(57)【要約】【課題】  様々な表面形状を有する被印刷体にも適用することができる印刷装置を提供する。【解決手段】  被印刷体９を載置するテーブル３と、該テーブル３に対して間隔を隔てて対向配置されたベースプレート５と、該ベースプレート５のテーブル３側の面に設けられ、それらの先端７ａから前記印刷体に向けて塗料を噴射する複数のヘッド７とを備え、前記テーブル３上の被印刷体に対してヘッド７の先端７ａから塗料を噴射することにより、前記被印刷体の表面に印刷を施す印刷装置であって、前記ヘッド７をテーブル３に向けて進退自在に支持し、ヘッド先端７ａを被印刷体の表面に対して適正印刷距離隔てた位置に配置し、この状態で、塗料を噴射する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体（９）を載置するテーブル（３）と、該テーブル（３）に対して間隔を隔てて対向配置されたベースプレート（５）と、該ベースプレート（５）のテーブル（３）側の面に設けられ、それらの先端（７ａ）から前記印刷体（９）に向けて塗料を噴射する複数のヘッド（７）とを備え、前記テーブル（３）上の被印刷体（９）に対してヘッド（７）の先端（７ａ）から塗料を噴射することにより、前記被印刷体（９）の表面に印刷を施す印刷装置であって、
前記ヘッド（７）をテーブル（３）に向けて進退自在に支持し、ヘッド先端（７ａ）を被印刷体（９）の表面に対して適正印刷距離隔てた位置に配置し、この状態で、塗料を噴射するように構成したことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記被印刷体（９）の表面のうち、ヘッド先端（７ａ）の対向する部分（Ｐ）における最大高さ（Ｈ（ｍａｘ））及び印刷ポイント高さ（Ｈ（ｐ））を検出し、この最大高さ（Ｈ（ｍａｘ））と印刷ポイント高さ（Ｈ（ｐ））との差（Ｌ１）が適正印刷距離（Ｌ２）よりも大きい場合に、前記ヘッド先端（７ａ）を前記最大高さ位置（Ｈ（ｍａｘ））まで進退移動させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記テーブル（３）を、ベースプレート（５）に対して移動自在に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記ベースプレート（５）を、テーブル（３）に対して移動自在に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記被印刷体（９）の表面形状データを取り込んで、前記テーブル（３）、ベースプレート（５）及びヘッド（７）の少なくともいずれかの移動を行うように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置に関し、更に詳しくは、立体形状の被印刷体の表面にインクジェット工法によって印刷する印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円柱状や円錐状に形成された立体的な被印刷体の外表面に印刷を行う場合、シルクスクリーン印刷法やインクジェット印刷法などを用いている。
【０００３】
このうち、インクジェット印刷に用いられる印刷装置としては、回転自在に支持された支持部材と、該支持部材に取り付けられた被印刷体の外表面に沿って移動自在のプリントヘッドとを備えたものが用いられている。この場合は、前記支持部材に円錐台状に形成された被印刷体を取り付け、これらの支持部材及び被印刷体を回転させ、かつプリントヘッドを移動させながら、被印刷体の外表面に向けて塗料を噴射することによって、インクジェット印刷を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３１８７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の印刷装置においては、プリントヘッドの移動が直線移動のみであったため、被印刷体として回転体のものしか採用することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、様々な表面形状を有する被印刷体にも印刷を施すことができる印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載された印刷装置は、被印刷体を載置するテーブルと、該テーブルに対して間隔を隔てて対向配置されたベースプレートと、該ベースプレートのテーブル側の面に設けられ、それらの先端から前記印刷体に向けて塗料を噴射する複数のヘッドとを備え、前記テーブル上の被印刷体に対してヘッドの先端から塗料を噴射することにより、前記被印刷体の表面に印刷を施す印刷装置であって、
前記ヘッドをテーブルに向けて移動自在に支持し、被印刷体の表面に対して適正印刷距離隔てた位置まで移動させ、この状態で、塗料を噴射させるように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載された印刷装置は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記被印刷体の表面のうち、ヘッド先端の対向する部分における最大高さ及び印刷ポイント高さを検出し、この最大高さと印刷ポイント高さとの差が適正印刷距離よりも大きい場合に、前記ヘッド先端を前記最大高さ位置まで移動させるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載された印刷装置は、請求項１又は２に記載の印刷装置であって、前記テーブルを移動自在に構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載された印刷装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の印刷装置であって、前記ベースプレートを移動自在に構成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載された印刷装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の印刷装置であって、前記被印刷体の表面形状データを取り込んで、前記テーブル、ベースプレート及びヘッドの少なくともいずれかの移動を行うように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載された印刷装置によれば、被印刷体の表面形状に沿った位置にそれぞれのヘッドを配置して印刷を行うことができるため、様々な表面形状を有する被印刷体にもインクジェット印刷を行うことができる。また、被印刷体の表面の各部位に対して個々のヘッドの高さを適正高さに配置することができるため、複雑な表面形状の場合でも、良好な印刷品質を確保することができる。なお、本発明はインクジェット印刷法を適用するため、無版で多品種少量生産が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載された印刷装置によれば、最大高さと印刷ポイント高さとの差が、適正印刷距離よりも大きい場合に、前記ヘッド先端を前記最大高さ位置まで移動させるため、被印刷体の表面に対して個々のヘッドの高さを確実に適正高さに配置することができる。即ち、最大高さと印刷ポイント高さとの差が適正印刷距離よりも大きい場合、ヘッド先端の位置を適正印刷距離まで移動すると、ヘッド先端が被印刷体の表面に当たってしまい、適正印刷距離を確保することが困難となる。そこで、このような位置関係の場合は、ヘッド先端を最大高さ位置まで近接させることにより、被印刷体に可能な限りの良好な印刷を施すことができる。
【００１３】
請求項３に記載された印刷装置によれば、前記テーブルを移動自在に構成しているため、被印刷体の周縁部等の所定部位にも適正な印刷を施すことができる。即ち、被印刷体が大きい場合、被印刷体の周縁部は塗料が噴射しにくいが、テーブルをその面方向に沿って移動すれば、被印刷体をベースプレートの中央部近傍に配置することができ、被印刷体の周縁部等にも適正な印刷を施すことができる。
【００１４】
請求項４に記載された印刷装置によれば、前記ベースプレートを移動自在に構成しているため、テーブルを移動させる場合と同様の効果を得ることができる。また、テーブルとベースプレートの双方を移動自在に構成すれば、更にその効果が高まる。
【００１５】
請求項５に記載された印刷装置によれば、予め、前記被印刷体の表面形状データ（例えば、ＣＡＤデータ）を取り込んで、前記テーブル、ベースプレート及びヘッドの少なくともいずれかの移動を行うため、被印刷体の表面形状に沿ったヘッドの移動を円滑に行うことができ、印刷速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態による印刷装置を示す斜視図である。
【００１８】
この印刷装置１は、下部に配設されたテーブル３と、該テーブル３の上方に、テーブル３に対して対向配置されたベースプレート５と、該ベースプレート５の下面側に伸縮自在に支持された多数のヘッド７とを備えている。
【００１９】
前記テーブル３は、ＸＹ面に沿って延設されており、図外の駆動装置によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に直線移動することができる。また、Ｘ軸を中心として、このＸ軸回りに回転することができ、Ｙ軸を中心として、このＹ軸回りに回転することができ、さらに、Ｚ軸を中心として、このＺ軸回りに回転することができる。また、テーブル３には、図外の被印刷体の固定装置が配設されており、この固定装置を介して、被印刷体はテーブル３に確実に保持される。
【００２０】
さらに、前記ベースプレート５は、ＸＹ面に沿って延設され、前記テーブル３に対向配置されている。また、図外の駆動装置によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に直線移動することができる。また、Ｘ軸を中心として、このＸ軸回りに回転することができ、Ｙ軸を中心として、このＹ軸回りに回転することができ、さらに、Ｚ軸を中心として、このＺ軸回りに回転することができる。
【００２１】
そして、このベースプレート５の下面には、テーブル３に向けて突設するヘッド７が縦横に亘って複数配設されている。このヘッド７は、Ｚ方向に延びる細長い略角柱状に形成されており、ヘッド先端７ａの中央部には、塗料の吐出孔（図示せず）が穿設されている。また、ヘッド７は、その軸方向（Ｚ方向）に沿って伸縮自在に構成されており、制御装置からの制御信号に応じて、所定距離移動するように構成されている。
【００２２】
図２は本発明の実施形態による印刷装置のヘッドと被印刷体とを概略的に示す側面図である。
【００２３】
前記ヘッド７の下端位置は、通常状態においては、Ｚ方向の高さが略同一となるように配置されている。また、被印刷体９の表面形状は、本実施形態においては、中央部に向かうにつれてなだらかに上方に湾曲して盛り上がる形状に形成されている。
【００２４】
前記構成を有する印刷装置１を用いて、被印刷体９の表面９ａに印刷を施す手順を説明する。
【００２５】
まず、テーブル３上に被印刷体９を載置し、前記固定装置を介して被印刷体９をテーブル３に固定する。この状態においては、図２に示すように、各ヘッド７の先端７ａの高さは、Ｚ方向で全て同一に配置されている。
【００２６】
次いで、図１に示すように、ヘッド７が被印刷体９の印刷ポイントにＸＹ座標で一致するように、ベースプレート５又はテーブル３を移動させる。
【００２７】
次いで、図３に示すように、被印刷体９の表面形状に沿った高さ位置に各ヘッド７を伸縮させる。即ち、各ヘッド７の先端（下端）７ａと被印刷体９の表面９ａとの距離は、表面の全部位について、略同一に配置される。
【００２８】
そして、被印刷体９の各部位における色情報の信号に応じて、図４に示すように、各ヘッド７の先端７ａの吐出孔から塗料を噴射することにより、被印刷体９の表面に良好な印刷を施すことができる。
【００２９】
以下に、図５を用いて、各ヘッド先端高さを調整する手順を説明する。
【００３０】
図５は印刷装置のヘッドと被印刷体の表面の近傍を拡大した側面図である。この図５に示すように、被印刷体９の表面９ａは湾曲しており、この表面９ａのうち、一つのヘッド７の先端面（下端面）７ａに対向する部分Ｐにおいて、最大高さ部Ａ、印刷ポイント部Ｂ、及び最小高さ部Ｃとする。このＡにおける高さはＨ（ｍａｘ）、Ｂにおける高さはＨ（ｐ）、及びＣにおける高さはＨ（ｍｉｎ）である。また、ヘッド先端７ａから印刷ポイント部Ｂまでの距離をＬ０、最大高さ部Ａと印刷ポイント部Ｂとの距離をＬ１、及び印刷ポイント部Ｂに対する適正印刷距離はＬ２とする。
【００３１】
まず、ヘッド７の先端面７ａに対向する部分Ｐにおける最大高さ部Ａ及び印刷ポイント部Ｂの高さＨ（ｍａｘ）及びＨ（ｐ）を検出する。
【００３２】
次いで、高さＨ（ｍａｘ）とＨ（ｐ）との差であるＬ１を算出し、このＬ１と適正印刷距離Ｌ２との比較を行う。Ｌ１よりもＬ２の方が大きい場合は、そのままのヘッド先端位置で印刷を行う。
【００３３】
一方、図５のように、Ｌ１よりもＬ２の方が小さい場合は、そのままでは、印刷距離が大きすぎるため、ヘッド先端７ａを被印刷体９側にもっと近接させる必要がある。しかし、ヘッド先端７ａをＬ２の位置まで近接させると、ヘッド先端７ａの角部７ｂが最大高さ部Ａに当たってしまい、これ以上近接させることができない。従って、できる限りの範囲で被印刷体９に近づけるために、ヘッド先端７ａを、最大高さ部Ａまで、具体的にはＨ（ｍａｘ）の高さまで近接させる。
【００３４】
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
【００３５】
ベースプレート５に多数のヘッド７を配設し、それぞれのヘッド７を進退自在に支持しているため、複雑な立体形状を有する被印刷体９の表面９ａにも、精細な印刷を施すことができる。また、無版で印刷を行えるため、被印刷体９の形状を適宜変更した場合にも、その形状変更に迅速に対応することができる。
【００３６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の技術思想に基づいて、種々の変形及び変更が可能である。
【００３７】
例えば、前記ヘッド７は、ベースプレート５に縦横に整列させて配置したが、ランダムに配置しても良い。また、被印刷体９として、中央部が最も高く、周縁部に向かうにつれてなだらかに湾曲する表面形状の被印刷体９について説明をしたが、被印刷体の表面形状は、特に限定されず、様々な形状のものにも適用できる。
【００３８】
さらに、被印刷体９の表面形状データ、例えばＣＡＤデータがある場合は、予めそのデータを入力しておき、該データに従ってヘッド７移動の制御を行うことができる。また、センサー等によって被印刷体９の表面形状データを検知できる場合も、該データに従ってヘッド移動の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態による印刷装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による印刷装置のヘッドと被印刷体とを概略的に示す側面図である。
【図３】印刷装置の各ヘッドの高さ調整を行ったあとの状態を示す、印刷装置のヘッドと被印刷体との概略側面図である。
【図４】被印刷体の表面に印刷を行っている状態を概略的に示す側面図である。
【図５】印刷装置のヘッドと被印刷体との寸法関係を示す拡大側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ｌ２…適正印刷距離
１…印刷装置
３…テーブル
５…ベースプレート
７…ヘッド
７ａ…ヘッド先端
９…被印刷体
９ａ…表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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