(57)【要約】【課題】印刷ヘッドのメンテナンス機能を有する３Ｄプリンタ及びその移動経路の制御方法を提供する。【解決手段】３Ｄプリンタは、主に印刷ステージと、２Ｄ噴射ヘッドと３Ｄ噴射ヘッドとから構成された印刷ヘッドと、３Ｄ噴射ヘッドの洗浄を行う洗浄部材と、２Ｄ噴射ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットとを備える。制御方法は、作業状態で印刷ヘッドを印刷ステージ上で移動させて印刷を行うステップと、非作業状態に入ったときに、印刷ヘッドの現在位置、洗浄部材の位置及び２Ｄ噴射ヘッドの３Ｄ噴射ヘッドに対する位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出するステップと、印刷ヘッドを洗浄経路終点まで移動させるステップと、位置シフト量に基づいて洗浄経路終点から補償動作を行うように印刷ヘッドを制御することで、２Ｄ噴射ヘッドをメンテナンスユニットに進入させてメンテナンス動作を行うステップとを含む。【選択図】図５Ａ
2019043122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリンタであって、
印刷オブジェクトを載置するための印刷ステージと、
２Ｄ噴射ヘッドと３Ｄ噴射ヘッドとから構成され、前記２Ｄ噴射ヘッドが前記３Ｄ噴射ヘッドに対する位置シフト量を有する印刷ヘッドと、
前記３Ｄ噴射ヘッドに対して洗浄動作を行うための洗浄部材と、
前記２Ｄ噴射ヘッドに対してメンテナンス動作を行うためのメンテナンスユニットと、を含み、
前記３Ｄプリンタは、
作業状態に入ったときに、前記印刷ステージ上で前記印刷ヘッドを移動させて、前記印刷オブジェクトを印刷し、
非作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドの現在位置、前記洗浄部材の位置及び前記位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出し、前記印刷ヘッドを前記洗浄経路終点まで移動させ、前記位置シフト量に基づいて前記洗浄経路終点から補償動作を行うように前記印刷ヘッドを制御することで、前記２Ｄ噴射ヘッドを前記メンテナンスユニットに進入させてメンテナンス動作を行うことを特徴とする３Ｄプリンタ。
【請求項２】
前記洗浄部材と前記メンテナンスユニットとが共に配置されてなる洗浄モジュールであり、
前記洗浄部材と前記メンテナンスユニットとの前記洗浄モジュール上における相対位置及び相対距離が、前記３Ｄ噴射ヘッドと前記２Ｄ噴射ヘッドとの前記印刷ヘッド上における相対位置及び相対距離と同じであることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項３】
前記３Ｄプリンタの内部に印刷始点が定義され、
前記３Ｄプリンタは、
前記作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドを前記印刷始点に移動させて、前記印刷ヘッドの初期位置決めを行い、
前記非作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドの現在位置、前記印刷始点の位置、前記洗浄部材の位置及び前記位置シフト量に基づいて、前記洗浄経路終点を算出することを特徴とする請求項１に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項４】
前記位置シフト量は、前記２Ｄ噴射ヘッドの前記３Ｄ噴射ヘッドから最も遠く離れたインクノズルの、前記３Ｄ噴射ヘッドの絞り出し口に対するシフト量であり、
前記３Ｄプリンタは、前記絞り出し口が前記印刷始点まで移動するときに、前記印刷ヘッドに対する初期位置決めを完了することを特徴とする請求項３に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項５】
前記位置シフト量は、前記印刷ステージのＸ軸に対する横方向シフト量と、前記印刷ステージのＹ軸に対する縦方向シフト量と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項６】
前記３Ｄプリンタは、
前記印刷始点と前記洗浄部材とのＸ軸上の距離から、前記横方向シフト量を差し引くことで、Ｘ軸移動終点を算出し、
前記印刷始点と前記洗浄部材とのＹ軸上の距離から、前記縦方向シフト量を差し引くことで、Ｙ軸移動終点を算出し、
前記Ｘ軸移動終点及び前記Ｙ軸移動終点に基づいて、前記洗浄経路終点を生成することを特徴とする請求項５に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項７】
前記３Ｄプリンタは、
前記非作業状態において、洗浄経路に基づいて、前記印刷ヘッドを前記洗浄経路終点まで移動させるように制御し、
前記洗浄経路のＸ軸における最大移動座標が前記Ｘ軸移動終点を超えず、前記洗浄経路のＹ軸における最大移動座標が前記Ｙ軸移動終点を超えないことを特徴とする請求項６に記載の３Ｄプリンタ。
【請求項８】
印刷ステージと、２Ｄ噴射ヘッドと３Ｄ噴射ヘッドとから構成された印刷ヘッドと、前記２Ｄ噴射ヘッドに対してメンテナンス動作を行うためのメンテナンスユニットと、前記３Ｄ噴射ヘッドに対して洗浄動作を行うための洗浄部材と、を備える３Ｄプリンタに用いる移動経路の制御方法であって、
前記２Ｄ噴射ヘッドが前記３Ｄ噴射ヘッドに対する位置シフト量を有し、
前記移動経路の制御方法は、
（ａ）前記３Ｄプリンタが作業状態に入ったときに、前記印刷ステージ上で前記印刷ヘッドを移動させて、印刷オブジェクトを印刷するステップと、
（ｂ）前記３Ｄプリンタが非作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドの現在位置、前記洗浄部材の位置及び前記位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出するステップと、
（ｃ）前記印刷ヘッドを前記洗浄経路終点まで移動させるステップと、
（ｄ）前記位置シフト量に基づいて前記洗浄経路終点から補償動作を行うように前記印刷ヘッドを制御することで、前記２Ｄ噴射ヘッドを前記メンテナンスユニットに進入させてメンテナンス動作を行うステップと、を含むことを特徴とする移動経路の制御方法。
【請求項９】
前記洗浄部材と前記メンテナンスユニットとが共に配置されてなる洗浄モジュールであり、
前記洗浄部材と前記メンテナンスユニットとの前記洗浄モジュール上における相対位置及び相対距離が、前記３Ｄ噴射ヘッドと前記２Ｄ噴射ヘッドとの前記印刷ヘッド上における相対位置及び相対距離と同じであることを特徴とする請求項８に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１０】
前記３Ｄプリンタの内部に印刷始点が定義され、
前記ステップ（ａ）は、
（ａ１）前記３Ｄプリンタが前記作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドを前記印刷始点まで移動させて、前記印刷ヘッドの初期位置決めを行うステップと、
（ａ２）前記初期位置決め完了後に、前記印刷ステージ上で前記印刷ヘッドを移動させて、前記印刷オブジェクトを印刷するステップと、を含み、
前記ステップ（ｂ）において、前記印刷ヘッドの現在位置、前記印刷始点の位置、前記洗浄部材の位置及び前記位置シフト量に基づいて、前記洗浄経路終点を算出することを特徴とする請求項８に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１１】
前記位置シフト量は、前記２Ｄ噴射ヘッドの前記３Ｄ噴射ヘッドから最も遠く離れたインクノズルの、前記３Ｄ噴射ヘッドの絞り出し口に対するシフト量であり、
ステップ（ａ１）において、前記絞り出し口が前記印刷始点まで移動するときに、前記印刷ヘッドに対する初期位置決めを完了することを特徴とする請求項１０に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１２】
前記位置シフト量は、前記印刷ステージのＸ軸に対する横方向シフト量と、前記印刷ステージのＹ軸に対する縦方向シフト量と、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｂ）において、
前記印刷始点と前記洗浄部材とのＸ軸上の距離から、前記横方向シフト量を差し引くことで、Ｘ軸移動終点を算出し、
前記印刷始点と前記洗浄部材とのＹ軸上の距離から、前記縦方向シフト量を差し引くことで、Ｙ軸移動終点を算出し、
前記Ｘ軸移動終点及び前記Ｙ軸移動終点に基づいて、前記洗浄経路終点を生成することを特徴とする請求項１２に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｃ）において、
洗浄経路に基づいて、前記印刷ヘッドを前記洗浄経路終点まで移動させるように制御し、
前記洗浄経路のＸ軸における最大移動座標が前記Ｘ軸移動終点を超えず、前記洗浄経路のＹ軸における最大移動座標が前記Ｙ軸移動終点を超えないことを特徴とする請求項１３に記載の移動経路の制御方法。
【請求項１５】
（ｅ）前記３Ｄプリンタが前記作業状態に戻るか否かを判断するステップと、
（ｆ）前記作業状態に戻るまで、前記メンテナンスユニットにより前記２Ｄ噴射ヘッドに対してメンテナンス動作を行い続けるステップと、
（ｇ）前記３Ｄプリンタが前記作業状態に戻った後に、前記ステップ（ａ）に戻すステップと、さらに含むことを特徴とする請求項８に記載の移動経路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタに関し、特に、印刷ヘッドのメンテナンス機能を有する３Ｄプリンタ及びその移動経路の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄプリンタは、３Ｄ印刷技術の成熟度及び３Ｄプリンタの小型化や低価格化により、急速に普及している。そして、あるメーカーは、ユーザが印刷された３Ｄモデルをより容易に受け入れられるために、フルカラー３Ｄモデルを印刷できる３Ｄプリンタを開発した。
【０００３】
図１は、関連技術の３Ｄプリンタを示す概略である。同図に示すように、関連技術の３Ｄプリンタ１は、主として、印刷ステージ１１と、印刷ヘッド１２とを含む。印刷ヘッド１２は、成形材料を射出して印刷オブジェクトを構築するための３Ｄ噴射ヘッド１２１と、インクをスプレーして印刷オブジェクトに対して着色を行うための２Ｄ噴射ヘッド１２２とを含む。これにより、３Ｄプリンタ１は、複数の着色後の印刷オブジェクトによりフルカラー３Ｄモデルを積層することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３Ｄ噴射ヘッド１２１は、内部に充填されたフィラメント（ｆｉｌａｍｅｎｔ）を加熱し、ノズル（図示せず）から半溶融状態の成形材料を絞り出すものである。印刷時間が長くなると、３Ｄ噴射ヘッド１２１のノズルに残留成形材料が生じ、印刷オブジェクトの外観に影響を与えてしまう。また、３Ｄプリンタ１は、上述した２Ｄ噴射ヘッド１２２として、既存の２Ｄプリンタのインク噴射ヘッドを主に用いる。２Ｄ噴射ヘッド１２２は、長い間にインクをスプレーしなかったりインクが余ったりすると、インクが固まってしまい、目詰まりを起してしまう可能性がある。
【０００５】
図２は、関連技術の３Ｄプリンタを示す平面図である。関連技術の３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１のノズル上の残留成形材料を除去するために、洗浄部材２を別途設けることになる。具体的に、洗浄部材２は、例えば、上向きに設置されたスクレーパーであってもよい。３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１を洗浄する場合、主に印刷ヘッド１２全体を移動させるように制御して、３Ｄ噴射ヘッド１２１に洗浄部材２の頂部を接触させる（例えば、洗浄部材２上で往復動作を行う）ことで、３Ｄ噴射ヘッド１２１上の残留成形材料を除去する。また、関連技術の３Ｄプリンタ１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２の上記目詰まり現象を防ぐために、２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行うようにメンテナンスユニット２１を別途設けることになる。
【０００６】
関連技術の３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２が３Ｄ噴射ヘッド１２１と２Ｄ噴射ヘッド１２２と組み合わさって構成されるものである。３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１を洗浄部材２まで移動させるように制御したり、２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１まで移動させるように制御したりする間に、洗浄経路の計画が不適切のため、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突する問題が起こりやすく、２Ｄ噴射ヘッド１２２の表面のノズル（図示せず）がダメージを受けることになる。
【０００７】
本発明は、印刷ヘッドを移動させるように制御する間に、２Ｄ噴射ヘッドが洗浄部材の配置位置を回避して洗浄部材による干渉やダメージを受けないことを確保できる印刷ヘッドのメンテナンス機能を有する３Ｄプリンタ及びその移動経路の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態において、３Ｄプリンタは、主として印刷ステージと、２Ｄ噴射ヘッドと３Ｄ噴射ヘッドとから構成された印刷ヘッドと、前記３Ｄ噴射ヘッドの洗浄を行うための洗浄部材と、前記２Ｄ噴射ヘッドのメンテナンスを行うためのメンテナンスユニットと、を備える。前記移動経路の制御方法は、作業状態で前記印刷ヘッドを前記印刷ステージ上で移動させて印刷を行うステップと、非作業状態に入ったときに、前記印刷ヘッドの現在位置、前記洗浄部材の位置及び２Ｄ噴射ヘッドの前記３Ｄ噴射ヘッドに対する位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出するステップと、前記印刷ヘッドを前記洗浄経路終点まで移動させるステップと、前記位置シフト量に基づいて前記洗浄経路終点から補償動作を行うように前記印刷ヘッドを制御することで、前記２Ｄ噴射ヘッドを前記メンテナンスユニットに進入させてメンテナンス動作を行うステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、関連技術の３Ｄプリンタに比べ、２Ｄ噴射ヘッドのメンテナンスを行う際に、まず、２Ｄ噴射ヘッドが洗浄部材を絶対に衝突しない洗浄経路を経由して洗浄経路終点まで移動させるように印刷ヘッドを制御し、次に洗浄経路終点から補償移動を行うように印刷ヘッドを制御することで、前記２Ｄ噴射ヘッドを前記メンテナンスユニットに進入させる。これにより、印刷ヘッドの移動過程中に、２Ｄ噴射ヘッドが洗浄部材に衝突してダメージを受ける問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】関連技術の３Ｄプリンタを示す概略図である。
【図２】関連技術の３Ｄプリンタを示す平面図である。
【図３】本発明の第１の具体的な実施形態に係る３Ｄプリンタを示す平面図である。
【図４Ａ】本発明に係る印刷ヘッドの第１の具体的な実施形態を示す前面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る印刷ヘッドの第１の具体的な実施形態を示す側面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る印刷ヘッドの第１の具体的な実施形態を示す平面図である。
【図５Ａ】本発明の一具体的な実施形態に係る第１制御を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】本発明の一具体的な実施形態に係る第２制御を示すフローチャートである。
【図６Ａ】本発明の一具体的な実施形態に係る印刷ヘッドの第１の移動を示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明の一具体的な実施形態に係る印刷ヘッドの第２の移動を示す概略図である。
【図６Ｃ】本発明の一具体的な実施形態に係る印刷ヘッドの第３の移動を示す概略図である。
【図７】本発明に係る印刷ヘッドの第２の具体的な実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明に係る印刷ヘッドの第３の具体的な実施形態を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の具体的な実施形態に係る３Ｄプリンタを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施形態については、図面を参照しつつ、詳しく説明する。
【００１２】
上述したように、本発明は、主として２Ｄ噴射ヘッドと３Ｄ噴射ヘッドとを統合して構成された単一の印刷ヘッドを備える３Ｄプリンタに用いる。また、本発明の主な目的としては、印刷ヘッドの移動過程中に、２Ｄ噴射ヘッドが３Ｄ噴射ヘッドの洗浄動作を行うための洗浄部材に衝突することを回避することである。上記目的を達成するために、本発明の３Ｄプリンタは、３Ｄプリンタ上の複数の相対パラメータを算出や記録する必要がある。
【００１３】
図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを併せて参照する。図３は、本発明の第１の具体的な実施形態に係る３Ｄプリンタを示す平面図である。図４Ａ〜図４Ｃのそれぞれは、本発明に係る印刷ヘッドの第１の具体的な実施形態を示す前面図、側面図及び平面図である。
【００１４】
図３に示すように、本発明として、印刷ヘッドのメンテナンス機能を有する３Ｄプリンタ１（以下、３Ｄプリンタ１と略称）が開示されている。３Ｄプリンタ１は、少なくとも、印刷ステージ１１と、印刷ヘッド１２と、洗浄部材２と、メンテナンスユニット２１とを含む。
【００１５】
本発明において、印刷ヘッド１２は、成形材料を絞り出して印刷ステージ１１上に印刷オブジェクトを積層するための３Ｄ噴射ヘッド１２１と、印刷オブジェクトに対してインクをスプレーして着色させるための２Ｄ噴射ヘッド１２２と、を含む。図４、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、２Ｄ噴射ヘッド１２２と３Ｄ噴射ヘッド１２１とは、異なる部材であり、同一の印刷ヘッド１２の筐体内に共に配置されている。そのため、２Ｄ噴射ヘッド１２２は、前記３Ｄ噴射ヘッド１２１に対する位置シフト量を有する（例えば、図４Ｃに示す横方向シフト量ｍ及び縦方向シフト量ｎ）。
【００１６】
本実施形態において、洗浄部材２は、３Ｄ噴射ヘッド１２１の洗浄を行う部材（例えば、３Ｄ噴射ヘッド１２１上の残留成形材料を掻き取るためのスクレーパー）である。具体的に、洗浄部材２は、３Ｄプリンタ１の内部（印刷ステージ１１の内部又は外部、或いは印刷ステージ１１上に配置されてもよい）に配置され、所定高さを有する。印刷ヘッド１２は、移動して洗浄部材２のある位置を経由するときに、洗浄部材２の頂端部が３Ｄ噴射ヘッド１２１の表面及び／又は２Ｄ噴射ヘッド１２２の表面を接触することが可能である。洗浄部材２は、３Ｄ噴射ヘッド１２１を接触すると、３Ｄ噴射ヘッド１２１の表面に対して洗浄動作を行うことができる。しかし、洗浄部材２は、２Ｄ噴射ヘッド１２２を接触すると、２Ｄ噴射ヘッド１２２の上面上の複数のインクノズル（図示せず）にダメージを与える可能性がある。
【００１７】
メンテナンスユニット２１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行うために用いられる。具体的に、２Ｄ噴射ヘッド１２２がインクを長時間スプレーしない場合、インクが固まってしまい、目詰まりを起してしまう可能性がある。メンテナンスユニット２１は、従来の２Ｄプリンタがインク噴射ヘッドに対して洗浄やメンテナンスを行ってインク噴射ヘッドの潤いを保つ部材である。本実施形態において、３Ｄプリンタ１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２のメンテナンスを行う必要があると判断した場合、印刷ヘッド１２を移動させ、２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１に進入させるように制御することで、メンテナンスユニット２１が２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行うことができる。
【００１８】
なお、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２をメンテナンスユニット２１まで移動させるように制御する間に、印刷ヘッド１２に洗浄部材２の配置位置を経由せずに移動させるように、洗浄部材２の座標に基づいて経路を計画することが可能である。これにより、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突してダメージを受けることを回避することができる。一実施形態において、３Ｄプリンタ１の洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１は、共に配置されてなる洗浄モジュール３であってもよい。これにより、製造時に洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１を迅速に３Ｄプリンタ１上に配置することができる。
【００１９】
３Ｄプリンタ１は、プロセッサ（図示せず）により、印刷始点（ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｈｏｍｅ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）Ｉ０を定義してもよい。印刷始点Ｉ０は、仮想の位置決め点であり、３Ｄプリンタ１の内部に定義されている。また、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０により印刷ヘッド１２の初期位置決めを行うことができる。
【００２０】
図３の実施形態において、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸方向における距離をｕとし、Ｙ軸方向における距離をｖとする。一般的に、３Ｄプリンタ１は、洗浄部材２を３Ｄ噴射ヘッド１２１に対して洗浄動作を行わせるために、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０まで戻して、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０からＸ軸方向に向けてｕの距離を移動させ、Ｙ軸方向に向けてｖの距離を移動させるように制御することにより、３Ｄ噴射ヘッド１２１を洗浄部材２に到達させることができる（即ち、「Ｘ軸方向に向けてｕの距離を、Ｙ軸方向に向けてｖの距離を移動させる」ことを３Ｄ噴射ヘッド１２１の洗浄経路とする）。
【００２１】
しかし、本発明において、印刷ヘッド１２は、３Ｄ噴射ヘッド１２１と２Ｄ噴射ヘッド１２２とから構成されたものであるため、上記の洗浄経路に基づいて印刷ヘッド１２を移動させるように制御すると、移動過程中に２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２に衝突してダメージを受ける可能性がある。また、３Ｄプリンタ１は、メンテナンスユニット２１を２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行わせるために、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０まで戻して、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０からメンテナンスユニット２１まで移動させるように制御する必要がある。上述したと同じ理由で、印刷ヘッド１２をメンテナンスユニット２１まで移動させる過程中に、洗浄部材２を経由する可能性があるため、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突してダメージを受けることになる。
【００２２】
一実施形態において、３Ｄプリンタ１の洗浄部材２とメンテナンスユニット２１が共に配置されて洗浄モジュール３が構成され、洗浄部材２とメンテナンスユニット２１との洗浄モジュール３上における相対位置及び相対距離が、３Ｄ噴射ヘッド１２１と２Ｄ噴射ヘッド１２２との印刷ヘッド１２上における相対位置及び相対距離と同じである。このようにして、３Ｄ噴射ヘッド１２１が洗浄部材２内に移動して洗浄動作を行う際、２Ｄ噴射ヘッド１２２もメンテナンスユニット２１内に進入してメンテナンス動作を行うことになる。これにより、３Ｄプリンタ１の洗浄及びメンテナンスの効率を向上させることができる。
【００２３】
本実施形態において、３Ｄプリンタ１は、作業状態に入ったときに、印刷ヘッド１２を印刷ステージ１１の上方で移動させて、印刷オブジェクトを印刷して印刷オブジェクトに対して着色を行うように制御する。洗浄部材２が印刷ステージ１１上に配置されていない場合には、作業状態で印刷ヘッド１２がどのように移動しても、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突する現象が発生しない。
【００２４】
予め設定された条件に達すと、３Ｄプリンタ１は、作業状態から離れて非作業状態に入るようにしている（例えば、中断状態又はメンテナンス状態に入る）。具体的に、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１に残留成形材料が残るか、又は２Ｄ噴射ヘッド１２２にインクが余ると判断した場合、非作業状態に自動的に入って、洗浄部材２により３Ｄ噴射ヘッド１２１に対して洗浄動作を行い、及び／又はメンテナンスユニット２１により２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行うことができる。例えば、３Ｄプリンタ１は、印刷時間が閾時間を超えたり、成形材料の絞り出し量が閾量を超えたり、印刷オブジェクトの印刷層数が閾層数を超えたりした場合、３Ｄ噴射ヘッド１２１に残留成形材料が残ると判断し、又は、２Ｄ噴射ヘッド１２２が所定時間を経過してもインクをスプレーしない場合、２Ｄ噴射ヘッド１２２にインクが余ると判断してもよい。ただし、上記は、本発明の複数の具体例にすぎず、本発明を限定するものではない。
【００２５】
本実施形態において、３Ｄプリンタ１は、非作業状態に入ると、印刷ヘッド１２の現在位置（第１の座標値）、洗浄部材２の配置位置（第２の座標値）、及び位置シフト量に基づいて、１つの洗浄経路終点を算出する（例えば、図６Ａに示す洗浄経路終点１００）。そして、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２を洗浄経路終点まで移動させる。
【００２６】
印刷ヘッド１２が洗浄経路終点に移動した後に、３Ｄプリンタ１は、さらに位置シフト量に基づいて、洗浄経路終点から補償動作を行うように印刷ヘッド１２を制御することで、２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１に進入させてメンテナンス動作を行う（洗浄部材２とメンテナンスユニット２１との相対位置及び相対距離が３Ｄ噴射ヘッド１２１と２Ｄ噴射ヘッド１２２との相対位置及び相対距離と同じであれば、３Ｄ噴射ヘッド１２１は同時に洗浄部材２の洗浄範囲に進入することになる）。これにより、メンテナンスユニット２１により２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行うことができる（それと同時に洗浄部材２により３Ｄ噴射ヘッド１２１に対して洗浄動作を行ことができる）。
【００２７】
具体的に、３Ｄプリンタ１は、主に２Ｄ噴射ヘッド１２２と３Ｄ噴射ヘッド１２１との印刷ヘッド１２上における相対位置に基づいて上記の補償移動を行う（複数の移動経路を有する場合がある）。これにより、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突しない前提の下で、２Ｄ噴射ヘッド１２２を洗浄経路終点からメンテナンスユニット２１内に移動させる（後述する）。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、２Ｄ噴射ヘッド１２２のシフト量は、少なくとも、印刷ステージ１１のＸ軸方向における横方向シフト量（ｍ）及び印刷ステージ１１のＹ軸方向における縦方向シフト量（ｎ）を有する。
【００２９】
図４Ｃに示すように、本発明において、２Ｄ噴射ヘッド１２２は、多色のインク（例えば、シアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、ブラック（Ｂｌａｃｋ）をスプレー可能な噴射ヘッドであり、その上に各色のインクに対応する複数のインクノズル（図示せず）が配置されている。３Ｄ噴射ヘッド１２１は、絞り出し口１２１１を有し、内部の成形材料を加熱すると、絞り出し口１２１１を介して半溶融状態の成形材料を印刷ステージ１１上に絞り出す。
【００３０】
本実施例において、位置シフト量は、主に２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１から最も遠く離れたインクノズルの、３Ｄ噴射ヘッド１２１の絞り出し口１２１１に対するシフト量である。具体的に、横方向シフト量（ｍ）は、上記インクノズルと絞り出し口１２１１とのＸ軸上の距離であり、縦方向シフト量（ｎ）は、上記インクノズルと絞り出し口１２１１とのＹ軸上の距離である。
【００３１】
２Ｄ噴射ヘッド１２２がダメージを受けないように、他の実施形態において、位置シフト量は、２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１から最も遠く離れた一端の、３Ｄ噴射ヘッド１２１の絞り出し口１２１１に対するシフト量であってもよいが、これに限定されない。
【００３２】
本発明において、３Ｄプリンタ１は、作業状態に入ったときに、まず、印刷始点Ｉ０まで移動させるように印刷ヘッド１２を制御して、印刷ヘッド１２の初期位置決めを行う。初期位置決めが完了した後に、印刷ヘッド１２は、印刷始点Ｉ０及び洗浄部材２と同一の座標システムを用いることになる。これにより、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２の移動過程中に、印刷ヘッド１２の現在位置を容易に算出ことができる。図３Ｃに示す実施形態において、印刷始点Ｉ０の座標を（０，０）とし、洗浄部材２の座標を（ｕ，ｖ）としてもよい。
【００３３】
一実施形態において、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１の絞り出し口１２１１が印刷始点Ｉ０に到達した時点で、初期位置決めが完了したものとみなす（即ち、絞り出し口１２１１を印刷ヘッド１２全体の位置決め点とみなす）。ただし、上記は、本発明の具体的な実施形態にすぎず、本発明を限定するものではない。
【００３４】
印刷ヘッド１２が印刷始点Ｉ０及び洗浄部材２と同一の座標システムを用いる場合、３Ｄプリンタ１は、非作業状態に入ったときに、印刷ヘッド１２の現在位置、印刷始点Ｉ０の位置、洗浄部材２の位置及び上記位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出することができる。
【００３５】
具体的に、図３及び図４Ａ〜図４Ｃに示すように、３Ｄプリンタ１は、非作業状態に入ったときに、印刷始点Ｉ０の座標（例えば、（０，０））、洗浄部材２の座標（例えば、（ｕ，ｖ））、及び２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１に対する位置シフト量（例えば、横方向シフト量ｍ及び縦方向シフト量ｎ）を知っている。したがって、３Ｄプリンタ１は、主に印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸上の距離から、横方向シフト量を差し引くことで、Ｘ軸移動終点を算出し（本実施形態では、ｕ−ｍに等しい）、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＹ軸上の距離から、縦方向シフト量を差し引くことで、Ｙ軸移動終点を算出する（本実施形態では、ｖ−ｎに等しい）ことができる。これにより、３Ｄプリンタ１は、Ｘ軸移動終点及びＹ軸移動終点に基づいて、洗浄経路終点を生成する（即ち、洗浄経路終点の座標が（ｕ−ｍ，ｖ−ｎ）である）ことができる。
【００３６】
なお、本実施形態において、３Ｄプリンタ１は、洗浄経路終点を知っているため、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０まで戻した後に、印刷始点Ｉ０から洗浄経路終点まで移動させるように制御することなく、印刷ヘッド１２を任意の経路で洗浄経路終点まで移動させるように制御すればよい。これにより、印刷ヘッド１２の洗浄時間を効果的に短縮することができる。
【００３７】
図５Ａ及び図５Ｂのそれぞれは、本発明の一具体的な実施形態に係る第１制御及び第２制御を示すフローチャートである。図５Ａ及び図５Ｂには、本発明に係る３Ｄプリンタの移動経路の制御方法（以下、制御方法と略称）が開示されている。このような制御方法は、主に、図１〜図３及び図４Ａ〜図４Ｂのいずれかに示す３Ｄプリンタ１に適用されている。
【００３８】
まず、３Ｄプリンタ１のプロセッサ（図示せず）により、３Ｄプリンタ１が印刷プログラムを開始するか否か、即ち作業状態に入ったか否かを判断する（ステップＳ１０）。３Ｄプリンタ１が作業状態に入っていない場合には、ステップＳ１０に戻る（例えば、待機状態で待機する）。３Ｄプリンタ１が作業状態に入った場合には、ステップＳ１２を実行する。
【００３９】
３Ｄプリンタ１は、作業状態に入った後に、ユーザによりインポートされた３Ｄファイルに基づいて、印刷ステージ１１上に３Ｄファイルに対応する印刷オブジェクトを印刷するために、印刷ヘッド１２を印刷ステージ１１で移動させるように制御する。
【００４０】
具体的に、作業状態に入ったときに、印刷ヘッド１２は、３Ｄプリンタ１上の任意位置に位置する可能性がある。３Ｄプリンタ１は、印刷が開始する前に、まず、印刷ヘッド１２の初期位置決めを行うために、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０に移動させるように制御する（ステップＳ１２）。一実施形態において、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２上の３Ｄ噴射ヘッド１２１の絞り出し口１２１１を印刷始点Ｉ０に合わせるとともに、絞り出し口１２１１の座標を（０，０）に設定してもよい。これにより、印刷ヘッド１２の移動過程中に、印刷ヘッド１２の位置を算出することに寄与することができる。
【００４１】
上述したように、初期位置決めが完了した後に、印刷ヘッド１２は、印刷始点Ｉ０及び洗浄部材２と同一の座標システムを用いることになる。具体的に、印刷ヘッド１２は、印刷始点Ｉ０、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１と同一の座標システムを用いる。
【００４２】
３Ｄプリンタ１は、初期位置決めが完了した後に、対応する印刷オブジェクトを印刷するために、印刷ヘッド１２を再び印刷ステージ１１で移動させるように制御する（ステップＳ１４）。
【００４３】
次に、印刷過程中において、プロセッサにより３Ｄプリンタ１が非作業状態に入ったか否かを判断し続ける（ステップＳ１６）。３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１の印刷時間、成形材料の絞り出し量、印刷オブジェクトの現在印刷層数、２Ｄ噴射ヘッド１２２のスプレー量、２Ｄ噴射ヘッド１２２のスプレーしていない時間等のデータに基づいて、非作業状態に入る必要があるか否かを判断してもよいが、これに限定されない。
【００４４】
３Ｄプリンタ１は、プロセッサにより非作業状態に入る条件に達しないと判断された場合、ステップＳ１４に戻り、印刷ヘッド１２を作業状態での印刷動作を行うように制御し続ける。３Ｄプリンタ１は、プロセッサにより作業状態に入ると判断された場合、印刷を停止するように印刷ヘッド１２を制御する（即ち、成形材料の絞り出しを停止するように３Ｄ噴射ヘッド１２１を制御するとともに、インクのスプレーを停止するように２Ｄ噴射ヘッド１２２を制御する）。そして、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２の現在位置、洗浄部材２の配置位置、及び位置シフト量に基づいて、洗浄経路終点を算出する（ステップＳ１８）。
【００４５】
図５Ａ及び図５Ｂに示す実施形態において、その位置シフト量の計算方法が図４Ａ〜図４に示す方法と同一又は類似するため、その説明を省略する。
【００４６】
なお、３Ｄプリンタ１は、印刷を開始する前に印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０に移動させて初期位置決めを行う場合（即ち、ステップＳ１２を実行した場合）、ステップＳ１８において、印刷ヘッド１２の現在位置、印刷始点Ｉ０の位置、洗浄部材２の位置及び位置シフト量に基づいて洗浄経路終点を算出することになる。
【００４７】
本実施形態において、３Ｄプリンタ１は、ステップＳ１８において、主に印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸上の距離（例えば、図３に示す距離ｕ）から、横方向シフト量（例えば、図４Ｃに示す横方向シフト量ｍ）を差し引く（減らす）ことで、Ｘ軸移動終点（例えば、図６Ａに示すＸ軸移動終点１００１）を算出する。次に、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＹ軸上の距離（例えば、図３に示す距離ｖ）から、縦方向シフト量（例えば、図４Ｃに示す縦方向シフト量ｎ）を差し引くことで、Ｙ軸移動終点（例えば、図６Ａに示すＹ軸移動終点１００２）を算出する。最後に、Ｘ軸移動終点及びＹ軸移動終点に基づいて洗浄経路終点（例えば、図６Ａに示す洗浄経路終点１００）を生成する。
【００４８】
ステップＳ１８の後に、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２を洗浄経路終点まで移動させるように制御する（ステップＳ２０）。なお、ステップＳ１８において印刷始点Ｉ０の位置を参考しなかった場合、ステップＳ２０において、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０まで戻した後に、印刷ヘッド１２を印刷始点Ｉ０から洗浄経路終点まで移動させるように制御する必要がある。これにより、制御誤差をなくすことができる。ステップＳ１８において印刷始点Ｉ０の位置を参考した場合、ステップＳ２０において、３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２を現在位置から洗浄経路終点まで移動させるように制御することができる。
【００４９】
３Ｄプリンタ１は、印刷ヘッド１２が洗浄経路終点に到達すると、さらに位置シフト量（例えば、上述した横方向シフト量ｍ及び縦方向シフト量ｎ）に基づいて、洗浄経路終点から補償移動を行うように印刷ヘッド１２を制御することで、２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１内に進入させて、メンテナンスユニット２１により２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行う（ステップＳ２２）。また、メンテナンスユニット２１と洗浄部材２が共に配置されて洗浄モジュール３が構成される場合には、ステップＳ２２において、３Ｄ噴射ヘッド１２１を同時に洗浄部材２の洗浄範囲に進入させて、洗浄部材２により３Ｄ噴射ヘッド１２１に対して洗浄動作を行ってもよい。
【００５０】
なお、ステップＳ２２において、３Ｄプリンタ１は、３Ｄ噴射ヘッド１２１と２Ｄ噴射ヘッド１２２との印刷ヘッド１２上の相対位置に基づいて補償移動を行ってもよい。例えば、Ｙ軸方向において３Ｄ噴射ヘッド１２１より２Ｄ噴射ヘッド１２２のほうが洗浄部材２に近い場合、３Ｄプリンタ１は、まずＹ軸方向におけるシフト量を補償した後、次にＸ軸方向におけるシフト量を補償してもよい。これにより、補償移動を行うときに２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突する確率をより低下させることができる。
【００５１】
本発明に係る制御方法によれば、３Ｄプリンタ１により２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１内まで移動させてメンテナンス動作を行うように制御する間に、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を衝突してその表面がダメージを受けないことを確保することができる。
【００５２】
そして、図５Ｂに示すように、２Ｄ噴射ヘッド１２２がメンテナンス動作を行う間に、プロセッサにより３Ｄプリンタ１が作業状態に戻るか否かを判断し続ける（ステップＳ２４）。即ち、２Ｄ噴射ヘッド１２２のメンテナンス動作が完了するか否かを判断する。プロセッサにより作業状態に戻っていないと判断した場合、３Ｄプリンタ１は、メンテナンスユニット２１を制御して２Ｄ噴射ヘッド１２２に対してメンテナンス動作を行い続ける（ステップＳ２６）。プロセッサは、３Ｄプリンタ１を作業状態に戻すと判断した場合、さらに印刷プログラムの実行が完了するか否かを判断する（ステップＳ２８）。
【００５３】
印刷オブジェクトの印刷プログラムが完了しない場合、３Ｄプリンタ１は、ステップＳ１２に戻り、初期位置決めを行うように印刷ヘッド１２を制御し、初期位置決めが完了した後に作業状態に入り、印刷プログラムを引き続き実行する。印刷プログラムが完了する場合、３Ｄプリンタ１は、本発明の制御方法を終了する。
【００５４】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本発明の一具体的な実施形態に係る印刷ヘッドの第１の移動、印刷ヘッドの第２の移動及び印刷ヘッドの第３の移動を示す概略図である。図６Ａ〜図６Ｃは、図５Ａ及び図５Ｂのフローチャートに示す制御方法が３Ｄプリンタ１に如何に具現化されるかを詳述するために用いられる。
【００５５】
図６Ａに示すように、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０の座標（例えば、（０，０））、洗浄部材２の座標（例えば、（ｕ，ｖ））、及び２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１に対する位置シフト量（例えば、横方向シフト量ｍ及び縦方向シフト量ｎ）を算出又は記録してもよい。
【００５６】
上述データにより、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸上の距離（ｕ）から、２Ｄ噴射ヘッド１２２の横方向シフト量（ｍ）を差し引くことで、例えば座標が（ｕ−ｍ，０）であるＸ軸移動終点１００１を算出することができる。また、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＹ軸上の距離（ｖ）から、２Ｄ噴射ヘッド１２２の縦方向シフト量（ｎ）を差し引くことで、例えば座標が（０，ｖ−ｎ）であるＹ軸移動終点１００２を算出することができる。最後に、Ｘ軸移動終点１００１及びＹ軸移動終点１００２に基づいて、例えば座標が（ｕ−ｍ，ｖ−ｎ）である洗浄経路終点１００を生成する。
【００５７】
なお、２Ｄ噴射ヘッド１２２と３Ｄ噴射ヘッド１２１との間の位置シフト量を考慮した上で洗浄経路終点１００を算出することにより、３Ｄプリンタ１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を絶対に衝突しないように、印刷ヘッド１２を洗浄経路終点１００まで移動させるように制御することができる。
【００５８】
具体的に、３Ｄプリンタ１は、Ｘ軸移動終点１００１及びＹ軸移動終点１００２に基づいて、印刷ヘッド１２を洗浄経路終点１００まで移動させる１つ又は複数の洗浄経路を計画すれば、印刷ヘッド１２がどの洗浄経路に沿って移動しても、２Ｄ噴射ヘッド１２２が洗浄部材２を絶対に衝突しないことになる。言い換えれば、３Ｄプリンタ１により計画された洗浄経路は、そのＸ軸における最大移動座標がＸ軸移動終点１００１を超えず、そのＹ軸における最大移動座標がＹ軸移動終点１００２を超えないようにすれば、３Ｄプリンタ１は、任意の洗浄経路に基づいて印刷ヘッド１２を洗浄経路終点１００に移動させるように制御することができる。
【００５９】
図６Ａに示す実施形態において、印刷ヘッド１２は、印刷始点Ｉ０から洗浄経路終点１００まで移動することが示されている。３Ｄプリンタ１が非作業状態に入ったときに印刷ヘッド１２が任意位置に位置する場合（例えば、座標が（ｘ，ｙ）である場合）、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２との距離（ｕ，ｖ）、印刷ヘッド１２と印刷始点Ｉ０との距離（ｘ，ｙ）、及び２Ｄ噴射ヘッド１２２の位置シフト量（ｍ，ｎ）に基づいて、洗浄経路終点１００の位置を算出することができる。これにより、印刷ヘッド１２が印刷始点Ｉ０に戻らなくてもよい。その結果、洗浄効率を効果的に向上させることができる。
【００６０】
図６に示すように、印刷ヘッド１２が洗浄経路終点１００に移動した後、２Ｄ噴射ヘッド１２２とメンテナンスユニット２１との間の距離は、２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１に対する横方向シフト量（ｍ）及び縦方向シフト量（ｎ）と略等しい。そのとき、３Ｄプリンタ１は、洗浄経路終点１００から補償移動を行う（即ち、Ｘ軸方向に向けて距離ｍを、Ｘ軸方向に向けて距離ｎを移動させる）ように印刷ヘッド１２を制御することで、図６Ｃに示すように２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１内に進入させることができる。これにより、３Ｄプリンタ１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２にダメージを与えないように、２Ｄ噴射ヘッド１２２をメンテナンスユニット２１内に移動させてメンテナンス動作を行うことができる。
【００６１】
図４Ｃに示す実施形態において、３Ｄ噴射ヘッド１２１は、２Ｄ噴射ヘッド１２２の右後方（平面図の角度から見る）に配置されている。２Ｄ噴射ヘッド１２２の３Ｄ噴射ヘッド１２１に対する横方向シフト量ｍが正の値であり、縦方向シフト量ｎも正の値である。しかし、異なる３Ｄプリンタが採用した印刷ヘッドは異なる配置態様を有するため、上記の横方向シフト量ｍ及び縦方向シフト量ｎが負の値である可能性もある。なお、洗浄部材２とメンテナンスユニット２１が共に配置されて洗浄モジュール３が構成される場合、洗浄部材２とメンテナンスユニット２１との相対位置及び相対距離は、印刷ヘッドの配置に応じて変更される。
【００６２】
図７は、本発明に係る印刷ヘッドの第２の具体的な実施形態を示す平面図である。本実施形態において、印刷ヘッド４は、３Ｄ噴射ヘッド４１と２Ｄ噴射ヘッド４２とを含む。３Ｄ噴射ヘッド４１は、２Ｄ噴射ヘッド４２の左後方（平面図の角度から見る）に配置されている。２Ｄ噴射ヘッド４２の３Ｄ噴射ヘッド４１に対する横方向シフト量ｍが負の値（即ち、−ｍ）であり、縦方向シフト量ｎが正の値（即ち、＋ｎ）である。この実施形態において、３Ｄプリンタ１が洗浄経路終点１００を算出する際には、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸上の距離（ｕ）から、横方向シフト量（−ｍ）を差し引くことで、Ｘ軸移動終点１００１を算出し（即ち、「ｕ−（−ｍ）」を算出）、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＹ軸上の距離（ｖ）から、縦方向シフト量（ｎ）を差し引くことで、Ｙ軸移動終点１００２を算出し（即ち、「ｖ−ｎ」を算出）、さらに、Ｘ軸移動終点１００１及びＹ軸移動終点１００２に基づいて洗浄経路終点１００を生成する。ここで、上記位置シフト量は、２Ｄ噴射ヘッド４２の３Ｄ噴射ヘッド４１から最も遠く離れたインクノズルの、３Ｄ噴射ヘッド４１の絞り出し口４１１に対するシフト量である。
【００６３】
図８は、本発明に係る印刷ヘッドの第３の具体的な実施形態を示す平面図である。本実施形態において、印刷ヘッド５は、３Ｄ噴射ヘッド５１と２Ｄ噴射ヘッド５２とを含む。３Ｄ噴射ヘッド５１は、２Ｄ噴射ヘッド５２の左前方（平面図の角度から見る）に配置されている。２Ｄ噴射ヘッド５２の３Ｄ噴射ヘッド５１に対する横方向シフト量ｍが負の値（即ち、−ｍ）であり、縦方向シフト量ｎも負正の値（即ち、−ｎ）である。この実施形態において、３Ｄプリンタ１が洗浄経路終点１００を算出する際には、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＸ軸上の距離（ｕ）から、横方向シフト量（−ｍ）を差し引くことで、Ｘ軸移動終点１００１を算出し（即ち、「ｕ−（−ｍ）」を算出）、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２とのＹ軸上の距離（ｖ）から、縦方向シフト量（−ｎ）を差し引くことで、Ｙ軸移動終点１００２を算出し（即ち、「ｖ−（−ｎ）」を算出）、さらに、Ｘ軸移動終点１００１及びＹ軸移動終点１００２に基づいて洗浄経路終点１００を生成する。ここで、上記位置シフト量は、２Ｄ噴射ヘッド５２の３Ｄ噴射ヘッド５１から最も遠く離れたインクノズルの、３Ｄ噴射ヘッド５１の絞り出し口５１１に対するシフト量である。
【００６４】
上記計算により、３Ｄ噴射ヘッドと２Ｄ噴射ヘッドとがどのような形式で単一の印刷ヘッド内に共に配置されても、本発明の３Ｄプリンタ１及び制御方法によれば、２Ｄ噴射ヘッドがメンテナンスユニット２１に移動する間に、２Ｄ噴射ヘッドが洗浄部材２を衝突してダメージを受けることを回避することができる。
【００６５】
上述した実施形態において、印刷始点Ｉ０が３Ｄプリンタ１の右上隅に定義され、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１が３Ｄプリンタ１の左下隅に定義されている。ただし、本発明において、印刷始点Ｉ０が３Ｄプリンタ１の任意の位置に定義されてもよく、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１も３Ｄプリンタ１の任意の位置に定義されてもよい。
【００６６】
図３に示すように、印刷始点Ｉ０が３Ｄプリンタ１の右上隅に定義され、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１が３Ｄプリンタ１の左下隅に定義されている場合には、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２との、Ｘ軸上の距離ｕが正の値であり、Ｙ軸上の距離ｖも正の値である。他の実施形態において、印刷始点Ｉ０が３Ｄプリンタ１の左上隅に定義され、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１が３Ｄプリンタ１の右下隅に定義されている場合には、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２との、Ｘ軸上の距離ｕが負の値（即ち、−ｕ）に定義されてもよく、Ｙ軸上の距離ｖが依然として正の値である。
【００６７】
別の実施形態において、印刷始点Ｉ０が３Ｄプリンタ１の左下隅に定義され、洗浄部材２及びメンテナンスユニット２１が３Ｄプリンタ１の右上隅に定義されている場合には、印刷始点Ｉ０と洗浄部材２との、Ｘ軸上の距離ｕが負の値（即ち、−ｕ）に定義されてもよく、Ｙ軸上の距離ｖも負の値に定義されてもよい。ただし、上記は、本発明の複数の具体例にすぎず、本発明を限定するものではない。
【００６８】
上述した距離の定義により、３Ｄプリンタ１は、印刷始点Ｉ０及び洗浄部材２がどのような位置に定義・配置されても、印刷ヘッドの現在位置、印刷始点Ｉ０の位置、洗浄部材２の位置及び２Ｄ噴射ヘッドの位置シフト量に基づいて、洗浄経路終点１００、及び１つ又は複数の洗浄経路を算出することができる。これにより、印刷ヘッドがどのように移動しても、２Ｄ噴射ヘッドは洗浄部材２を衝突しないことを確保することができる。
【００６９】
図９は、本発明の第３の具体的な実施形態に係る３Ｄプリンタを示す平面図である。同図には、３Ｄプリンタ６が開示されている。３Ｄプリンタ６は、上述した３Ｄプリンタ１と同一又は類似した印刷ステージ６１と、印刷ヘッド６２と、洗浄部材７と、メンテナンスユニット７１とを備える。ここで、印刷ヘッド６２は、３Ｄ噴射ヘッド６２１と２Ｄ噴射ヘッド６２２とから構成され、３Ｄ噴射ヘッド６２１及び２Ｄ噴射ヘッド６２２は、上述した３Ｄ噴射ヘッド１２１及び２Ｄ噴射ヘッド１２２と同一又は類似したものである。
【００７０】
上述した３Ｄプリンタ１としては、熱溶解積層法（Ｆｕｓｅｄ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，ＦＤＭ）の３Ｄプリンタを例とする。しかし、図９に示す３Ｄプリンタ６は、３軸パラレルリンク機構を用いたデルタ（Ｄｅｌｔａ）型３Ｄプリンタである。本実施形態において、デルタ型の３Ｄプリンタ６は、３Ｄ噴射ヘッド６２１と２Ｄ噴射ヘッド６２２とから構成された印刷ヘッド６２を採用する。３Ｄプリンタ６の内部には、３Ｄ噴射ヘッド６２１の洗浄を行うための洗浄部材７と、２Ｄ噴射ヘッド６２２のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット７１とが配置される。したがって、３Ｄプリンタ６の２Ｄ噴射ヘッド６２２も、洗浄部材７を衝突してダメージを受ける問題を有する。
【００７１】
言い換えれば、本発明の３Ｄプリンタは、実際にあらゆる形態の３Ｄプリンタであってもよい。また、本発明の制御方法は、あらゆる形態の３Ｄプリンタに用いられ、３Ｄ噴射ヘッドを洗浄するために２Ｄ噴射ヘッドにダメージを与える問題を解決することに寄与できる。
【００７２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明にあっては種々の変形が可能であって、かかる変形は、特許請求の範囲内に含まれる変形である限り本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１、６…３Ｄプリンタ
Ｉ０…印刷始点
１００…洗浄経路終点
１００１…Ｘ軸移動終点
１００２…Ｙ軸移動終点
１１、６１…印刷ステージ
１２、４、５、６２…印刷ヘッド
１２１、４１、５１、６２１…３Ｄ噴射ヘッド
１２１１、４１１、５１１…絞り出し口
１２２、４２、５２、６２２…２Ｄ噴射ヘッド
２、７…洗浄部材
２１、７１…メンテナンスユニット
３…洗浄モジュール
【図１】
2019043122.tif 000003
【図２】
2019043122.tif 000004
【図３】
2019043122.tif 000005
【図４Ａ】
2019043122.tif 000006
【図４Ｂ】
2019043122.tif 000007
【図４Ｃ】
2019043122.tif 000008
【図５Ａ】
2019043122.tif 000009
【図５Ｂ】
2019043122.tif 000010
【図６Ａ】
2019043122.tif 000011
【図６Ｂ】
2019043122.tif 000012
【図６Ｃ】
2019043122.tif 000013
【図７】
2019043122.tif 000014
【図８】
2019043122.tif 000015
【図９】
2019043122.tif 000016