(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の立体形状のワークの凹部に色入れを行う立体造形物色入れシステムにおいて、
水平方向に移動しながらインクを前記凹部に向けて吐出するインクヘッドと、
前記インクヘッドの移動方向に対して垂直方向に移動するワークテーブルと、
前記ワークの位置決めをして保持する複数のワーク保持孔がレーザカット孔として形成されており、前記ワークテーブルに固定される保持治具と、
前記保持治具を前記ワークテーブルに対して固定する複数の固定ねじと、を備え、
前記固定ねじは、皿ねじであり、
前記保持治具は、前記ワーク保持孔が形成されている板状の保持板部を備え、
前記保持板部には、前記皿ねじが嵌合される複数の嵌合孔が形成されており、
前記嵌合孔は、前記保持板部の上面から底面に向けて縮径するテーパ面を有しており、
前記ワークテーブルに前記保持板部を固定する際に、前記皿ねじを前記嵌合孔に挿通させてから前記ワークテーブルのねじ孔に固定させると、前記皿ねじの座面が前記嵌合孔の前記テーパ面に当接することによって、前記保持板部が前記ワークテーブルに対して同じ位置に繰り返し固定可能となり、
前記インクヘッドは、前記ワークの前記凹部にのみ前記インクを吐出するように移動及び吐出の動作が制御されている
立体造形物色入れシステム。
【請求項２】
前記保持治具は、
更に前記保持板部の外縁に立設する側壁枠を備える
請求項１に記載の立体造形物色入れシステム。
【請求項３】
前記ワーク保持孔は、前記保持板部の縦方向及び横方向にそれぞれ一定の間隔で配置されている
請求項１又は２に記載の立体造形物色入れシステム。
【請求項４】
前記インクヘッドは、前記水平方向の双方向に移動する際に前記インクを前記凹部に向けて吐出する
請求項１〜３の何れか１項に記載の立体造形物色入れシステム。
【請求項５】
前記インクヘッドは、前記インクとして白色インクを前記凹部に吐出してから、他色インクを前記凹部に吐出するように制御されている
請求項１〜４の何れか１項に記載の立体造形物色入れシステム。
【請求項６】
前記ワークは、上方に突出した凸状面が設けられており、前記凹部は、前記凸状面に形成されている
請求項１〜５の何れか１項に記載の立体造形物色入れシステム。
【請求項７】
複数の立体形状のワークの凹部に色入れを行う立体造形物色入れ方法において、
前記ワークの位置決めをして保持する複数のワーク保持孔がレーザカット孔として形成されている板状の保持板部を備える保持治具の前記ワーク保持孔に前記ワークをそれぞれ設置する工程と、
前記保持治具の前記ワーク保持孔のそれぞれに前記ワークが設置されているかを確認する工程と、
前記ワーク保持孔のそれぞれに前記ワークを設置した前記保持治具をインクジェットプリンターのワークテーブルに対して固定ねじで固定する工程と、
前記インクジェットプリンターのインクヘッドを作動させて前記ワークの前記凹部に向けてインクを吐出させる工程と、を有し、
前記固定ねじは、皿ねじであり、
前記保持板部には、前記皿ねじが嵌合される複数の嵌合孔が形成されており、
前記嵌合孔は、前記保持板部の上面から底面に向けて縮径するテーパ面を有しており、
前記ワークテーブルに前記保持板部を固定する際に、前記皿ねじを前記嵌合孔に挿通させてから前記ワークテーブルのねじ孔に固定させると、前記皿ねじの座面が前記嵌合孔の前記テーパ面に当接することによって、前記保持板部が前記ワークテーブルに対して同じ位置に繰り返し固定可能となる
立体造形物色入れ方法。
【請求項８】
インクジェットプリンターのワークテーブルに固定され、複数の立体形状のワークの凹部に色入れを行う立体造形物色入れシステムに用いる前記ワークの保持治具において、
前記ワークの位置決めをして保持する複数のワーク保持孔がレーザカット孔として形成されている保持板部と、
前記保持板部を前記ワークテーブルに対して固定する複数の固定ねじと、を備え、
前記固定ねじは、皿ねじであり、
前記保持板部には、前記皿ねじが嵌合される複数の嵌合孔が形成されており、
前記嵌合孔は、前記保持板部の上面から底面に向けて縮径するテーパ面を有しており、
前記ワークテーブルに前記保持板部を固定する際に、前記皿ねじを前記嵌合孔に挿通させてから前記ワークテーブルのねじ孔に固定させると、前記皿ねじの座面が前記嵌合孔の前記テーパ面に当接することによって、前記保持板部が前記ワークテーブルに対して同じ位置に繰り返し固定可能となる
保持治具。
【請求項９】
前記保持板部は、その外縁に立設する側壁枠を備え、
前記側壁枠は、前記保持板部の外縁を内側に折り曲げることにより形成されている
請求項８に記載の保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体造形物色入れシステム及び立体造形物色入れ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電化製品やレジャー用品、容器、部品、日用品、文房具等の立体造形物に各種カラーの印刷や色入れによる加飾デザインを施す際に、インクジェットプリンターによるフルカラー印刷が使用されることがある。インクジェットプリンターによるフルカラー印刷は、データを用いて無製版での印刷が可能なため、立体造形物の加飾デザインをする際におけるコストや労力、時間の低減を図るためにも使用される。
【０００３】
立体造形物の加飾デザインにインクジェットプリンターを使用した関連技術として、例えば、特許文献１には、被印刷物が搭載される移載治具に設けられた位置決め手段により被印刷物の相互の位置関係の位置決めをして、完成される立体形状印刷物の印刷品質を高められる立体形状印刷物用印刷治具が開示されている。一方、特許文献２には、複数の開孔を有する被印刷物載置手段に各種形状の被印刷物取り付け手段を用いて、各種形状の被印刷物をインクジェットプリンターで加飾印刷を可能にする立体印刷物用印刷治具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３６７６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０００６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェットプリンターを用いて立体造形物に加飾デザインを繰り返し施すことによって、加飾部位の位置ずれが発生することがあった。特に、立体形状のワークに施す加飾デザインとして、文字や模様等を構成する凹部に所望のカラーのインクを色入れする場合に、加飾部位の位置ずれが生じない高精度な色入れを行うためには、より多くの労力と時間を要するものとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、立体形状のワークの凹部に高精度な色入れを効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、立体形状のワークの凹部に色入れを行う立体造形物色入れシステムにおいて、水平方向に移動しながらインクを前記凹部に向けて吐出するインクヘッドと、前記インクヘッドの移動方向に対して垂直方向に移動するワークテーブルと、前記ワークの位置決めをして保持するワーク保持孔が複数設けられており、前記ワークテーブルに固定される保持治具と、前記保持治具を前記ワークテーブルに対して固定する複数の固定ねじと、を備え、前記インクヘッドは、前記ワークの前記凹部にのみ前記インクを吐出するように移動及び吐出の動作が制御されている。
【０００８】
本発明の一態様によれば、複数の立体形状のワークを保持治具に高精度に位置決め固定してから、ワークの凹部にのみインクを吐出するインクヘッドにより色入れを行うため、複数の立体形状のワークの凹部に精度よく効率的に色入れを行えるようになる。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、立体形状のワークの凹部に色入れを行う立体造形物色入れ方法において、前記ワークの位置決めをして保持するワーク保持孔が複数設けられている保持治具の前記ワーク保持孔に前記ワークをそれぞれ設置する工程と、前記保持治具の前記ワーク保持孔のそれぞれに前記ワークが設置されているかを確認する工程と、前記ワーク保持孔のそれぞれに前記ワークを設置した前記保持治具をインクジェットプリンターのワークテーブルに固定する工程と、前記インクジェットプリンターのインクヘッドを作動させて前記ワークの前記凹部に向けてインクを吐出させる工程と、を有する。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、複数の立体形状のワークを保持治具にそれぞれ固定してから、ワークの凹部にのみインクを吐出するインクヘッドにより色入れを行うため、複数の立体形状のワークの凹部に精度よく効率的に色入れを行えるようになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、立体形状のワークの凹部に高精度な色入れを効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムに備わる治具の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムによる色入れ対象となるワークの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００１４】
まず、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムの概略構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムの概略構成を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１では、本実施形態の立体造形物色入れシステムの概略構成を説明するために、立体造形物色入れシステムの構成要素のうち、要部のみを取り上げて図示するものとなっている。
【００１５】
本実施形態の立体造形物色入れシステム１００は、主に産業用の中型・大型のインクジェットプリンター１０１を用いて、立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに所望のカラーのインクの色入れを行う際に適用される。立体造形物色入れシステム１００は、図１に示すように、インクヘッド１０２と、ワークテーブル１０４と、保持治具１０６と、固定ねじ１０８と、を備えている。すなわち、立体造形物色入れシステム１００は、インクジェットプリンター１０１のワークテーブル１０４に保持治具１０６を固定ねじ１０８で固定して構成されている。
【００１６】
インクヘッド１０２は、複数のインクジェットノズルを備えており、不図示の移動手段に沿って水平方向（図１に示すＹ軸方向）に移動しながら、インクを色入れ対象物となるワーク１１０の凹部１１０ｃに向けて吐出する機能を有する。インクヘッド１０２は、ユーザの入力データに基づいて、所望の部位にインクを吐出して色入れを行うために、水平方向への移動と、凹部１１０ｃへのインクの吐出の動作が不図示の制御部で制御されている。
【００１７】
本実施形態では、インクヘッド１０２は、例えば、Ｃ（シアン)、Ｍ(マゼンタ）、Ｙ(イエロー)、Ｂｋ(ブラック)、Ｗ（ホワイト)の各色のインクをそれぞれ吐出する複数のインクジェットノズルが設けられている。また、本実施形態では、色入れ対象となる立体形状のワーク１１０が樹脂や金属等で構成されるため、ＵＶインクやＵＶ硬化インク等の油系インクが用いられている。
【００１８】
本実施形態では、インクヘッド１０２は、前述したように、ワーク１１０の凹部１１０ｃにのみインクを吐出するように移動及び吐出の動作が制御されている。その際に、インクヘッド１０２は、水平方向の双方向に移動する際にインクを凹部１１０ｃに向けて吐出するように動作制御がされている。すなわち、インクヘッド１０２は、ワークテーブル１０４の幅方向を往復移動する際に、往路及び復路の何れの方向での移動でもインクを吐出するように制御されている。また、本実施形態では、インクヘッド１０２は、インクとして白色インクをワーク１１０の凸状面１１０ａに形成されている凹部１１０ｃに吐出してから、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）等の他色インクを凹部１１０ｃに吐出するように制御されている。
【００１９】
ワークテーブル１０４は、水平方向（図１に示すＹ軸方向）に移動するインクヘッド１０２の動きに連動して、色入れ対象となるワーク１１０を送り出すテーブルとしての機能を有する。本実施形態では、ワークテーブル１０４は、不図示の移動機構によってインクヘッド１０２の移動方向（図１に示すＹ軸方向）に対して垂直方向（図１に示すＸ軸方向）に移動するように制御されている。また、ワークテーブル１０４には、保持治具１０６を固定するための固定ねじ１０８と嵌合するねじ孔１０４ａ（図２参照）が四隅と中央に形成されている。
【００２０】
保持治具１０６は、ワークテーブル１０４に固定されており、ワーク１１０の位置決めをして保持する機能を有する。保持治具１０６は、図１に示すように、複数のワーク保持孔１０６ａ１が規則的に形成されている板状の保持板部１０６ａと、保持板部１０６ａの外縁に立設する側壁枠１０６ｂと、を備える。保持板部１０６ａには、四隅と中央に固定ねじ１０８が嵌合される嵌合孔１０６ａ２が形成されている。嵌合孔１０６ａ２は、図２に示すように、保持板部１０６ａの上面から底面に向けて縮径するように形成されており、外縁がテーパ面１０６ａ３となっている。なお、保持治具１０６の構成の詳細については、後述する。
【００２１】
固定ねじ１０８は、保持治具１０６をワークテーブル１０４に対して固定する機能を有する。本実施形態では、固定ねじ１０８は、図２に示すように、上面側が平らで座面１０８ｃが円すい形の頭部１０８ａと、ワークテーブル１０４のねじ孔１０４ａに嵌合される軸部１０８ｂとを備える皿ねじで構成されるボルトである。なお、本実施形態では、固定ねじ１０８は、保持治具１０６の保持板部１０６ａの四隅と中央に取り付けられて固定されているが、保持治具１０６の保持板部１０６ａを定位置に固定するためには、少なくとも３カ所に取り付けられていればよい。
【００２２】
次に、本実施形態の立体造形物色入れシステムに備わる保持治具の構成について、図面を使用しながら説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムに備わる保持治具の構成を示す斜視図である。
【００２３】
本実施形態では、保持治具１０６は、ＳＵＳ等の硬質な金属で形成されており、色入れ対象となる複数のワークの位置決めをして、安定的に保持できるように構成されている。保持治具１０６は、図３に示すように、保持板部１０６ａと、側壁枠１０６ｂと、を備える構成となっている。なお、保持治具１０６の材質は、ＳＵＳ以外の他の金属や樹脂等でもレーザ加工機でのレーザカットが可能な材質であれば、適用可能である。
【００２４】
保持板部１０６ａは、ワークの位置決めをして保持するワーク保持孔１０６ａ１が複数形成されている板状部材である。本実施形態では、保持板部１０６ａは、図３に示すように、矩形形状であるが、その形状は、矩形形状に限定されず、他の形状としてもよい。
【００２５】
保持板部１０６ａに形成されているワーク保持孔１０６ａ１は、図３に示すように、保持板部１０６ａの縦方向（図３に示すＸ軸方向）及び横方向（図３に示すＹ軸方向）にそれぞれ一定の間隔で配置されている。また、ワーク保持孔１０６ａ１は、位置精度を高めるために、保持板部１０６ａをレーザ加工機によりレーザカット孔を形成することによって構成されている。
【００２６】
側壁枠１０６ｂは、図３に示すように、保持板部１０６ａの外縁に立設するように設けられている。本実施形態では、側壁枠１０６ｂは、保持板部１０６ａの外縁を内側に折り曲げて保持板部１０６ａに対して立設するように形成されている。具体的には、側壁枠１０６ｂは、矩形形状の板状部材となる保持板部１０６ａの各辺を内側に折り曲げて加工することによって形成されている。なお、本実施形態では、側壁枠１０６ｂは、保持板部１０６ａの外縁を内側に折り曲げて形成されているが、保持板部１０６ａの輪郭と同じ形状の枠部材を側壁枠１０６ｂとして作成してから、後付けて保持板部１０６ａの外縁に接着等により取り付けて構成してもよい。
【００２７】
次に、本実施形態の立体造形物色入れシステムの色入れ対象となるワークの構成について、図面を使用しながら説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムによる色入れ対象となるワークの構成を示す斜視図である。
【００２８】
立体造形物色入れシステム１００の色入れ対象となるワーク１１０は、ＡＢＳ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の樹脂や鉄・非鉄金属等の金属から形成され、図４に示すように、底面１１０ｂに対して上方に曲面形状に突出した凸状面１１０ａが設けられている構成となっている。本実施形態では、ワーク１１０は、例えば、底面１１０ｂが５〜１０ｍｍ四方の矩形で高さが２ｍｍ程度の薄型の凸状面１１０ａを有する立体造形物となっている。
【００２９】
ワーク１１０の凸状面１１０ａには、所定の造形デザインを施した凹部１１０ｃが掘削等により形成されている。本実施形態では、凹部１１０ｃは、図４に示すように、凸状面１１０ａのうち、凸状面１１０ａの頂部から底面１１０ｂの外縁に至るまでの高さ方向が異なる段差を有する片斜曲面に数ｍｍ四方の範囲内に連続的に形成されている。すなわち、凹部１１０ｃは、高さ方向に段差を有する構成となっている。なお、ワーク１１０の凸状面１１０ａに形成される凹部１１０ｃの構成は、図４に示す例に限定されず、凸状面１１０ａの範囲内に形成されていれば、例えば、文字や数字、その他各種形状の図形や模様等の構成としてもよい。
【００３０】
また、本実施形態の立体造形物色入れシステム１００の色入れ対象となるワーク１１０の形状は、図４に示す構成に限定されない。すなわち、ワーク１１０は、上方に突出した凸状面１１０ａが設けられており、当該凸状面１１０ａに高さ方向に段差を有する凹部１１０ｃが形成されている構成となっていれば、他の構成としても、本実施形態の立体造形物色入れシステム１００の色入れ対象として適用可能である。例えば、直方体や立方体、円柱、円錐台等の立体の頂面側に斜面や曲面からなる凸状面が設けられているワークの凸状面に高さ方向に段差を有する凹部が形成されているような形状のワークにも適用される。
【００３１】
次に、本実施形態の立体造形物色入れシステムの動作の詳細について、図面を使用しながら説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステムの動作説明図である。
【００３２】
本実施形態の立体造形物色入れシステム１００は、前述したように、色入れ対象が数ミリ単位の大きさのワーク１１０である。そして、立体造形物色入れシステム１００は、インクジェットプリンター１０１（図１参照）を使用しながら、そのワーク１１０の凸状面１１０ａに形成されている高さ方向に段差を有する凹部１１０ｃに位置ずれすることなく、精度よく色入れするものとなっている。
【００３３】
本実施形態では、ワーク１１０は、例えば、底面１１０ｂが５〜１０ｍｍ四方の矩形で高さｈ２が２ｍｍ程度の薄型の凸状面１１０ａを有する立体造形物となっており、図５に示すように、その凸状面１１０ａの片側に凹部１１０ｃが高さ方向に段差を有するように、形成されている。このような構成のワーク１１０に対して、インクヘッド１０２が例えば５００〜６００ｍｍ／秒の速度で移動しながら、ワーク１１０の底面からの高さｈ１が２．５〜３．０ｍｍ、すなわち、ワーク１１０の凸状面１１０ａの頂部からの高さｈ３が０．５〜１．０ｍｍの距離からインクを凸状面１１０ａの凹部１１０ｃに向けて吐出すると、インクヘッド１０２から吐出したインクが凹部１１０ｃから位置ずれすることなく、色入れが行えるものとなっている。
【００３４】
次に、本実施形態の立体造形物色入れシステム１００を使用して、立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れを行う立体造形物色入れ方法について説明する。
【００３５】
本実施形態の立体造形物色入れ方法は、前述した立体造形物色入れシステム１００を使用して、立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れを行う。具体的には、本実施形態の立体造形物色入れ方法は、産業用の中型・大型のインクジェットプリンター１０１を用いて、複数の立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃにまとめて色入れを行う。
【００３６】
本実施形態では、まず、保持治具１０６のワーク保持孔１０６ａ１にそれぞれワーク１１０を設置する。本実施形態では、保持治具１０６の保持板部１０６ａに複数のワーク保持孔１０６ａ１が形成されているので、ワーク保持孔１０６ａ１のそれぞれにワーク１１０を嵌合させて設置する。
【００３７】
保持治具１０６のワーク保持孔１０６ａ１のそれぞれにワーク１１０を設置したら、次にワーク保持孔１０６ａ１のそれぞれにワーク１１０が完全に設置されているかを確認する。本実施形態では、ワーク１１０が所望の向きを向いて設置されているかの確認と、ワーク１１０の下端側がワーク保持孔１０６ａ１に最後まで嵌合されて設置されているかの確認とを目視により行う。
【００３８】
ワーク１１０がワーク保持孔１０６ａ１のそれぞれに完全に設置されているかの確認が済んだら、次に、ワーク１１０を設置した保持治具１０６をインクジェットプリンター１０１のワークテーブル１０４に固定する。本実施形態では、皿ねじで構成されるボルトからなる固定ねじ１０８を用いて、保持治具１０６をワークテーブル１０４に固定する。
【００３９】
保持治具１０６をワークテーブル１０４に固定したら、次に、インクジェットプリンター１０１のインクヘッド１０２を作動させて、ワーク１１０の凹部１１０ｃに向けてインクを吐出させる。本実施形態では、インクジェットプリンター１０１を用いて、ユーザが事前に入力したデータに基づいて、保持治具１０６に設置された複数のワーク１１０の凹部１１０ｃのそれぞれに向けてインクを吐出させることによって、ワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れを行っている。
【００４０】
このようにして、本実施形態の立体造形物色入れ方法では、インクジェットプリンター１０１を用いて、ユーザが事前に設定したデータに基づいて複数の立体形状のワーク１１０の凸状面１１０ａに形成されている凹部１１０ｃに色入れを効率的に行えるようになる。特に、本実施形態では、インクジェットプリンター１０１のワークテーブル１０４に取り付けられる保持治具１０６がワーク１１０を所定の位置に精度よく設置してから、ずれないように確実に保持するので、効率的に立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに高精度な色入れを行えるようになる。
【００４１】
次に、本発明の一実施形態に係る立体造形物色入れシステム１００及び立体造形物色入れ方法の作用・効果について説明する。
【００４２】
本実施形態の立体造形物色入れシステム１００では、複数の立体形状のワーク１１０を保持治具１０６に高精度に位置決め固定してから、インクヘッド１０２が各ワーク１１０の凹部１１０ｃのそれぞれにのみインクを吐出することによって色入れを行うように、動作制御されている。このため、インクジェットプリンター１０１を用いてユーザが事前に設定したデータに基づいて、複数の立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに対して効率的に高精度な色入れを容易に行えるようになる。
【００４３】
また、本実施形態では、保持治具１０６の保持板部１０６ａに設けられているワーク保持孔１０６ａ１は、レーザ加工機により形成されているレーザカット孔により構成されている。このため、ワーク保持孔１０６ａ１は、±５／１００ｍｍ、すなわち、０．１ｍｍのレンジでの位置精度が担保されるようになる。
【００４４】
さらに、本実施形態では、ワーク保持孔１０６ａ１は、保持板部１０６ａの縦方向及び横方向にそれぞれ一定の間隔で規則的に配置されている。このため、保持治具１０６の各ワーク保持孔１０６ａ１のそれぞれにワーク１１０を嵌合させて設置した際に、それぞれのワーク１１０が各ワーク保持孔１０６ａ１に向きと嵌合具合を目視により容易に確認し易くなる。これによって、ワーク１１０の凹部１１０ｃに対する位置ずれを生じない高精度な色入れを確実に行えるようになる。
【００４５】
また、本実施形態では、保持治具１０６は、ワーク保持孔１０６ａ１が形成されている板状の保持板部１０６ａの外縁に側壁枠１０６ｂが立設するように設けられている。保持治具１０６を応力のある金属板から製造する場合には、加工の際の熱やプレスエネルギーによって、ワーク保持孔１０６ａ１が形成される保持板部１０６ａが反ってしまうことが懸念されていた。
【００４６】
このため、本実施形態では、保持治具１０６を製造する際に、保持板部１０６ａの外側の４辺からなる外縁を内側に折り曲げて立設するようにして、保持板部１０６ａの外縁に側壁枠１０６ｂを設けるようにしている。これによって、ワーク１１０を保持する保持治具１０６は、保持板部１０６ａの反りが抑制されて、ワーク保持孔１０６ａ１が形成されている保持板部１０６ａの平坦性を確保できるようになっている。
【００４７】
また、本実施形態では、ワークテーブル１０４に保持治具１０６を固定する固定ねじ１０８が皿ねじであり、保持治具１０６の保持板部１０６ａに設けられている固定ねじ１０８の嵌合孔１０６ａ２が保持板部１０６ａの上面から底面に向けて縮径するように形成されている。このため、皿ねじからなる固定ねじ１０８の座面１０８ｃが保持板部１０６ａの嵌合孔１０６ａ２のテーパ面１０６ａ３に当接するようになるので、より確実に保持治具１０６をワークテーブル１０４に対してずらさずに、同じ位置に固定して、保持治具１０６に設置されたワーク１１０の位置精度を向上させるので、繰り返し精度の担保を図れるようになる。
【００４８】
さらに、本実施形態では、インクヘッド１０２は、水平方向の双方向に移動する際にインクをワーク１１０の凹部１１０ｃに向けて吐出するように動作制御されている。このため、インクヘッド１０２の一方向の移動時のみにインクを吐出する場合と比べて、インクヘッド１０２の速度を落としても、確実にワーク１１０の凹部１１０ｃにインクを吐出することができ、位置精度を高められるようになる。その結果、複数のワーク１１０の凹部１１０ｃへの高精度な色入れを行うトータル時間も短縮できるようになる。
【００４９】
また、本実施形態では、インクヘッド１０２は、インクとして白色インクを凹部１１０ｃに吐出してから、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｂｋ（ブラック）からなる他色インクを凹部１１０ｃに吐出するように制御されている。このように、最初に白色インクで凹部１１０ｃに色入れをしてから、他色インクで凹部１１０ｃに色入れをすることによって、色入れ対象のワーク１１０が黒色等の有色の場合でも、より鮮明に所望のカラーで高精度な色入れが行えるようになる。
【００５０】
このように、本実施形態の立体造形物色入れシステム１００及び立体造形物色入れ方法を適用することによって、色入れ対象がミリ単位の立体造形物のワーク１１０に対して、短時間で効率的に高精度な色入れを行えるようになる。すなわち、従来では、色入れ対象がミリ単位の立体造形物のワーク１１０に対しては、精度よく色入れを行うためには、専ら注射器を使ってインクや塗料を凹部に流し込み、インク等が硬化したら溶剤ではみ出た部分を拭き取るような手作業で行われることが多かった。このため、同じ立体造形物の量産品のワークに対して、位置ずれすることなく高精度な色入れを行うには、多くの労力と時間を要するものとなっていた。
【００５１】
これに対して、本実施形態の立体造形物色入れシステム１００及び立体造形物色入れ方法では、複数の立体形状のワーク１１０を保持治具１０６に設置してから、インクジェットプリンター１０１を用いて、色入れ作業を行っている。その際に、ユーザが事前に入力したデータに基づいて、インクヘッド１０２が所望のカラーのインクをワーク１１０の凹部１１０ｃにのみ吐出するように動作制御を行うことによって、短時間で効率よく複数のワーク１１０の凹部１１０ｃに対して色入れ作業を行えるようになっている。具体的には、１６分で２８５個の色入れが行えることから、１個当たり３．４秒でワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れを行えるようになっている。
【００５２】
また、本実施形態では、皿ねじからなる固定ねじ１０８を用いて、ワーク保持孔１０６ａ１をレーザカット孔とした保持治具１０６をワークテーブル１０４に固定するので、色入れ対象となるワーク１１０の位置精度と、色入れ作業の繰り返し精度の双方とも高められるようになる。すなわち、インクジェットプリンター１０１と、ワーク１１０を保持するワーク保持孔１０６ａ１の位置精度と、ワークテーブル１０４に対して同じ場所に固定できる繰り返し精度が高い保持治具１０６とを用いて、まとめて複数の立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れが行えるようになるので、量産品に対しても、高精度な色入れを効率よく行えるようになる。
【００５３】
特に、本実施形態では、色入れ対象となるワーク１１０が上方に突出した凸状面１１０ａに段差のある凹部１１０ｃが形成されている複雑な構成であり、かつ、ミリ単位の精緻な構成の場合でも、凹部１１０ｃからインクが位置ずれすることなく、より高精度な色入れを効率的に行えるようになる。本実施形態の立体造形物色入れシステム１００及び立体造形物色入れ方法は、このような精緻で複雑な構成の立体造形物のワーク１１０に対しても、インクジェットプリンター１０１と保持治具１０６とを用いて、効率的に高精度な色入れが行えるので、極めて大きな工業的価値を有する。
【００５４】
なお、上記のように、本発明の各実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００５５】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、立体造形物色入れシステム及び立体造形物色入れ方法の構成、動作も本発明の各実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１００      立体造形物色入れシステム
１０２      インクヘッド
１０４      ワークテーブル
１０４ａ    ねじ孔
１０６      保持治具
１０６ａ    保持板部
１０６ａ１  ワーク保持孔
１０６ａ２  嵌合孔
１０６ａ３  テーパ面
１０６ｂ    側壁枠
１０８      固定ねじ
１０８ａ    頭部
１０８ｂ    軸部
１０８ｃ    座面
１１０      ワーク
１１０ａ    凸状面
１１０ｂ    底面
１１０ｃ    凹部
ｈ１        （ワークの底面からインクヘッドまでの）高さ
ｈ２        （ワークの）高さ
ｈ３        （ワークの凸状面の頂部からインクヘッドまでの）高さ
【要約】
【課題】立体形状のワークの凹部に高精度な色入れを効率的に行う。
【解決手段】立体形状のワーク１１０の凹部１１０ｃに色入れを行う立体造形物色入れシステム１００において、水平方向に移動しながらインクを凹部に向けて吐出するインクヘッド１０２と、インクヘッドの移動方向に対して垂直方向に移動するワークテーブル１０４と、ワークの位置決めをして保持するワーク保持孔１０６ａ１が複数設けられており、ワークテーブルに固定される保持治具１０６と、保持治具をワークテーブルに対して固定する複数の固定ねじ１０８と、を備え、インクヘッドは、ワークの凹部にのみインクを吐出するように移動及び吐出の動作が制御されている。
【選択図】図１【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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