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JP6512002B2 - Printing device - Google Patents

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JP6512002B2 JP2015139440A JP2015139440A JP6512002B2 JP 6512002 B2 JP6512002 B2 JP 6512002B2 JP 2015139440 A JP2015139440 A JP 2015139440A JP 2015139440 A JP2015139440 A JP 2015139440A JP 6512002 B2 JP6512002 B2 JP 6512002B2
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Description

本発明は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置に関する。   The present invention relates to a printing apparatus that performs printing while changing the relative position between a printing medium and a print head using an articulated robot.

従来、被印刷物、特に曲面形状を有する被印刷物に対して印刷を行う際に、多関節ロボットを用いて3次元的に被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させて印刷をおこなう技術が知られている。
たとえば、下記特許文献1には、プリントヘッドを多関節ロボットにツールとして持たせ、物体の湾曲した表面上に印刷をおこなう技術が開示されている。
Conventionally, when printing is performed on a substrate, particularly a substrate having a curved surface shape, there is a technology that performs printing by changing the relative position between the substrate and the print head three-dimensionally using an articulated robot. Are known.
For example, Patent Document 1 below discloses a technique in which a multi-joint robot is provided with a print head as a tool and printing is performed on a curved surface of an object.

特表2011−514234号公報JP 2011-514234 gazette

印刷紙などの平面に印刷を行う印刷装置では、一般に被印刷体およびプリントヘッドの移動方向がそれぞれ一方向であるため、印刷の位置決めや用紙送りの状態などの把握が容易である。
一方、多関節ロボットを用いた印刷装置では、多関節ロボットの各移動軸に沿った移動量をエンコーダで検出して座標を算出しているものの、被印刷体が実際にどのような動きをしているのかは特定できていない。この場合、印刷初期位置に被印刷体またはプリントヘッドが移動したことを作業者が確認して印刷開始信号を出力し、その後は一定(設定通り)の移動速度で多関節ロボットおよびこれに保持された被印刷体が移動するものとしてプリントヘッドの印刷動作が実行される。
よって、被印刷体の実際の動き(位置および移動スピード)と多関節ロボットの移動設定に沿った計算上の動き(位置および移動スピード)に誤差が生じる場合があり、印刷精度および再現性に改善の余地がある。
特に、多関節ロボットの移動距離(送り方向)が長いパターンを印刷する場合などは誤差が大きくなる可能性がある。
In a printing apparatus that performs printing on a flat surface such as printing paper, generally, the moving direction of the printing medium and the print head is one direction, so it is easy to grasp the positioning of printing and the state of sheet feeding.
On the other hand, in the printing apparatus using the articulated robot, although the amount of movement along each movement axis of the articulated robot is detected by the encoder to calculate the coordinates, what kind of movement is actually performed on the printing material It can not be identified if it is In this case, the operator confirms that the printing medium or print head has moved to the initial printing position and outputs a print start signal, and thereafter the articulated robot and the articulated robot are held at a constant (as set) moving speed. The printing operation of the print head is executed as the printing medium moves.
Therefore, errors may occur in the actual movement (position and movement speed) of the printing material and the calculated movement (position and movement speed) along the movement setting of the articulated robot, and the printing accuracy and reproducibility can be improved. There is room for
In particular, when printing a pattern in which the movement distance (feed direction) of the articulated robot is long, the error may become large.

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、多関節ロボットを用いて被印刷体に画像を印刷する際の印刷品質を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to improve the print quality when printing an image on a substrate using an articulated robot.

上述した問題を解決し、目的を達成するため、請求項1の発明にかかる印刷装置は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置であって、前記多関節ロボットの移動方向および移動量を制御するロボット制御手段と、前記多関節ロボットの移動軸毎に設けられ、それぞれの前記移動軸に沿った移動量を測定する複数の移動量測定手段と、複数の前記移動量測定手段で測定された複数の前記移動量に基づいて、前記多関節ロボットの作業点の3次元空間上の移動距離を算出する距離算出手段と、前記距離算出手段で算出された前記作業点の移動距離に応じた回転量で回転するモータと、前記モータの回転量に応じたパルス信号を出力するエンコーダと、印刷図形の形状情報と、前記被印刷体における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、前記パルス信号とに基づいて、前記プリントヘッドによる印刷動作を制御するプリント制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2の発明にかかる印刷装置は、前記モータは、前記作業点の移動距離が所定の単位距離変化するごとに所定の単位回転量回転し、前記エンコーダは、前記モータが所定量回転するごとに前記パルス信号を出力し、前記プリント制御手段は、前記パルス信号に基づいて前記プリントヘッドに対する前記被印刷体の位置を検出する、ことを特徴とする。
請求項3の発明にかかる印刷装置は、前記距離算出手段は専用集積回路により構成される、ことを特徴とする。
請求項4の発明にかかる印刷装置は、前記プリントヘッドは、前記印刷図形を形成するインクを前記被印刷体に対して吐出するインク吐出口を備え、前記プリント制御手段は、前記プリントヘッドによる前記インクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する、ことを特徴とする。
請求項5の発明にかかる印刷装置は、前記プリントヘッドは移動不能に配置されており、前記多関節ロボットは、前記被印刷体を前記作業点に固定して保持しながら前記作業点を移動させることにより前記被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させる、ことを特徴とする。
In order to solve the problems described above and achieve the object, a printing apparatus according to the invention of claim 1 is a printing apparatus that performs printing while changing the relative position between a printing material and a print head using an articulated robot. Robot control means for controlling the movement direction and movement amount of the articulated robot, and a plurality of movement amounts provided for each movement axis of the articulated robot and measuring movement amounts along the respective movement axes Distance calculation means for calculating the movement distance of the work point of the multi-joint robot in a three-dimensional space based on the measurement means, the plurality of movement amounts measured by the plurality of movement amount measurement means, and the distance calculation Means for rotating the motor at a rotation amount corresponding to the movement distance of the work point, an encoder for outputting a pulse signal corresponding to the rotation amount of the motor, shape information of a printed figure, the subject A print instruction information including the print position information in Suritai, based on said pulse signal, characterized by and a print control means for controlling the printing operation by the printhead.
In the printing apparatus according to the invention of claim 2, the motor rotates a predetermined unit rotation amount each time the movement distance of the working point changes a predetermined unit distance, and the encoder rotates the motor a predetermined amount each time Outputting the pulse signal, and the print control unit detects the position of the printing medium relative to the print head based on the pulse signal.
The printing apparatus according to the invention of claim 3 is characterized in that the distance calculating means is constituted by a dedicated integrated circuit.
In the printing apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the print head includes an ink discharge port for discharging the ink forming the print pattern to the print target, and the print control unit is configured to execute the print head using the print head. It is characterized in that the discharge timing and discharge amount of the ink are controlled.
In the printing apparatus according to the fifth aspect of the present invention, the print head is disposed immovably, and the articulated robot moves the working point while fixing and holding the printing medium to the working point. Thus, the relative position between the printing medium and the print head is changed.

請求項1の発明によれば、印刷開始後の作業点の実際の移動量に基づいてプリントヘッドによる印刷動作を制御するので、従来簡易的に(設定通りに多関節ロボットが動くことを前提に)決定していた印刷動作のタイミングをより正確に決定することができる。これにより、印刷品質の向上を図るとともに、同一条件下での印刷の再現性を向上させることができる。
請求項2の発明によれば、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するので、3次元空間内を移動する作業点の移動距離を検出するエンコーダとして機能させることができる。
請求項3の発明によれば、距離算出手段を単一の専用集積回路により構成したので、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷精度を向上させる上で有利となる。
請求項4の発明によれば、印刷装置がインクジェット式プリンタであるので、インクとして特殊な材質を用いることが可能であり、例えば基板上に回路を形成するなど図面印刷以外の用途に用いることが可能となる。
請求項5の発明によれば、プリントヘッドを固定し、被印刷体を動かしながら印刷するため、インクの吐出方向を安定させることができ、印刷品質を向上させることができる。
According to the invention of claim 1, since the printing operation by the print head is controlled based on the actual movement amount of the working point after the start of printing, it is assumed that the articulated robot moves according to the setting simply. The timing of the printing operation which has been determined can be determined more accurately. Thus, the print quality can be improved, and the reproducibility of printing under the same conditions can be improved.
According to the invention of claim 2, since the pulse signal is output each time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, it is possible to function as an encoder for detecting the movement distance of the work point moving in the three-dimensional space. it can.
According to the third aspect of the present invention, since the distance calculation means is constituted by a single dedicated integrated circuit, it is advantageous in preventing a delay due to an increase in processing load and improving printing accuracy.
According to the invention of claim 4, since the printing apparatus is an ink jet printer, it is possible to use a special material as the ink, for example, use for applications other than drawing printing such as forming a circuit on a substrate It becomes possible.
According to the fifth aspect of the invention, since the print head is fixed and printing is performed while moving the printing medium, the discharge direction of the ink can be stabilized, and the printing quality can be improved.

実施の形態にかかる印刷装置10の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a printing apparatus 10 according to an embodiment. 印刷装置10の制御系統を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the printing apparatus 10. 多関節ロボット104の構成例を示す説明図である。5 is an explanatory view showing a configuration example of an articulated robot 104. FIG. エンコーダ50の構成例を示す説明図である。5 is an explanatory view showing a configuration example of an encoder 50. FIG. 多関節ロボット104の移動経路の算出方法を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a movement path of the articulated robot 104. プリントヘッドドライバ124による制御を模式的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view schematically showing control by a print head driver 124. 印刷装置10における印刷処理の流れを示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing the flow of print processing in the printing apparatus 10;

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる印刷装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本実施の形態では、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置の例として、プリントヘッドを固定設置するとともに、被印刷体を多関節ロボットで移動させながら印刷を行う場合について説明する。
また、本実施の形態では、印刷装置がインクジェット式プリンタであるものとする。
Hereinafter, preferred embodiments of a printing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In this embodiment, as an example of a printing apparatus that performs printing while changing the relative position between the printing medium and the print head using the articulated robot, the printing head is fixed and installed, and the printing medium is articulated robot A case where printing is performed while being moved at will be described.
Further, in the present embodiment, it is assumed that the printing apparatus is an ink jet printer.

図1は、実施の形態にかかる印刷装置10の構成を示す説明図である。
印刷装置10は、曲面形状を有する基材20の表面に配線パターンを印刷する。
一般的に、配線パターンは、平面状のフレキシブル基板をエッチングしてパターンを作成する。しかしながら、このような方法では曲面形状を有する基材20に配線パターンを形成するのは困難である。
一方で、実施の形態にかかる印刷装置10は、多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行うので、曲面形状を有する基材20に自由に配線パターンを配置することができる。
FIG. 1 is an explanatory view showing the configuration of a printing apparatus 10 according to the embodiment.
The printing apparatus 10 prints a wiring pattern on the surface of a substrate 20 having a curved shape.
Generally, the wiring pattern is formed by etching a flat flexible substrate. However, in such a method, it is difficult to form a wiring pattern on the base material 20 having a curved shape.
On the other hand, the printing apparatus 10 according to the embodiment performs printing while changing the relative position between the printing material and the print head using an articulated robot, so the wiring pattern can be freely formed on the base material 20 having a curved shape. Can be placed.

印刷装置10は、プリントヘッド102、被印刷体移動手段としての多関節ロボット104、インク硬化手段108および図2に示す各種制御手段によって構成され、曲面形状を有する被印刷体の表面に画像を印刷する。本実施の形態では、被印刷体(ワーク)の一例として、半球状の基材20を用いている。   The printing apparatus 10 includes a print head 102, an articulated robot 104 as a printing medium moving means, an ink curing means 108, and various control means shown in FIG. 2, and prints an image on the surface of a printing medium having a curved shape. Do. In the present embodiment, a hemispherical base 20 is used as an example of a printing material (work).

プリントヘッド102は、第1の支持部材22に支持され、移動不能に配置されるとともに、画像を形成するインクを基材20に対して吐出するインク吐出口102Aを備える。プリントヘッド102は、たとえばインク吐出口102Aからのインク吐出方向が重力方向と一致するように下向きに支持されている。インク吐出口102Aは、プリントヘッド102に複数備えられていてもよい。   The print head 102 is supported by the first support member 22 and disposed immovably, and includes an ink ejection port 102A that ejects an ink for forming an image to the substrate 20. The print head 102 is supported downward so that, for example, the ink ejection direction from the ink ejection port 102A coincides with the gravity direction. A plurality of ink discharge ports 102A may be provided in the print head 102.

また、プリントヘッド102は、基材20に対するインク吐出口102Aの位置を調整する位置調整機構を備えていてもよい。位置調整機構としては、たとえば多関節ロボット(被印刷体移動手段としての多関節ロボット104と別個に設けたプリントヘッド移動手段としての多関節ロボット)を用いることができる。このような位置調整機構を設けることによって、被印刷体とプリントヘッド102との相対位置変化の自由度を高めることができ、印刷効率を向上させることができる。   In addition, the print head 102 may be provided with a position adjustment mechanism that adjusts the position of the ink discharge port 102A with respect to the substrate 20. As the position adjustment mechanism, for example, an articulated robot (an articulated robot as a print head moving unit provided separately from the articulated robot 104 as a printing medium moving unit) can be used. By providing such a position adjusting mechanism, the degree of freedom in relative position change between the printing medium and the print head 102 can be increased, and printing efficiency can be improved.

プリントヘッド102から吐出されるインクは、たとえば、エネルギー照射によって硬化する硬化型インクである。例えば、導体素材を用いた硬化型インクによって周波数選択素子(FSS)のパターンを描画し、後述するインク硬化手段108を用いてインクを硬化させることによって、曲面形状を有する基材20の表面に周波数選択素子を形成することが可能となる。   The ink ejected from the print head 102 is, for example, a curable ink that is cured by energy irradiation. For example, a pattern of a frequency selective element (FSS) is drawn by a curable ink using a conductive material, and the ink is cured using an ink curing means 108 described later, whereby the frequency is applied to the surface of the substrate 20 having a curved shape. It becomes possible to form a selection element.

インク硬化手段108は、第2の支持部材23に支持され、インクが吐出された基材20にエネルギー照射をおこなう。インク硬化手段108は、硬化型インクの種類に合わせて、たとえばレーザ、熱源、フラッシュ光、UV光などを照射することにより、基材20の表面に吐出された硬化型インクを硬化させる。インク硬化手段108は、多関節ロボットにツールとして持たせずに、図1に示すように第2の支持部材23に設置することによって安全性を向上させることができる。   The ink curing unit 108 is supported by the second support member 23 and performs energy irradiation on the substrate 20 from which the ink is discharged. The ink curing unit 108 cures the curable ink discharged on the surface of the substrate 20 by irradiating, for example, a laser, a heat source, flash light, UV light, or the like according to the type of the curable ink. The ink curing means 108 can improve safety by being installed on the second support member 23 as shown in FIG. 1 without having it as a tool for the articulated robot.

多関節ロボット104は、基材20を作業点に固定して保持しながら作業点を移動させることにより基材20とプリントヘッド102との相対位置を変化させる。
図1では、多関節ロボット104で基材20を保持した状態を図示している。多関節ロボット104は、具体的には軸方向に移動可能なロボットであり、望ましくは4軸以上の移動方向を有する多軸ロボットである。
本実施の形態では、多関節ロボット104として6軸多関節ロボットを用いる。
The articulated robot 104 changes the relative position between the substrate 20 and the print head 102 by moving the operation point while holding the substrate 20 fixed to the operation point.
In FIG. 1, a state in which the substrate 20 is held by the articulated robot 104 is illustrated. Specifically, the articulated robot 104 is a robot that can move in the axial direction, and is preferably a multi-axis robot that has four or more axes of movement.
In the present embodiment, a six-axis articulated robot is used as the articulated robot 104.

図3は、多関節ロボット104の構成例を示す説明図である。
図3に示した多関節ロボット104は6軸多関節ロボットであり、主に体部104A、腕部104B、手首部104Cによって構成される。
本実施の形態では、基材20は治具を介して手首部104Cに支持され、多関節ロボット104の移動に追従して移動される。
本実施の形態では、多関節ロボット104の作業点は、手首部104Cに支持される治具の先端部(多関節ロボット104と基材20との接触点)とする。
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration example of the articulated robot 104. As shown in FIG.
The articulated robot 104 shown in FIG. 3 is a six-axis articulated robot, and mainly includes a body 104A, an arm 104B, and a wrist 104C.
In the present embodiment, the base material 20 is supported by the wrist portion 104C via a jig, and is moved following the movement of the articulated robot 104.
In the present embodiment, the working point of the articulated robot 104 is the tip of a jig supported by the wrist 104C (the contact point between the articulated robot 104 and the base material 20).

多関節ロボット104の体部104Aは、S軸を中心として回転可能であり、また、L軸を中心として前後方向に揺動可能である。
多関節ロボット104の腕部104Bは、R軸を中心に回転可能であり、また、U軸を中心として上下方向に揺動可能である。
多関節ロボット104の手首部104Cは、T軸を中心に回転可能であり、また、B軸を中心に上下方向に揺動可能である。
より詳細には、多関節ロボット104の各部(体部104A、腕部104B、手首部104C)には、それぞれの移動軸(S軸、L軸、R軸、U軸、T軸、B軸)に沿った支軸、および各支軸を回転させるモータ105(図2参照)が設けられている。各モータ105は、後述するロボットコントローラ106により回転量が制御される。
The body portion 104A of the articulated robot 104 is rotatable around the S axis, and can be rocked back and forth around the L axis.
The arm portion 104B of the articulated robot 104 is rotatable about the R axis, and can be pivoted up and down about the U axis.
The wrist portion 104C of the articulated robot 104 is rotatable around the T axis, and can be swung up and down around the B axis.
More specifically, the moving axes (S-axis, L-axis, R-axis, U-axis, T-axis, B-axis) of each part (body part 104A, arm part 104B, wrist part 104C) of the articulated robot 104 The support shaft along with and the motor 105 (refer FIG. 2) which rotates each support shaft are provided. The amount of rotation of each motor 105 is controlled by a robot controller 106 described later.

多関節ロボット104の位置や姿勢を規定する座標系として、体部104Aの接地中心を原点とするベース座標系(X,Y,Z)と、作業点(手首部104Cに支持される治具の先端部)を原点とするメカニカルインターフェース座標系(Xm,Ym,Zm)とがある。ベース座標系は他の座標系の基準となり変化しないが、メカニカルインターフェース座標系は各軸の角度変化により変化する。
多関節ロボット104の位置や姿勢を変化させるには、各座標系に対して移動量(位置偏差や回転偏差)および変位速度を入力する。
As a coordinate system that defines the position and posture of the articulated robot 104, a base coordinate system (X, Y, Z) whose origin is the contact center of the body portion 104A and a jig supported by the work point (wrist portion 104C) There is a mechanical interface coordinate system (Xm, Ym, Zm) whose origin is at the tip end). Although the base coordinate system does not change as a reference of other coordinate systems, the mechanical interface coordinate system changes due to the angle change of each axis.
In order to change the position and orientation of the articulated robot 104, movement amounts (position deviation and rotation deviation) and displacement speeds are input to each coordinate system.

また、多関節ロボット104の移動軸(S軸、L軸、R軸、U軸、T軸、B軸)には、それぞれの移動軸に沿った各部(体部104A、腕部104B、手首部104C)の移動量を測定する移動量測定手段が設けられている。
移動量測定手段とは、具体的には図4に示すようなエンコーダ50である。エンコーダ50は、物体が回転移動や直線移動する際に、移動方向や移動量、角度を検出する。
図4Aに一般的な光学透過型のエンコーダ50の概略図を示す。
エンコーダ50は、LED発光素子502、レンズ504、コードホイール506、受光IC508を含んで構成される。
LED発光素子502およびレンズ504は、円板状のコードホイール506の一方の表面と対向するように設置される。また、受光IC508は、コードホイール506の他方の表面と対向するように設置される。
In addition, in the movement axes (S axis, L axis, R axis, U axis, T axis, B axis) of the articulated robot 104, each part (body 104A, arm 104B, wrist) along each movement axis A moving amount measuring means is provided to measure the moving amount of 104C).
Specifically, the movement amount measuring means is an encoder 50 as shown in FIG. The encoder 50 detects the moving direction, the moving amount, and the angle when the object rotationally moves or linearly moves.
FIG. 4A shows a schematic view of a general optical transmission encoder 50.
The encoder 50 includes an LED light emitting element 502, a lens 504, a code wheel 506, and a light receiving IC 508.
The LED light emitting element 502 and the lens 504 are installed to face one surface of the disk shaped code wheel 506. Also, the light receiving IC 508 is installed to face the other surface of the code wheel 506.

コードホイール506は、移動軸を回転させるモータ105の出力軸に取り付けられ、モータ105の回転に連動して回転する。また、コードホイール506には、長方形の穴が開いたスリット部506Aと、穴が開いていない平板部506Bとが設けられている。スリット部506Aは、円板状のコードホイール506の外周に沿って、1周にわたり等間隔で開口している。
このコードホイール506の一方の表面に対して、LED発光素子502から検出用の光を照射する。LED発光素子502から照射光は錯乱光であるため、レンズ504で集光して平行光に近づける。
上述のように、コードホイール506にはスリット部506Aと平板部506Bとが設けられているため、スリット部506Aが通過するタイミングでのみ、コードホイール506の他方の表面側にある受光IC508に到達する。
受光IC508上にはフォトダイオードが配置されており、信号変換回路部で処理されて、図4Bに示すような1/4周期の位相差をもつ2相のパルス列をモータ105の出力軸の角変位に応じて出力する。この2相パルス列(A相およびB相)の位相関係は回転方向に対応して反転する。
このようなパルス列を用いることによって、モータ105の回転方向、回転位置および回転速度を検出することができる。
The code wheel 506 is attached to the output shaft of the motor 105 that rotates the moving shaft, and rotates in conjunction with the rotation of the motor 105. Further, the code wheel 506 is provided with a slit portion 506A in which a rectangular hole is opened and a flat plate portion 506B in which the hole is not opened. The slit portion 506A opens at equal intervals along one circumference along the outer periphery of the disk-shaped code wheel 506.
Light for detection is emitted from the LED light emitting element 502 to one surface of the code wheel 506. Since the irradiation light from the LED light emitting element 502 is a confusing light, it is condensed by the lens 504 to approach parallel light.
As described above, since the slit portion 506A and the flat portion 506B are provided in the code wheel 506, the light receiving IC 508 on the other surface side of the code wheel 506 is reached only at the timing when the slit portion 506A passes. .
A photodiode is disposed on the light receiving IC 508, and processed by the signal conversion circuit unit, a two-phase pulse train having a phase difference of 1⁄4 cycle as shown in FIG. 4B is an angular displacement of the output shaft of the motor 105. Output according to The phase relationship of this two-phase pulse train (A-phase and B-phase) is reversed correspondingly to the rotational direction.
By using such a pulse train, the rotational direction, rotational position and rotational speed of the motor 105 can be detected.

より詳細には、A相とB相のどちらが先に立ち上がるかを検出することによって、コードホイール506を取り付けた回転軸の回転方向を判別することができる。
例えば、コードホイール506が正転(時計方向)へ回転している時、A相よりもB相が遅れて立ち上がることになる。コードホイール506が反転(反時計方向)へ逆回転すると、物理的な回転円板の回転方向が反転するので、B相がA相よりも先に立ち上がることになる。またこのような構成は、回転方向だけではなく、水平(リニア)駆動時の移動方向の判別にも用いることができる。
More specifically, it is possible to determine the rotation direction of the rotation shaft on which the code wheel 506 is attached, by detecting which of the A phase and the B phase first rises.
For example, when the code wheel 506 is rotating in the normal direction (clockwise direction), the B phase rises behind the A phase. When the code wheel 506 reversely rotates in the reverse direction (counterclockwise), the rotation direction of the physical rotating disk is reversed, so that the B phase rises earlier than the A phase. Moreover, such a configuration can be used not only to determine the direction of movement during horizontal (linear) drive, but also to detect the direction of rotation.

また、コードホイール506には、スリット部506Aが1周にわたり、等間隔で設けられている。例えば、コードホイール506の1周に360個のスリット部506Aが設けられているとすると、1つのスリット部506A当たり1つのパルスが出力されるので、1パルス当たり1度の回転位置を検出することができる。同様に、1周に3600個のスリットを設ければ、0.1度単位で回転角度を検出することができる。
さらに、A相とB相のそれぞれの波形の立ち上がり/立ち下がり位置をカウントすることで、物理的に設けたスリット部506Aの数よりも細かい角度位置を検出することができる。
Further, in the code wheel 506, slit portions 506A are provided at equal intervals over one round. For example, assuming that 360 slits 506A are provided around one circumference of the code wheel 506, one pulse is output per slit 506A, so that one rotational position per pulse should be detected. Can. Similarly, if 3600 slits are provided on one circumference, the rotation angle can be detected in units of 0.1 degrees.
Furthermore, by counting the rising / falling positions of the A-phase and B-phase waveforms, it is possible to detect an angular position finer than the number of physically provided slit portions 506A.

また、エンコーダ50から出力される1周期のパルス時間と1周期当たりの出力パルス数を測定し、下記式(1)を適用することで、モータ105の出力軸の回転速度を算出することができる。
回転速度(r/min)=(1/(1周期の時間(秒)×パルス数))×60・・・(1)
The rotational speed of the output shaft of the motor 105 can be calculated by measuring the pulse time of one cycle output from the encoder 50 and the number of output pulses per cycle and applying the following equation (1). .
Rotational speed (r / min) = (1 / (time of one cycle (seconds) × number of pulses)) × 60 (1)

つぎに、印刷装置10の制御系統について説明する。
図2は、印刷装置10の制御系統を示すブロック図である。
印刷装置10は、ロボットコントローラ106、コンピュータ120、距離算出用チップ122、パルス生成部123、プリントヘッドドライバ124を備えている。
コンピュータ120は、CPU、ROM、RAM、ハードディスク装置、キーボード、マウス、ディスプレイ等を有し、作業者が印刷図形の設定や多関節ロボット104およびプリントヘッド102への指示等を行うインターフェースとして機能する。
Next, a control system of the printing apparatus 10 will be described.
FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the printing apparatus 10.
The printing apparatus 10 includes a robot controller 106, a computer 120, a distance calculation chip 122, a pulse generation unit 123, and a print head driver 124.
The computer 120 has a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk drive, a keyboard, a mouse, a display, and the like, and functions as an interface for the operator to set print figures and give instructions to the articulated robot 104 and the print head 102.

ロボットコントローラ106は、多関節ロボット104の移動方向および移動量を制御して、基材20をプリントヘッド102に対して所望の位置に移動させる。多関節ロボット104の移動方向および移動量は、コンピュータ120から出力される制御情報(基材20上の領域の印刷順序など)に基づいて決定する。
より詳細には、ロボットコントローラ106は、コンピュータ120からの制御情報に基づいて、多関節ロボット104の各移動軸に設けられたモータ105に対して制御信号を出力する。多関節ロボット104は、制御信号に基づいて各軸のモータ105を駆動させることにより指示された動きを実行する。
このとき、各モータ105の出力軸に付いているエンコーダ50からパルス信号が出力される。ロボットコントローラ106は、このパルス信号をエンコーダカウンタで処理して、上記制御信号との差動比較を行い、各移動軸が指示された動きを実行しているかを確認する。
また、ロボットコントローラ106は、各移動軸のエンコーダ50から出力されたパルス信号を用いて、多関節ロボット104の座標(X,Y,ZおよびXm,Ym,Zm)を算出する。そして、算出した座標をコンピュータ120を介して距離算出用チップ122に出力する。
なお、多関節ロボット104の座標の算出を距離算出用チップ122で行ってもよい。この場合、ロボットコントローラ106から距離算出用チップ122に対して、各移動軸のエンコーダ50から出力されたパルス信号をそのまま出力する。
また、基材20の形状や作業点に対する基材20の設置状態は既知であるため、作業点の位置(座標)が特定できれば、基材20の任意の点の位置(座標)も算出することができる。
The robot controller 106 controls the direction and amount of movement of the articulated robot 104 to move the substrate 20 to a desired position relative to the print head 102. The movement direction and movement amount of the articulated robot 104 are determined based on control information (such as the printing order of the area on the substrate 20) output from the computer 120.
More specifically, the robot controller 106 outputs a control signal to the motor 105 provided on each moving axis of the articulated robot 104 based on the control information from the computer 120. The articulated robot 104 executes the instructed movement by driving the motor 105 of each axis based on the control signal.
At this time, a pulse signal is output from the encoder 50 attached to the output shaft of each motor 105. The robot controller 106 processes this pulse signal with an encoder counter, performs differential comparison with the above control signal, and confirms whether each movement axis is executing the instructed motion.
Further, the robot controller 106 calculates the coordinates (X, Y, Z and Xm, Ym, Zm) of the articulated robot 104 using the pulse signal output from the encoder 50 of each moving axis. Then, the calculated coordinates are output to the distance calculation chip 122 via the computer 120.
The calculation of the coordinates of the articulated robot 104 may be performed by the tip for distance calculation 122. In this case, the robot controller 106 outputs the pulse signal output from the encoder 50 of each moving axis to the distance calculation chip 122 as it is.
In addition, since the installation state of the base 20 relative to the shape of the base 20 and the work point is known, if the position (coordinates) of the work point can be specified, the position (coordinates) of any point on the base 20 is also calculated. Can.

距離算出用チップ122は、多関節ロボット104の作業点の移動軌跡を算出する専用チップであり、本実施の形態ではField Programmable Gate Array(FPGA)を用いている。
FPGAはチップ上に専用のソフトウェアを用いて生成した回路を実装したものであり、回路は再定義可能である。FPGAはコンピュータのCPUと異なり、オペレーションシステム(OS)を介していないので、処理を高速化することが可能である。
このように、コンピュータのCPUと別個に距離算出用チップ122を設けることによって、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷装置10の印刷精度を向上させる上で有利となる。
The distance calculation chip 122 is a dedicated chip for calculating the movement trajectory of the work point of the articulated robot 104, and in the present embodiment, a Field Programmable Gate Array (FPGA) is used.
An FPGA is an implementation of a circuit generated using dedicated software on a chip, and the circuit is redefinable. Unlike the CPU of a computer, an FPGA does not go through an operating system (OS), so processing can be accelerated.
As described above, providing the distance calculation chip 122 separately from the CPU of the computer is advantageous in preventing a delay due to an increase in processing load and improving the printing accuracy of the printing apparatus 10.

距離算出用チップ122は、距離算出回路122Aを備えている。
距離算出回路122Aは、距離算出手段として機能し、多関節ロボット104の座標から作業点の移動軌跡および移動距離を算出する。すなわち、距離算出回路122Aは、複数のエンコーダ50(移動量測定手段)で測定された複数の移動量に基づいて、多関節ロボット104の作業点の3次元空間上の位置を算出する。
図5は、多関節ロボット104の移動経路の算出方法を説明する説明図である。
図5では、説明の便宜上、紙面上にX軸およびZ軸を取り、このX−Z平面上を作業点が移動するものとする。
図5Aに示すように、距離算出回路122Aには、所定のサンプリング間隔で多関節ロボット104の座標情報が入力される。例えば、時刻T1における多関節ロボット104の座標は(X1,Z1)であり、この位置をP1とする。また、時刻T2(時刻T1から単位サンプリング時間後)における多関節ロボット104の座標は(X2,Z2)であり、この位置をP2とする。以下同様に、図5Aには時刻T3〜T5における座標を示している。
図5Bに示すように、時刻T1から時刻T2の間における多関節ロボット104の移動量L1は、ピタゴラスの定理を用いて算出することができる。
また、三次元空間に適合させ、より一般化した形での移動量L1は、下記式(2)で与えられる。
The distance calculation chip 122 includes a distance calculation circuit 122A.
The distance calculation circuit 122A functions as distance calculation means, and calculates the movement locus and movement distance of the work point from the coordinates of the articulated robot 104. That is, the distance calculation circuit 122A calculates the position in the three-dimensional space of the work point of the articulated robot 104 based on the plurality of movement amounts measured by the plurality of encoders 50 (movement amount measurement means).
FIG. 5 is an explanatory view for explaining a method of calculating a movement path of the articulated robot 104. As shown in FIG.
In FIG. 5, for convenience of explanation, it is assumed that the X axis and the Z axis are taken on the paper surface, and the work point moves on the XZ plane.
As shown in FIG. 5A, coordinate information of the articulated robot 104 is input to the distance calculation circuit 122A at a predetermined sampling interval. For example, the coordinates of the articulated robot 104 at time T1 are (X1, Z1), and this position is P1. The coordinates of the articulated robot 104 at time T2 (after unit sampling time from time T1) are (X2, Z2), and this position is P2. Likewise, FIG. 5A shows coordinates at times T3 to T5.
As shown in FIG. 5B, the movement amount L1 of the articulated robot 104 between time T1 and time T2 can be calculated using the Pythagorean theorem.
Further, the movement amount L1 in a more generalized form adapted to a three-dimensional space is given by the following equation (2).

Figure 0006512002
Figure 0006512002

また、各時刻間ごとの移動量を累計することによって、多関節ロボット104の移動距離を算出することができる。移動経路は、各時刻の座標から特定される位置(図5AのP1〜P5)をつないだ線となる。   Further, by totaling the movement amounts for each time, the movement distance of the articulated robot 104 can be calculated. The movement path is a line connecting the positions (P1 to P5 in FIG. 5A) specified from the coordinates of each time.

図2の説明に戻り、パルス生成部123は、モータ123Aおよびエンコーダ123Bからなり、距離算出回路122Aで算出された作業点の位置に応じたパルス信号を出力する。
モータ123Aは、距離算出回路122Aで算出された作業点の位置に応じた回転量で回転する。
例えばモータ123Aがパルスモータである場合、モータ123Aと距離算出回路122Aとの間に、作業点が単位距離移動するごとにパルスを生成するパルス生成回路を設けて、作業点が単位距離移動するごとにモータ123Aが単位角度の回転を行うようにする。
また、例えばモータ123Aと距離算出回路122Aとの間に電流発生回路を設けて、作業点が単位距離移動するごとに所定時間電流を発生させ、作業点が単位距離移動するごとにモータ123Aが単位角度の回転を行うようにしてもよい。
また、例えばモータ123Aと距離算出回路122Aとの間に電圧発生回路を設けて、作業点が単位距離移動するごとに所定時間電圧を発生させ、作業点が単位距離移動するごとにモータ123Aが単位角度の回転を行うようにしてもよい。
これらパルス生成回路、電流発生回路、電圧発生回路は、例えば距離算出用チップ122上に設ける。
Returning to the description of FIG. 2, the pulse generation unit 123 includes a motor 123A and an encoder 123B, and outputs a pulse signal according to the position of the work point calculated by the distance calculation circuit 122A.
The motor 123A rotates by an amount of rotation corresponding to the position of the work point calculated by the distance calculation circuit 122A.
For example, when the motor 123A is a pulse motor, a pulse generation circuit is provided between the motor 123A and the distance calculation circuit 122A for generating a pulse each time the working point moves a unit distance, and every time the working point moves a unit distance The motor 123A rotates at a unit angle.
Further, for example, a current generation circuit is provided between the motor 123A and the distance calculation circuit 122A, and a current is generated for a predetermined time each time the working point moves a unit distance, and the motor 123A is a unit each time the working point moves a unit distance The rotation of the angle may be performed.
Further, for example, a voltage generation circuit is provided between the motor 123A and the distance calculation circuit 122A, and a voltage is generated for a predetermined time each time the working point moves a unit distance, and the motor 123A is a unit each time the working point moves a unit distance The rotation of the angle may be performed.
The pulse generation circuit, the current generation circuit, and the voltage generation circuit are provided, for example, on the distance calculation chip 122.

エンコーダ123Bは、上述した多関節ロボット104のモータ105に取り付けられたエンコーダ50と同様の構成であり、モータ123Aの回転量に応じたパルス信号をプリントヘッドドライバ124に出力する。
エンコーダ123Bは、モータ123Aが所定の単位角度回転するごとにパルス信号を出力するよう構成される。
すなわち、モータ123Aおよびエンコーダ123Bによって、作業点が単位距離移動するごとにパルス信号をプリントヘッドドライバ124に出力する。
The encoder 123B has the same configuration as the encoder 50 attached to the motor 105 of the articulated robot 104 described above, and outputs a pulse signal corresponding to the amount of rotation of the motor 123A to the print head driver 124.
The encoder 123B is configured to output a pulse signal each time the motor 123A rotates by a predetermined unit angle.
That is, the motor 123A and the encoder 123B output a pulse signal to the print head driver 124 each time the working point moves a unit distance.

プリントヘッドドライバ124は、プリント制御手段として機能し、印刷図形の形状情報と、基材20における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、パルス生成回路122Bで生成されたパルス信号とに基づいて、プリントヘッド102による印刷動作を制御する。
本実施の形態では、印刷装置10がインクジェット式プリンタであるため、プリントヘッドドライバ124は、パルス信号に基づいてプリントヘッド102に対する基材20の位置を検出しながら、プリントヘッド102によるインクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する。
The print head driver 124 functions as print control means, and prints based on the shape information of the print figure, the print instruction information including the print position information on the substrate 20, and the pulse signal generated by the pulse generation circuit 122B. The printing operation by the head 102 is controlled.
In the present embodiment, since the printing apparatus 10 is an ink jet printer, the print head driver 124 detects the position of the substrate 20 with respect to the print head 102 based on the pulse signal, while discharging ink by the print head 102. And control the discharge amount.

図6は、プリントヘッドドライバ124による制御を模式的に示す説明図である。
図6Aに示す図案F1は、印刷装置10での印刷図形の例であり、基材20上に等間隔(距離Xi)に描かれた2色の縞模様である。
図6A下段に示すパルス信号は、多関節ロボット104による基材20の移動速度を示す。図6A下段のパルス信号は、時間T=4t(tは単位時間)で距離Xi×2だけ基材20を移動させることを示す。すなわち、単位時間(t)当たりの移動距離は2Xi/4であり、この速度が標準移動速度であるものとする。
この場合、プリントヘッドドライバ124は、時間4t内に距離Xi×2分の印刷を行う。
FIG. 6 is an explanatory view schematically showing control by the print head driver 124. As shown in FIG.
A design F1 shown in FIG. 6A is an example of a print pattern in the printing apparatus 10, and is a stripe pattern of two colors drawn at equal intervals (distance Xi) on the substrate 20.
The pulse signal shown in the lower part of FIG. 6A indicates the moving speed of the substrate 20 by the articulated robot 104. The pulse signal at the bottom of FIG. 6A indicates that the base material 20 is moved by a distance Xi × 2 at time T = 4t (t is a unit time). That is, the moving distance per unit time (t) is 2Xi / 4, and this speed is a standard moving speed.
In this case, the print head driver 124 performs printing for a distance Xi × 2 minutes within a time 4t.

ここで、何らかの理由で基材20の移動速度が速くなり、時間3tで距離Xi×2だけ基材20が移動したとする。この場合、単位時間(t)当たりの移動距離、すなわち移動速度は2Xi/3(>標準速度)となる。
従来のように基材20の移動速度が一定(標準速度)であるものとして印刷を行うと、時間4t内に距離Xi×2分の印刷を行うことになり、印刷速度に対して基材20の移動速度が速すぎてしまい、図6Bの図案F2のように縞模様の間隔が広くなる。なお、図案F2には単に縞模様の間隔が広くなったように図示しているが、実際には例えば印刷のムラなどが生じると考えられる。
Here, it is assumed that the moving speed of the substrate 20 is increased for some reason, and the substrate 20 is moved by a distance Xi × 2 at time 3t. In this case, the movement distance per unit time (t), that is, the movement speed is 2Xi / 3 (> standard speed).
If printing is performed on the assumption that the moving speed of the substrate 20 is constant (standard speed) as in the prior art, printing will be performed within a time 4 t by a distance Xi × 2 minutes. The moving speed of is too fast, and the interval between stripes becomes wide as shown in the design F2 of FIG. 6B. In addition, although it is illustrated that the space | interval of a stripe pattern became wide only in the design F2, it is thought that the nonuniformity etc. of printing etc. arise in fact, for example.

一方、印刷装置10のプリントヘッドドライバ124は、作業点の移動距離に応じたパルス信号に基づいて印刷動作を制御するので、基材20の実際の移動速度に合わせて印刷範囲等を変更することができる。
すなわち、図6C下段に示すように何らかの理由で基材20の移動速度が速くなった場合(移動速度2Xi/3)、プリントヘッドドライバ124は、時間3t内に距離Xi×2分の印刷を行う。これにより、図6C上段の図案F3のように、誤差なく印刷図形を印刷することができる。
On the other hand, since the print head driver 124 of the printing apparatus 10 controls the printing operation based on the pulse signal according to the movement distance of the working point, changing the printing range etc. according to the actual movement speed of the substrate 20 Can.
That is, as shown in the lower part of FIG. 6C, when the moving speed of the substrate 20 is increased for some reason (moving speed 2Xi / 3), the print head driver 124 performs printing for a distance Xi × 2 minutes within the time 3t. . As a result, it is possible to print the print figure without an error as shown by the design F3 at the top of FIG. 6C.

図7は、印刷装置10における印刷処理の流れを示すフロー図である。
図7のフロー図は一例であり、例えば図7でロボットコントローラ106またはプリントヘッドドライバ124が行っている処理を、コンピュータ120が行うように構成してもよい。
コンピュータ120は、作業者から印刷指示情報が入力されると(ステップS700)、ロボットコントローラ106に対しては多関節ロボット104の動きに関する制御情報を、プリントヘッドドライバ124に対しては印刷図形の形状情報や基材20における印刷位置情報などを含む制御情報(印刷指示情報)を、それぞれ出力する(ステップS702)。
ロボットコントローラ106は、制御情報が入力されると(ステップS704)、多関節ロボット104を作動させ、基材20を印刷開始位置に移動させる(ステップS706)。印刷開始位置への移動が完了すると、ロボットコントローラ106はプリントヘッドドライバ124に対して移動完了信号を出力する(ステップS708)。
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the printing process in the printing apparatus 10.
The flowchart of FIG. 7 is an example, and for example, the computer 120 may perform the processing performed by the robot controller 106 or the print head driver 124 in FIG. 7.
When printing instruction information is input from the operator (step S700), the computer 120 controls the robot controller 106 regarding the movement of the articulated robot 104, and the print head driver 124 determines the shape of the printing figure. Control information (print instruction information) including information and print position information on the base 20 is output (step S702).
When the control information is input (step S704), the robot controller 106 operates the articulated robot 104 to move the substrate 20 to the printing start position (step S706). When the movement to the print start position is completed, the robot controller 106 outputs a movement completion signal to the print head driver 124 (step S 708).

プリントヘッドドライバ124は、コンピュータ120からの制御情報(ステップS709)および移動完了信号が入力されると(ステップS710)、ロボットコントローラ106に対して印刷開始信号を出力する(ステップS712)。
ロボットコントローラ106は、印刷開始信号が入力されると(ステップS714)、多関節ロボット104をステップS704で入力された制御情報に沿って移動させる(ステップS716)。そして、各移動軸のモータ105に取り付けられたエンコーダ50から出力される移動量情報に基づいてベース座標およびメカニカルインターフェース座標を算出し、算出した座標情報を距離算出用チップ122に出力する(ステップS718)。
When the control information (step S709) and the movement completion signal from the computer 120 are input (step S710), the print head driver 124 outputs a print start signal to the robot controller 106 (step S712).
When the printing start signal is input (step S714), the robot controller 106 moves the articulated robot 104 along the control information input in step S704 (step S716). Then, base coordinates and mechanical interface coordinates are calculated based on the movement amount information output from the encoder 50 attached to the motor 105 of each movement axis, and the calculated coordinate information is output to the distance calculation chip 122 (step S718). ).

距離算出用チップ122は、座標情報が入力されると(ステップS720)、作業点の移動距離を算出するとともに、作業点の移動距離に対応してパルス、電流、電圧のいずれかを発生させてパルス生成部123へと出力する(ステップS722)。
パルス生成部123は、距離算出用チップ122から出力されたパルス、電流、電圧のいずれかを用いて、作業点が単位距離移動するごとにモータ123Aを単位角度回転させるとともに、エンコーダ123Bでモータの回転角度を検出して回転量に応じたパルス信号を生成する。すなわち、作業点の移動距離に基づいてパルス信号を生成し、プリントヘッドドライバ124に出力する(ステップS724)。
プリントヘッドドライバ124は、ステップS709で入力された制御情報およびパルス信号に基づいてプリントヘッド102からのインクの吐出を制御する(ステップS726)。なお、印刷開始からごく短時間の間はパルス信号が入力されないので、制御情報のみを用いてプリントヘッド102を制御する。
When coordinate information is input (step S 720), the distance calculation chip 122 calculates the movement distance of the working point, and generates any of pulse, current, or voltage corresponding to the movement distance of the working point. It is output to the pulse generation unit 123 (step S722).
The pulse generation unit 123 rotates the motor 123A by a unit angle each time the working point moves by a unit distance using any of the pulse, current, or voltage output from the distance calculation chip 122, and causes the encoder 123B to rotate the motor. The rotation angle is detected to generate a pulse signal according to the amount of rotation. That is, a pulse signal is generated based on the movement distance of the working point, and is output to the print head driver 124 (step S 724).
The print head driver 124 controls the ejection of the ink from the print head 102 based on the control information and the pulse signal input in step S709 (step S726). Since no pulse signal is input for a very short time after the start of printing, the print head 102 is controlled using only control information.

以上説明したように、実施の形態にかかる印刷装置10は、印刷開始後の作業点の実際の移動量に基づいてプリントヘッド102による印刷動作を制御するので、従来簡易的に(設定通りに多関節ロボット104が動くことを前提に)決定していた印刷動作のタイミングをより正確に決定することができる。これにより、印刷品質の向上を図るとともに、同一条件下での印刷の再現性を向上させることができる。
また、印刷装置10は、作業点の位置が所定の単位距離変化するごとにパルス信号を出力するので、3次元空間内を移動する作業点に対して疑似的なエンコーダとして機能させることができる。
また、印刷装置10は、距離算出回路122Aおよびパルス生成回路122Bを単一の専用集積回路により構成したので、処理負荷の上昇による遅延を防止し、印刷精度を向上させる上で有利となる。
また、印刷装置10は、インクジェット式プリンタであるので、インクとして特殊な材質を用いることが可能であり、例えば基板上に回路を形成するなど図面印刷以外の用途に用いることが可能となる。
また、印刷装置10は、プリントヘッド102を固定し、基材20を動かしながら印刷するため、インクの吐出方向を安定させることができ、印刷品質を向上させることができる。
As described above, since the printing apparatus 10 according to the embodiment controls the printing operation by the print head 102 based on the actual movement amount of the work point after the start of printing, the printing device 10 according to the embodiment can The timing of the printing operation determined on the assumption that the articulated robot 104 moves can be determined more accurately. Thus, the print quality can be improved, and the reproducibility of printing under the same conditions can be improved.
In addition, since the printing apparatus 10 outputs a pulse signal each time the position of the work point changes by a predetermined unit distance, the printing device 10 can function as a pseudo encoder for the work point moving in the three-dimensional space.
Further, since the printing apparatus 10 includes the distance calculation circuit 122A and the pulse generation circuit 122B as a single dedicated integrated circuit, it is advantageous in preventing a delay due to an increase in processing load and improving printing accuracy.
Further, since the printing apparatus 10 is an ink jet printer, a special material can be used as the ink, and can be used for applications other than drawing printing, such as forming a circuit on a substrate, for example.
In addition, since the printing apparatus 10 fixes the print head 102 and performs printing while moving the substrate 20, the discharge direction of the ink can be stabilized, and the print quality can be improved.

なお、本発明の適用は印刷装置に限られない。すなわち、多関節ロボットを用いて被作業対象体と作業具との相対位置を変化させながら作業を行う装置であれば、本発明の適用が可能である。
また、本実施の形態では、プリントヘッド102を移動不能に配置し、多関節ロボット104で基材20を移動させながら印刷を行ったが、これに限らず、基材20を移動不能に配置し、多関節ロボット104でプリントヘッド102を移動させながら印刷を行う、または基材20およびプリントヘッド102の両方を多関節ロボット104で移動させながら印刷を行うようにしてもよい。
The application of the present invention is not limited to the printing apparatus. That is, the present invention can be applied to any device that performs work while changing the relative position between the work subject and the work tool using an articulated robot.
Further, in the present embodiment, the print head 102 is disposed immovably, and printing is performed while moving the substrate 20 by the articulated robot 104. However, the invention is not limited to this, the substrate 20 is disposed immovably. The printing may be performed while moving the print head 102 by the articulated robot 104, or the printing may be performed while moving both the substrate 20 and the print head 102 by the articulated robot 104.

10……印刷装置、20……基材、22,23……支持部材、50……エンコーダ、502……発光素子、504……レンズ、506……コードホイール、506A……スリット部、506B……平板部、508……受光IC、102……プリントヘッド、102A……インク吐出口、104……多関節ロボット、104A……体部、104B……腕部、104C……手首部、105……モータ、106……ロボットコントローラ、108……インク硬化手段、120……コンピュータ、122……距離算出用チップ、122A……距離算出回路、122B……パルス生成回路、124……プリントヘッドドライバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ...... printing apparatus, 20 ... base material, 22, 23 ... support member, 50 ... encoder, 502 ... light emitting element, 504 ... lens, 506 ... code wheel, 506A ... slit part, 506B ... ... Flat plate portion 508: Light receiving IC 102: Print head 102A: Ink discharge port 104: Articulated robot 104A: Body portion 104B: Arm portion 104C: Wrist portion 105: 105 ... Motor ... 106 ... Robot controller, 108 ... Ink curing means, 120 ... Computer, 122 ... Distance calculation chip, 122 A ... Distance calculation circuit, 122 B ... Pulse generation circuit, 124 ... Print head driver.

Claims (5)

多関節ロボットを用いて被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させながら印刷を行う印刷装置であって、
前記多関節ロボットの移動方向および移動量を制御するロボット制御手段と、
前記多関節ロボットの移動軸毎に設けられ、それぞれの前記移動軸に沿った移動量を測定する複数の移動量測定手段と、
複数の前記移動量測定手段で測定された複数の前記移動量に基づいて、前記多関節ロボットの作業点の3次元空間上の移動距離を算出する距離算出手段と、
前記距離算出手段で算出された前記作業点の移動距離に応じた回転量で回転するモータと、
前記モータの回転量に応じたパルス信号を出力するエンコーダと、
印刷図形の形状情報と、前記被印刷体における印刷位置情報を含む印刷指示情報と、前記パルス信号とに基づいて、前記プリントヘッドによる印刷動作を制御するプリント制御手段と、
を備えることを特徴とする印刷装置。
A printing apparatus that performs printing while changing the relative position between a printing medium and a print head using an articulated robot,
Robot control means for controlling the moving direction and moving amount of the articulated robot;
A plurality of movement amount measuring means provided for each movement axis of the articulated robot and measuring movement amounts along the movement axes;
Distance calculation means for calculating the movement distance of the working point of the articulated robot in a three-dimensional space based on the plurality of movement amounts measured by the plurality of movement amount measurement means;
A motor that rotates at a rotation amount according to the movement distance of the work point calculated by the distance calculation means;
An encoder that outputs a pulse signal according to the amount of rotation of the motor;
Print control means for controlling the printing operation by the print head based on the shape information of the print figure, the print instruction information including the print position information on the printing material, and the pulse signal;
A printing apparatus comprising:
前記モータは、前記作業点の移動距離が所定の単位距離変化するごとに所定の単位回転量回転し、
前記エンコーダは、前記モータが所定量回転するごとに前記パルス信号を出力し、
前記プリント制御手段は、前記パルス信号に基づいて前記プリントヘッドに対する前記被印刷体の位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1記載の印刷装置。
The motor rotates by a predetermined unit rotation amount each time the movement distance of the work point changes by a predetermined unit distance.
The encoder outputs the pulse signal each time the motor rotates a predetermined amount,
The print control means detects the position of the printing medium relative to the print head based on the pulse signal.
The printing apparatus according to claim 1,
前記距離算出手段は専用集積回路により構成される、
ことを特徴とする請求項1または2記載の印刷装置。
The distance calculating means is constituted by a dedicated integrated circuit,
The printing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:
前記プリントヘッドは、前記印刷図形を形成するインクを前記被印刷体に対して吐出するインク吐出口を備え、
前記プリント制御手段は、前記プリントヘッドによる前記インクの吐出タイミングおよび吐出量を制御する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の印刷装置。
The print head includes an ink discharge port that discharges an ink forming the print pattern to the print target.
The print control means controls the discharge timing and discharge amount of the ink by the print head.
The printing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
前記プリントヘッドは移動不能に配置されており、
前記多関節ロボットは、前記被印刷体を前記作業点に固定して保持しながら前記作業点を移動させることにより前記被印刷体とプリントヘッドとの相対位置を変化させる、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載の印刷装置。
The print head is arranged immovably,
The articulated robot changes the relative position between the print medium and the print head by moving the work point while holding the print medium fixed to the work point.
The printing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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