移動テーブル２５に固定されたモータ３４などを備えている。モータ３４の出力軸には、プーリ３３などが取り付けられている。プーリ３３には、一方の挟持部２６の挟持パッド２７と同軸に設けられたプーリ３１との間にベルト３２が架け渡されている。

水平軸心回転手段１５は、シリンダユニット３０のロッド２９が伸張して挟持パッド２７間に被印刷体Ｗを挟持して、モータ３４が挟持パッド２７を回転することで、保持部１１に保持された被印刷体Ｗを主走査方向と平行な軸心Ｐ２回りに回転させる。また、水平軸心回転手段１５は、被印刷体Ｗを回転させない場合には、ロッド２９が縮小して、挟持パッド２７が被印刷体Ｗから間隔をあける。

投影手段４０は、光源として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）それぞれの波長の光を発光するレーザダイオードを備える周知のプロジェクタなどで構成されている。投影手段４０は、印刷ユニット５０に支持されて、投影位置の保持部１１の上方に配置されている。なお、図７は、実施形態にかかるインクジェットプリンタの投影手段が被印刷体の外表面に印刷対象の新規の模様を投影した状態を示す平面図である。

投影手段４０は、図５に示すように、例えば、インクジェットプリンタ１の正面視及び側面視において、被印刷体Ｗの中心Ｃを通す直線Ｌ上に、照射領域Ｒが配設されている。投影手段４０は、静止画として、保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既存の模様ＰＥの少なくとも一部（図７に二点鎖線で示す）と、印刷対象の新規の模様ＰＮ（図７に二点鎖線で示す）とを合わせて拡大投影する。また、投影手段４０は、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷されている既存の模様ＰＥと同じ程度の大きさとなるように、既存の模様ＰＥの少なくとも一部と印刷対象の新規の模様ＰＮとを合わせて外表面ＷＳに拡大投影する。

本実施形態では、投影手段４０は、既存の模様ＰＥの少なくとも一部として、既存の模様ＰＥのうちの印刷対象の新規の模様ＰＮの周辺の模様ＰＥ１を、印刷対象の新規の模様ＰＮとともに被印刷体Ｗの外表面ＷＳに投影する。なお、本発明でいう、既存の模様ＰＥのうちの印刷対象の新規の模様ＰＮの周辺の模様ＰＥ１とは、既存の模様ＰＥのうちの印刷対象の新規の模様ＰＮを中心とする全周において、新規の模様ＰＮに最も近い既存の模様ＰＥで構成されたものを示している。また、投影手段４０は、保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既存の模様ＰＥのうちの印刷対象の新規の模様ＰＮを中心した半球上の既存の模様ＰＥの全てを投影してもよい。

粗位置調整手段５１は、保持部１１に保持される被印刷体Ｗの外表面ＷＳとこの外表面ＷＳを印刷する印刷ユニット５０のキャリッジ１０３との鉛直方向の距離を、オペレータにより操作されることで変更するものである。本実施形態では、粗位置調整手段５１は、オペレータにより操作されることで、装置本体２に対してキャリッジ１０３を有する印刷ユニット５０を鉛直方向に移動させるものである。

粗位置調整手段５１は、図２〜図４に示すように、装置本体２上に鉛直方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられた回転ハンドル５２と、回転ハンドル５２に取り付けられたプーリ５３との間に無端ベルト５４が架け渡された回転自在な一対のプーリ５５と、プーリ５５に取り付けられたナット５７に螺合して印刷ユニット５０に取り付けられた一対のリードスクリュー５６とを備えている。一対のプーリ５５及びリードスクリュー５６は、主走査方向に印刷位置の保持部１１を挟む位置に配置されている。粗位置調整手段５１は、回転ハンドル５２がオペレータにより軸心回りに回転されることで、プーリ５５などを介してリードスクリュー５６を軸心回りに回転して、印刷ユニット５０を鉛直方向に移動させる。

印刷ユニット５０は、図１に示すように、主走査方向に設けたＹバー１０１と、インクタンク１０２と、キャリッジ１０３とを備える。インクタンク１０２は、印刷位置の保持部１１により位置決めされた被印刷体Ｗの外表面ＷＳに吐出するインクを貯留するものである。ここでは、インクタンク１０２は、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のインクを別々に貯留する。インクタンク１０２に貯留されるインクは、紫外線が照射されて露光することで硬化度が変化するインクである。

キャリッジ１０３は、印刷位置の保持部１１により位置決めされた被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷対象の新規の模様ＰＮを印刷するものである。キャリッジ１０３は、Ｙバー１０１に沿って水平方向と平行な主走査方向に往復移動可能になっている。キャリッジ１０３は、インクを吐出する吐出部１０９と紫外線を照射する紫外線照射器１０８を主走査方向に移動させながら被印刷体Ｗの外表面ＷＳを印刷するものである。キャリッジ１０３は、被印刷体Ｗの印刷搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に移動制御される。また、キャリッジ１０３は、ホルダー１０７と、ホルダー１０７の主走査方向の両側に設けた露光部としての一対の紫外線照射器１０８とを有している。

キャリッジ１０３が有するホルダー１０７には、吐出部１０９が配置されている。吐出部１０９は、複数の吐出ノズル（図示せず）を備え、複数の吐出ノズルがインクタンク１０２に貯留されたＭ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）のいずれかの色のインクを吐出することができるように設けられている。吐出部１０９は、印刷する内容に応じた色のインクを吐出ノズルから吐出する。なお、吐出部１０９から吐出する色の組み合わせは、これ以外のものでもよい。吐出部１０９の吐出ノズルは、例えば、被印刷体Ｗに対向してインクを吐出するプリンタヘッド、インクタンク１０２とプリンタヘッドとを接続する各種インク流路、インク流路上に設けられるレギュレータ及びポンプ等を含んで構成される。

ここでは、プリンタヘッドは、少なくともインクを吐出するヘッド部を含んで構成され、インク流路を介してインクタンク１０２に接続されている。吐出部１０９の吐出ノズルは、ピエゾ素子によりポンプが駆動することで、プリンタヘッドの各ヘッド部からインクタンク１０２のインクを所定の吐出量で被印刷体Ｗに向けてインクジェット方式で吐出することができる。

各紫外線照射器１０８は、被印刷体Ｗに吐出されたインクに対して露光可能なものである。各紫外線照射器１０８は、例えば、紫外線を照射可能なＬＥＤモジュール等により構成される。

制御手段１０４は、搬送手段１２、投影手段４０、吐出部１０９、各紫外線照射器１０８等を含むインクジェットプリンタ１の各部を制御するものである。制御手段１０４は、機能概念的に、吐出制御部１０４ａ、露光制御部１０４ｂ、パターン変換部１０４ｃ、投影制御部１０４ｄ、駆動制御部１０４ｅ等を含んで構成されている。また、制御手段１０４は、演算装置、メモリ等のハードウェア及びこれらの所定の機能を実現させるプログラムから構成されている。

制御手段１０４が有する吐出制御部１０４ａは、吐出部１０９の各吐出ノズルのポンプのピエゾ素子等を制御し、吐出ノズルから吐出するインクの吐出量、吐出タイミング、吐出期間等を制御するものである。露光制御部１０４ｂは、各紫外線照射器１０８等を制御し、当該各紫外線照射器１０８から照射する紫外線の強度、露光タイミング、露光期間等を制御するものである。パターン変換部１０４ｃは、制御手段１０４に有線／無線で接続されるＰＣ、種々の端末等の入力装置２００から入力される入力情報に応じて、吐出制御量や露光制御量を設定するものである。

パターン変換部１０４ｃには、入力情報として、例えば、入力装置２００等を介して入力された画像情報であって、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷したい印刷対象の新規の模様ＰＮ（文字、絵柄、図形等）等の画像情報等が入力される。パターン変換部１０４ｃは、この入力情報に基づいて、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷したい印刷対象の新規の模様ＰＮとなる印刷パターンを生成し、当該生成した印刷パターンを実現可能な吐出制御量、露光制御量に変換する。そして、吐出制御部１０４ａは、パターン変換部１０４ｃが算出した吐出制御量に基づいて吐出部１０９の吐出ノズルによる吐出を制御し、露光制御部１０４ｂは、パターン変換部１０４ｃが算出した露光制御量に基づいて各紫外線照射器１０８による露光を制御する。

投影制御部１０４ｄは、制御手段１０４に有線／無線で接続されるＰＣ、種々の端末等の入力装置２００から入力される入力情報に応じて、投影手段４０が投影する静止画を設定するものである。投影制御部１０４ｄには、入力情報として、例えば、入力装置２００等を介して入力された画像情報であって、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに投影したい既存の模様ＰＥの少なくとも一部と、印刷対象の新規の模様ＰＮ等の画像情報等が入力される。投影制御部１０４ｄは、この入力情報に基づいて、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに投影したい既存の模様ＰＥの少なくとも一部及び印刷対象の新規の模様ＰＮとなる投影パターンを生成し、当該生成した投影パターンに基づいて投影手段４０による投影を制御する。

駆動制御部１０４ｅは、予め記憶したプログラムに基づいて、搬送手段１２のモータ１７，２１，３４、シリンダユニット３０の駆動パターンを生成し、当該生成した駆動パターンに基づいて、搬送手段１２のモータ１７，２１，３４、シリンダユニット３０及び鉛直軸心回転手段３５のモータを制御する。

また、制御手段１０４は、複数のボタンスイッチなどで構成される操作装置３００から入力される操作命令に応じて、投影手段４０、搬送手段１２、印刷ユニット５０などの動作を制御する。また、操作装置３００は、投影手段４０が投影し印刷ユニット５０が印刷する新規の模様ＰＮの位置、大きさや模様自体を適宜変更するために用いられる。

制御手段１０４は、吐出部１０９からインクを吐出する被印刷体Ｗの印刷中には、吐出ノズルから吐出されたインクが付着する保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の吐出ノズルとの鉛直方向の距離を、印刷ユニット５０に設けられた図示しないセンサにより検出する。制御手段１０４は、キャリッジ１０３の印刷中に、前述したセンサが検出した鉛直方向の距離が適切な距離となるように、精密位置調整手段１４のモータ２１を制御する。

これらのように構成されるインクジェットプリンタ１は、制御手段１０４による制御に応じて、印刷位置の保持部１１に位置決めされた被印刷体Ｗに対してキャリッジ１０３が主走査方向に往復移動しつつ、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに対して吐出部１０９によって所定の印刷幅でインクを吐出する。そして、インクジェットプリンタ１は、制御手段１０４による制御に応じて、各紫外線照射器１０８が所定のタイミングで、紫外線を照射し露光することで被印刷体Ｗに着弾したインクを硬化させる。こうして、キャリッジ１０３が、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷対象の新規の模様ＰＮを印刷する。

また、インクジェットプリンタ１は、吐出ノズルから吐出されたインクが付着する被印刷体Ｗの外表面ＷＳと吐出ノズルとの距離に応じて、各吐出ノズルのピエゾ素子の駆動電圧を変更するなどして、吐出するインクの液の大きさ、吐出速度を変更することができる。また、吐出するインクの液を大きくする際には、吐出するインクの一滴の液を大きくすることにくわえ、先に吐出されたインクの液の速度がすぐ後から吐出されるインクの液の速度よりも遅くなるために、インクの吐出間隔を狭くするなどして、吐出された複数のインクの液を空中で合体させてもよい。

インクジェットプリンタ１は、上記所定の印刷幅に応じてキャリッジ１０３に対して被印刷体Ｗを印刷位置で搬送手段１２により印刷搬送方向（副走査方向）に相対移動させるとともに、保持部１１に保持された被印刷体Ｗを主走査方向と平行な軸心Ｐ２及び鉛直方向と平行な軸心Ｐ１回りに回転させ、精密位置調整手段１４のモータ２１に保持部１１に保持された被印刷体Ｗを鉛直方向に適宜移動させながら、これを繰り返し、印刷対象の新規の模様ＰＮを被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷していく。この間、制御手段１０４は、吐出制御部１０４ａが吐出部１０９の各吐出ノズルから吐出するインクの吐出量、吐出タイミング、吐出期間等を制御し、露光制御部１０４ｂが各紫外線照射器１０８から照射する紫外線の強度等を制御する。これにより、インクジェットプリンタ１は、パターン変換部１０４ｃが生成した印刷パターンに応じて、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに新規の模様ＰＮを印刷することができる。

次に、前述したインクジェットプリンタ１を用いた印刷方法を説明する。印刷方法は、既存の模様ＰＥが印刷された球状の被印刷体Ｗの外表面ＷＳに、既存の模様ＰＥとは異なる印刷対象の新規の模様ＰＮを新たに印刷する方法である。印刷方法では、まず、オペレータが、投影手段４０が投影する既存の模様ＰＥの少なくとも一部と印刷対象の新規の模様ＰＮの画像情報などで構成される加工内容情報を入力装置２００から登録し、操作装置３００から加工動作の開始命令が入力されると印刷を開始する。操作装置３００から加工動作の開始命令が入力されると、制御手段１０４は、保持部１１を投影位置に位置決めし、投影手段４０から既存の模様ＰＥの少なくとも一部と、印刷対象の新規の模様ＰＮとを合わせて、保持部１１に投影する。そして、オペレータが、被印刷体Ｗを保持部１１に載置する。すると、図７に示すように、既存の模様ＰＥが印刷された被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既存の模様ＰＥの少なくとも一部（図７中に二点鎖線で示す）と、新規の模様ＰＮ（図７中に二点鎖線で示す）とが投影される。

そして、オペレータが、投影された既存の模様ＰＥと、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既に印刷されている既存の模様ＰＥとに基づいて、被印刷体Ｗを保持部１１に位置決めする。この際、オペレータは、投影された既存の模様ＰＥが被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既に印刷されている既存の模様ＰＥに重なるように、保持部１１に対する被印刷体Ｗの位置を調整する。そして、オペレータが、投影された既存の模様ＰＥが被印刷体Ｗの外表面ＷＳに既に印刷されている既存の模様ＰＥに重なる位置に被印刷体Ｗを位置決めする。

その後、オペレータが、回転ハンドル５２を回転して保持部１１に保持された被印刷体Ｗが印刷位置に移動できるような高さに印刷ユニット５０の高さを調整する。そして、操作装置３００から印刷開始命令を入力する。なお、印刷ユニット５０の高さを調整する際には、印刷ユニット５０と保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳとの距離が極力小さくなるように、調整するのが望ましい。

すると、制御手段１０４は、被印刷体Ｗを保持した保持部１１を搬送手段１２に印刷位置に移動させる。制御手段１０４は、キャリッジ１０３を主走査方向に移動させ、搬送手段１２に被印刷体Ｗを副走査方向に移動させるとともに、水平軸心回転手段１５に主走査方向と平行な軸心Ｐ２回りに被印刷体Ｗを適宜回転させ、鉛直軸心回転手段３５に鉛直方向と平行な軸心Ｐ１回りに保持部１１を適宜回転させ、精密位置調整手段１４に保持部１１を鉛直方向に適宜移動させながら、被印刷体Ｗの外表面ＷＳにインクジェットプリンタ１のキャリッジ１０３により印刷対象の新規の模様ＰＮを印刷する。制御手段１０４は、印刷対象の新規の模様ＰＮの印刷が完了すると、キャリッジ１０３の主走査方向の移動を停止させた後に、被印刷体Ｗを保持した保持部１１を投影位置に移動させる。そして、オペレータが、印刷対象の新規の模様ＰＮが印刷された被印刷体Ｗを保持部１１から取り外して、印刷方法を終了する。

以上の実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、粗位置調整手段５１により保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の吐出部１０９との鉛直方向の距離の大まかな調整を行うことができ、印刷中は制御手段１０４により精密位置調整手段１４が制御されることで、被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の吐出部１０９の鉛直方向の距離が適切な距離となるように適宜調整される。このために、インクジェットプリンタ１は、保持部１１に被印刷体Ｗを保持することで、多種多様な形状の被印刷体Ｗの印刷が可能となるので、準備作業にかかる手間を抑制しながらも多種多様な形状の被印刷体Ｗの外表面ＷＳを印刷することができる。

また、インクジェットプリンタ１は、粗位置調整手段５１により保持部１１に保持された被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の吐出部１０９との鉛直方向の距離の大まかな調整を行うことができる。このために、インクジェットプリンタ１は、印刷中に精密位置調整手段１４の被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の鉛直方向の距離を調整する範囲を抑制することができる。即ち、インクジェットプリンタ１は、印刷中に精密位置調整手段１４が保持部１１を鉛直方向に移動させる範囲を抑制することができる。よって、インクジェットプリンタ１は、印刷中に保持部１１を鉛直方向に移動させても、被印刷体Ｗの外表面ＷＳを印刷するのにかかる所要時間を抑制することができる。

また、インクジェットプリンタ１は、搬送手段１２が保持部１１を副走査方向に移動させる水平移動手段１３を備えているので、印刷中に必要に応じて保持部１１に保持された被印刷体Ｗを副走査方向に移動させることができ、多種多様な形状の被印刷体Ｗの外表面ＷＳを確実に印刷することができる。また、搬送手段１２が、保持部１１即ち被印刷体Ｗをキャリッジ１０３に対して副走査方向に移動させることとなるので、印刷ユニット５０を副走査方向に移動させる場合に比較して、副走査方向の被印刷体Ｗの追従速度を速めることができる。

また、インクジェットプリンタ１は、水平移動手段１３の水平移動テーブル１９上に精密位置調整手段１４を支持しているので、精密位置調整手段１４が保持部１１即ち被印刷体Ｗを鉛直方向に移動させることとなる。したがって、インクジェットプリンタ１は、印刷ユニット５０を鉛直方向に移動させる場合に比較して、精密位置調整手段１４による被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３の吐出部１０９との距離の追従速度を速めることができる。

さらに、インクジェットプリンタ１は、搬送手段１２が保持部１１即ち被印刷体Ｗとキャリッジ１０３とを、鉛直方向と平行な軸心Ｐ１回りに相対的に回転させる鉛直軸心回転手段３５を備えているので、印刷中に被印刷体Ｗを鉛直方向と平行な軸心Ｐ１回りに回転でき、より多種多様な形状の被印刷体Ｗに多種多様な印刷を行うことができる。

また、インクジェットプリンタ１は、鉛直移動テーブル２５上に鉛直軸心回転手段３５を支持しているので、精密位置調整手段１４が保持部１１を鉛直方向と平行な軸心Ｐ１回りに回転させることとなり、精密位置調整手段１４による前述した軸心Ｐ１回りの追従速度を速めることができる。

また、インクジェットプリンタ１は、搬送手段１２が被印刷体Ｗをキャリッジ１０３の主走査方向と平行な軸心Ｐ２回りに回転させる水平軸心回転手段１５を備えているので、印刷中に被印刷体Ｗを主走査方向と平行な軸心Ｐ２回りに回転でき、より多種多様な形状の被印刷体Ｗに多種多様な印刷を行うことができる。

また、インクジェットプリンタ１は、粗位置調整手段５１が印刷ユニット５０を鉛直方向に移動させるので、粗位置調整手段５１が印刷ユニット５０を鉛直方向に移動させ、精密位置調整手段１４が保持部１１を移動させることとなる。このために、粗位置調整手段５１により一旦印刷ユニット５０の位置を調整した後に、精密位置調整手段１４によって印刷中に保持部１１の位置が調整されることとなる。したがって、インクジェットプリンタ１は、精密位置調整手段１４が印刷中に保持部１１のみを鉛直方向に移動させることとなるので、印刷中の被印刷体Ｗの外表面ＷＳとキャリッジ１０３との距離を適切な距離にすることができる。

また、インクジェットプリンタ１は、既存の模様ＰＥの少なくとも一部と印刷対象の新規の模様ＰＮとを投影する投影手段４０をインクジェットプリンタ１が備えている。したがって、インクジェットプリンタ１及び印刷方法は、キャリッジ１０３による印刷の前に、投影手段４０が投影した既存の模様ＰＥの少なくとも一部と、被印刷体Ｗの外表面ＷＳに印刷されている既存の模様ＰＥに基づいて、被印刷体Ｗを所定の位置に容易に位置決めすることができる。

また、インクジェットプリンタ１は、投影手段４０が既存の模様ＰＥの少なくとも一部と印刷対象の新規の模様ＰＮとを被印刷体Ｗの外表面ＷＳに投影する。このために、インクジェットプリンタ１及び印刷方法は、被印刷体Ｗを位置決めする際等に、被印刷体Ｗに既に印刷されている既存の模様ＰＥ、被印刷体Ｗの外表面ＷＳの凹凸形状などとともに、印刷対象の新規の模様ＰＮの位置、印刷する領域だけでなく、印刷後の被印刷体Ｗの外表面ＷＳの模様（色やデザインなど）を容易に把握することができる。

また、インクジェットプリンタ１は、投影手段４０が、既存の模様ＰＥの一部としての印刷対象の新規の模様ＰＮの周辺の模様ＰＥ１を投影するので、投影された模様ＰＥ（ＰＥ１），ＰＮなどに基づいて、被印刷体Ｗを容易に位置決めすることができる。

また、インクジェットプリンタ１は、投影手段４０を被印刷体Ｗの中心Ｃを通る直線Ｌ上に照射領域Ｒを配設しているので、投影手段４０が投影した模様ＰＥ，ＰＮが被印刷体Ｗの外表面ＷＳ上でゆがむことを抑制することができる。

前述した実施形態では、被印刷体Ｗは、球状のサッカーボールであるが、本発明では、これに限ることなく種々の立体形状のものであればよい。要するに、本発明では、被印刷体Ｗは、球状のものに限らず、スポーツシューズなどの靴、各種車両用のタイヤ、シャフトであってもよく、要するに、被印刷体Ｗは、立体形状を有するものであればいかなるものであってもよい。なお、本発明では、被印刷体Ｗの形状に応じて、適切な形状の保持部１１に交換することが望ましい。

また、本発明では、搬送手段１２の水平移動手段１３、精密位置調整手段１４及び鉛直軸心回転手段３５が、保持部１１を移動させることなく、印刷ユニット５０のキャリッジ１０３を所定の方向に移動させてもよく、保持部１１と印刷ユニット５０のキャリッジ１０３との双方を所定の方向に移動させてもよい。さらに、本発明では、粗位置調整手段５１が、印刷ユニット５０のキャリッジ１０３を鉛直方向に移動させることなく、保持部１１を鉛直方向に移動させてもよく、保持部１１とキャリッジ１０３との双方を鉛直方向に移動させてもよい。

前述したように、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、これらに限定されない。本発明では、実施形態をその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせの変更等を行うことができる。

１インクジェットプリンタ
１１保持部
１２搬送手段
１３水平移動手段
１４精密位置調整手段
１５水平軸心回転手段
１９水平移動テーブル
２５鉛直移動テーブル
３５鉛直軸心回転手段
５０印刷ユニット
５１粗位置調整手段
１０３キャリッジ
１０４制御手段
Ｗ被印刷体
ＷＳ外表面

Claims

立体形状の被印刷体の外表面を印刷するインクジェットプリンタであって、
前記被印刷体を保持する保持部と、
前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面とこの外表面を印刷するキャリッジとの鉛直方向の距離を、操作されることで変更する粗位置調整手段と、
前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面と前記キャリッジとの鉛直方向の距離を変更可能な精密位置調整手段と、
前記精密位置調整手段を支持しかつ前記キャリッジの副走査方向に移動する水平移動テーブルと、
前記キャリッジの印刷中に、前記保持部に保持された前記被印刷体の外表面と前記キャリッジとの鉛直方向の距離が適切な距離となるように、前記精密位置調整手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記精密位置調整手段は、前記保持部を鉛直方向に移動させ、前記精密位置調整手段が前記保持部を鉛直方向に移動させることで、前記制御手段によって前記被印刷体の外表面と前記キャリッジとの鉛直方向の距離が適切な距離となるように制御される
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記保持部と前記キャリッジとを鉛直方向と平行な軸心回りに相対的に回転させる鉛直軸心回転手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記精密位置調整手段は、前記鉛直軸心回転手段を支持しかつ鉛直方向に移動する鉛直移動テーブルを備え、
前記鉛直軸心回転手段は、前記保持部を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させる
ことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
前記鉛直移動テーブルに支持されかつ前記保持部に保持された前記被印刷体を前記キャリッジの主走査方向と平行な軸心回りに回転させる水平軸心回転手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
前記粗位置調整手段は、前記キャリッジを有する印刷ユニットを鉛直方向に移動させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。