保持装置及控制装置的制作方法

本发明涉及用于保持打印对象物的保持装置及控制该保持装置的动作的控制装置。

背景技术：

关于相对于三维脸部成型体的打印方法及打印用治具，提案有一种使用喷墨式打印机在立体的三维脸部成型体的表面进行打印的方法(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2014-51039号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，在专利文献1中，由于进行打印时的打印对象物的倾斜度、高度是固定的，因此，难以与表面不均匀的存在凹凸的任意的打印对象物的表面形状相对应。

本发明提供一种在对任意的打印对象物进行打印的情况下都能够保持该打印对象物以能够进行适当的打印的技术。

用于解决问题的方案

本发明为一种保持装置，其构成为能够保持利用打印装置进行打印的打印对象物，其特征在于，

该保持装置包括：

保持基板；

多个保持部，其配置于所述保持基板上，各保持部构成为能够相对于所述打印对象物拆装，并且包括能够变更所安装的所述打印对象物的倾斜度的保持单元；

驱动部，其驱动所述保持单元，从而使所述多个保持部中的至少两个保持部在第1方向上同时变更所述打印对象物的倾斜度；以及

升降部，其用于使所述保持基板在与所述保持基板正交的方向上移动，各所述保持部均包含驱动单元，该驱动单元以在与所述第1方向正交的第2方向上变更所述打印对象物的倾斜度的方式驱动所述保持单元，

在所述保持单元中，用于在所述第1方向上变更所述打印对象物的倾斜度的第1转动轴和用于在所述第2方向上变更所述打印对象物的倾斜度的与所述第1转动轴正交的第2转动轴配置为比所述驱动单元靠近所述打印对象物。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种在对任意的打印对象物进行打印的情况下都能够保持该打印对象物以能够进行适当的打印的技术。

附图说明

图1是表示与发明的实施方式相对应的保持装置100的外观的一个例子的图。

图2是表示从侧面看与发明的实施方式相对应的保持装置100的情况下的局部的外观的一个例子的侧视图。

图3是表示与发明的实施方式相对应的保持部104的外观的一个例子的立体图。

图4是表示与发明的实施方式相对应的保持部104的外观的一个例子的俯视图和侧视图。

图5是表示与发明的实施方式相对应的升降装置105的外观的一个例子的图。

图6是表示与发明的实施方式相对应的打印系统的结构的一个例子的框图以及表示控制装置120的硬件结构的一个例子的框图。

图7是用于说明与发明的实施方式相对应的打印对象物与打印用图像之间的对应关系的图。

图8是表示用于控制与发明的实施方式相对应的保持装置100的动作的控制信息的一个例子的表。

图9是表示与发明的实施方式相对应的打印系统中的打印处理的一个例子的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对发明的例示性的实施方式进行说明。另外，在各图中，相同的附图标记表示相同的要素。而且，在各图中，将相对于纸面的上下左右方向设为本实施方式中的组件(或者零件)的上下左右方向，并在本文中的说明时进行使用。

首先，对用于保持与发明的实施方式相对应的打印对象物的保持装置的结构进行说明。图1是表示保持装置的外观的一个例子的图。在图1中，保持装置100在支承台101上设有保持基板102。在图1中，设定有xyz轴，保持基板102的平面与xy平面一致。在保持基板102上设有多个驱动部103和与驱动部103连接在一起的多个保持部104。保持部104以矩阵状配置，在图1所示的例子中，在行方向(x方向)上配置有10个保持部104，在列方向(y方向)上配置有7个保持部104，共配置有70个保持部104。相对于以矩阵状配置的保持部104，在每行配置有一个驱动部103。在同一行(x方向)上配置的保持部104利用轴相互连接，并传递来自驱动部103的驱动力。保持基板102能够利用升降装置105沿着z方向上下移动。

接着，参照图2对驱动部103与保持部104之间的关系进行说明。图2是表示从侧面看保持装置100的情况下的局部的外观的一个例子的侧视图。

如图2所示，在保持基板102上配置有多个保持部104。多个保持部104相互利用轴201连接，该轴201与驱动部103连接。利用该构造，自驱动部103相对于轴201传递转动力。在本实施方式中，由于轴201的转动被转换成与其正交的轴203的转动，因此，能够使在保持部104上所保持的打印对象物202绕轴203在xz平面上转动。而且，保持部104包括基于外部控制进行动作的马达204，通过传递该马达204的转动力，能够使打印对象物202绕未图示的轴在yz平面上转动。

升降装置105中包含升降单元206、主带轮207、引导带轮208以及带209。在升降装置105的下侧连接有控制单元205。控制单元205能够自外部的控制装置输入有控制信号，并根据该控制信号控制主带轮207的转动。主带轮207的转动经由带209和引导带轮208被传递到各升降单元206。升降单元206包括带轮206a、轴206b以及螺母206c。通过带轮206a转动，与带轮206a连接的轴206b在z轴方向上上下移动。相伴于此，固定于轴206b的螺母206c在z轴方向上移动。由于螺母206c与保持基板102连接，因此，通过使多个升降单元206同时上下移动，能够调节保持基板102的z轴方向上的位置。由此，能够调整打印对象物202的高度。

而且，控制单元205自外部的控制装置输入有用于控制驱动部103和马达204的控制信号。控制单元205基于该控制信号控制驱动部103的动作而使轴201转动，并且，通过使马达204进行动作，从而调整保持部104上的打印对象物202的倾斜度。

接着，参照图3以及图4的(a)至图4的(e)说明保持部104的构造。图3是表示保持部104的外观的立体图。图4的(a)是从上侧看保持部104的俯视图。图4的(b)至图4的(e)分别是从侧面看保持部104的侧视图。

保持部104分别包括基座301。利用基座301的底面能够确定保持部104各自在保持基板102上所占的大小。而且，在基座的底面形成有凹部301a，该凹部301a利用于在保持基板102上进行固定。

基座301包含用于保持轴201的构件301b，在构件301b设有用于供轴201贯穿的贯通孔。构件301为中空的结构，在该中空的部分，在轴201上安装有第1转换构件302。第1转换构件302固定于轴201并与轴201一起转动。第1转换构件302与安装于轴203的第2转换构件303接触。由于第2转换构件303与轴203一起转动，因此，能够将轴201的转动经由第1转换构件302和第2转换构件303向与轴201正交的轴203转递。第1转换构件302和第2转换构件303能够分别构成为齿轮(gear)。

此时，轴201的转动在yz平面上进行，但通过经由第1转换构件302和第2转换构件303，能够转换成轴203的xz平面上的转动。而且，轴203与保持打印对象物202的第1保持构件304连接。因而，通过使轴201转动，能够经由轴203使第1保持构件304在xz平面上转动。在第1保持构件304连接有第2保持构件305，在第2保持构件305连接有第3保持构件306。第3保持构件具有能够与打印对象物202的打印面的背面侧卡合的构造，能够可拆装地保持打印对象物202。因而，通过使第1保持构件304以轴203为轴转动，能够使打印对象物202在xz平面上转动。

而且，在图3中被基座301的构件301b遮盖，但如图4的(b)中特别所示，在保持部104内配置有马达204，轴307为马达204的轴。马达307利用支承板313固定于第1保持构件304。因而，在第1保持构件304利用轴203的转动进行转动的情况下，马达204也一起转动。此时，以不成为转动的障碍的方式在基座301内形成有空间314。

轴307与马达的转动相对应地在yz平面上转动。在轴307连接有第1传递构件308，能够将马达204的转动经由第1传递构件308、第2传递构件310以及第3传递构件312向第2保持构件305传递。在此，转换构件308、310、312能够分别构成为齿轮(gear)。

轴309安装于第1保持构件304，作为第2传递构件310的转动轴发挥功能，不会与第2传递构件310一起转动。因而，第2传递构件310的转动不会作用于第1保持构件304。接着，轴311为贯穿第1保持构件304的顶端和第2保持构件305的轴，且与第2保持构件305和第3传递构件312连接。由此，经由第1传递构件308和第2传递构件310传递至第3传递构件312的马达204的转动力被经由轴311向第2保持构件305传递。由此，第2保持构件305在yz平面上转动。

在本实施方式中，将轴203设为用于使打印对象物202向沿着x轴的方向(也就是在xz平面上)移动的转动轴，并且将与轴203正交的轴311设为用于使打印对象物202向沿着y轴的方向(也就是在yz平面上)移动的转动轴。此时，通过使x、y的转动轴尽可能地位于第3保持构件306的附近，能够提高转动动作的精度。于是，在本实施方式中，设为将转动轴配置于比各转动轴的动力源更靠近第3保持构件306、换言之更靠近打印对象物202的位置。在实现这样的结构时，将马达204设于比轴203靠下侧、且更与第3保持构件306和打印对象物202分开的位置。这是因为，若将马达204配置于靠上侧的位置，则马达204占据特定的空间而妨碍轴的贯穿，因而导致轴203的位置自第3保持构件306等远离。而且，通过将马达204安装于第1保持构件304的下侧，而成为最具有重量的部分位于最下侧的位置，因此，重心位置下降，而能够使将轴203作为轴的第1保持构件304的转动稳定。此外，通过将轴203配置于轴311的下侧，不会受到轴203的限制，因而能够更广泛地确保将轴311作为轴的第2保持构件305的转动范围。

接着，参照图5说明升降装置105的构造。图5是表示与发明的实施方式相对应的升降装置105的外观的一个例子的图。升降装置105在基板501上配置有主带轮207、升降单元206、引导带轮208以及带209。对于这些动作，如在与图2之间的关联中已说明的那样。而且，线缆502为自控制单元205延伸的线缆，且参照图6与后述的电脑等控制装置连接。

接着，参照图6说明与发明的实施方式相对应的打印系统的结构。图6的(a)是表示与发明的实施方式相对应的打印系统的结构的一个例子的框图。

如图6的(a)所示，与发明的实施方式相对应的打印系统包括：上述的保持装置100；喷墨方式的打印机110，其为在被保持装置100保持的打印对象物202的表面上打印规定的图像信息的打印装置；以及控制装置120，其控制保持装置100以及打印机110的动作。

控制装置120例如能够构成为个人计算机，通过控制保持装置100的动作，从而决定打印对象物202的倾斜度和高度，并且，向打印机110提供与打印对象物202的状态相对应的图像信息并进行打印。打印能够分成多次执行，能够在每次打印时变更打印对象物202的倾斜度和高度。在多次打印全部完成时，使打印对象物202返回到初始位置，能够利用安置托盘集中回收多个打印对象物202。

接着，参照图6的(b)说明与发明的实施方式相对应的控制装置120的硬件结构。在图6的(b)中，cpu600执行存储于硬盘装置(以下称作hd)605的应用程序、操作系统(os)、控制程序等，进行将执行程序所需要的信息、文件等暂时存储于ram602的控制。经由接口(i/f)608控制保持装置100和打印机110的动作，并执行与本实施方式相对应的打印处理。后述的图9中的处理也通过cpu600执行相对应的处理程序从而控制装置整体来实现。

rom601在内部除存储基本i/o程序以外，还存储执行规定的处理的应用程序等各种数据。ram602暂时存储各种数据，并作为cpu600的主存储器、工作区等发挥功能。

外部存储驱动器603为用于实现相对于记录介质的访问的外部存储驱动器，能够将存储于介质(记录介质)604的程序等装载于本计算机系统。另外，介质604例如能够利用floppy(注册商标)盘(fd)、cd－rom、cd－r、cd－rw、pc卡、dvd、blu－ray(注册商标)、ic存储卡、mo以及存储棒等。在本实施方式中，外部存储装置605使用作为大容量存储器发挥功能的hd(硬盘)。在hd605存储有应用程序、os、控制程序以及关联程序等。另外，代替硬盘，还可以使用flash(注册商标)存储器等非易失性存储器。

指示输入装置606相当于键盘、指示设备(鼠标等)以及触摸面板等。输出装置607输出自指示输入装置606输入的命令、与其相对应的控制装置120的响应输出等。输出装置607能够包含显示器、扬声器以及耳机端子等。系统总线609控制控制装置120内的数据的流动。接口(以下称作i/f)608起到中继与保持装置100、打印机110之间的数据的交换的作用。具体而言，i/f608被利用于将来自控制装置120的控制信息向保持装置100发送、以及向打印机110发送打印图像。i/f608能够包含无线通信模块和有线通信模块的两者。

接着，参照图7说明打印对象物与打印用图像之间的对应关系。图7的(a)表示将保持部104的打印对象物202向左方向倾斜后的形态。图7的(b)表示将保持部104的打印对象物202以唇部部分自正面朝向突出的方式向上方向倾斜后的形态。图7的(c)表示将保持部104的打印对象物202向右方向倾斜后的形态。而且，图7的(d)是用于说明打印机110的打印头与打印对象物202的打印面之间的距离的图。

在图7的(a)所示的打印对象物202的朝向中，作为打印对象物的人形的面具的左侧面位于上侧。此时，在打印对象物202上打印的图像与人形的脸部的左侧面相对应，成为图像700所示。在此，以眼睛701、眉毛702这样的颜色较深的部分位于打印图像的大致中心(特别是横方向)的方式配置。

在图7的(b)所示的打印对象物202的朝向中，作为打印对象物的人形的面具的唇部部分位于上侧。此时，在打印对象物202上打印的图像与人形的唇部相对应，成为图像710所示。在此，以唇部711位于打印图像的大致中心的方式配置。在图像710中，省略了唇部周边的肤色，但也可以同时打印肤色部分。

在图7的(c)所示的打印对象物202的朝向中，作为打印对象物的人形的面具的右侧面位于上侧。此时，在打印对象物202上打印的图像与人形的脸部的右侧面相对应，成为图像720所示。在此，以眼睛721、眉毛722这样的颜色较深的部分位于打印图像的大致中心(特别是横方向)的方式配置。

在利用与本实施方式相对应的保持装置100保持的打印对象物202以规定的倾斜度和高度被固定之后，利用打印机110对其表面实施喷墨打印。如图7的(d)所示，在打印头730沿着由箭头731所示的扫描方向进行扫描的过程中，相对于位于正下方的打印对象物202喷出墨并进行打印。此时，由于打印对象物202的表面的凹凸，因而打印头730与打印对象物202之间的距离d成为可变。

与本实施方式相对应的保持装置100以保持于各保持部104的打印对象物202的打印面与打印机110的打印头730之间的距离d处于规定的范围内的方式调整倾斜度和高度。通常，在喷墨方式的打印机中，存在能够使墨滴着落并适当地再现图像的距离范围。若将该距离设为d，则d的值例如能够设为0.1mm～3mm的范围。d＝0.1mm的情况表示打印头与打印对象物202的表面之间的最短距离，在打印时以打印对象物的表面的最突出的部分与打印头之间的距离成为0.1mm的方式进行调整。

在作为打印对象物202的人形的面具上打印图7的(a)那样的脸部图像的情况下，以打印面具的眼睛、眉毛的面与打印机110的打印头730之间的距离d位于上述d的范围内的方式调整打印对象物202的倾斜度和高度。此时，眉毛成为打印对象物202的表面中突出的部分，眼睛成为凹陷的部分(凹部)。于是，以打印头730与眼睛的凹陷的部分之间的距离d在3mm以内的方式调整打印对象物202的倾斜度和高度。此时，眉毛的部分位于0.1mm～3mm的范围内即可。对于其周边的肤色区域而言，由于脸部特有的凹凸，因而对于位于距离打印头3mm以上的位置的部分而言，可以包含在其他图像中并在变更了倾斜度和高度后进行打印。而且，若使墨滴着落于肤色区域，则在容许一定程度的模糊、偏移的情况下，若距离d在5mm范围内，则可以直接包含在打印区域中。图7的(c)也相同。在图7的(b)中，由于打印唇部部分，因而以打印对象物202的唇部部分的突出的部分与打印头之间的距离d成为0.1mm、其他的部分处于3mm以内的距离范围的方式调整打印对象物202的倾斜度和高度。

在本实施方式中，控制装置120根据打印对象物的每个种类而将打印图像和用于控制打印对象物的倾斜度和高度的值建立关联并预先保存于存储装置。图8是表示这样的控制信息的一个例子的表。

在表800中，登记有id801、打印图像802、转动角度(x轴)803、转动角度(y轴)804以及升降距离(z轴)805。在id801中，登记有用于在此识别打印对象物202的识别信息。在指定打印对象物202时，控制装置120能够选择与被指定的打印对象物202相对应的id的图像、控制信息而控制保持装置100和打印机110的动作。

在打印图像802中，登记有打印于打印对象物202的图像。在本实施方式中，由于假定了对一个打印对象物202准备三组图像并进行打印的情况，因此，在表800中，对于一个id建立关联并登记有三个图像。例如，id801对于0001的打印对象物202建立关联有imageleft0001、imagetop0001以及imageright0001的三个图像。但是，发明的实施方式并不限定于此，还可以分配更多或更少数量的图像。

在转动角度(x轴)803中，登记有利用轴203的转动使打印对象物202绕轴203在xz平面上转动的情况下的控制信息。作为该控制信息，例如对于x轴方向，能够登记用于使打印对象物202从复位位置转动到期望的角度的信息。在转动角度(x轴)803中，按照每个打印图像802登记有不同的值。基于该控制信息，控制单元205能够驱动驱动部103，而使轴203转动。

在转动角度(y轴)804中，登记有利用轴311的转动使打印对象物202绕轴311在yz平面上转动的情况下的控制信息。作为该控制信息，例如对于y轴方向，能够登记用于使打印对象物202从复位位置转动期望的角度的信息。在转动角度(y轴)804中，也按照每个打印图像802登记有不同的值。基于该控制信息，控制单元205能够驱动马达204而使轴311转动。

在升降距离(z轴)805中，登记有用于利用升降装置105调整打印对象物202的高度的控制信息。作为该控制信息，例如对于z轴方向，能够登记用于使打印对象物202从复位位置上升或下降到期望的位置的信息。在升降距离(z轴)805中，也按照每个打印图像802登记有不同的值。基于该控制信息，控制单元205能够驱动主带轮207而使升降单元206上升或下降。

接着，参照图9，说明与发明的实施方式相对应的打印系统中的打印处理的流程。图9是对应于与发明的实施方式相对应的处理的一个例子的流程图。该处理在控制装置120的处理部(cpu600等)中被执行。

首先，在s901进行初始化动作。初始化动作中例如包含保持装置100的保持部104的倾斜度、以及使保持基板102的高度复位到规定的初始值的动作。而且，能够包含使打印机110的动作复位的动作。控制装置120为了进行该初始化动作而向保持装置100和打印机110发送复位信号。

接着，在s902中，选择成为本打印系统中的打印对象的打印对象物202。该选择包含控制装置120中用户选择打印对象物202的种类的动作，并根据选择动作指定id801的值。接着在s903中，基于被指定的id801的值，从表800中获得相对应的打印图像和控制信息(图8的803～805的各登记信息)。

接着在s904中，从所获得的打印图像中选择一个打印图像，并向打印机110发送。而且，在s905中，通过向保持装置100发送与选择图像相对应的控制信息并使保持装置100进行动作，从而以使保持部104的倾斜度以及保持基板102的高度和与选择图像相对应的条件一致的方式进行变更。

例如，在选择了图7的(a)所示那样的图像700的情况下，通过选择与图像700相对应的控制信息并使保持装置100的控制单元205进行动作，从而以打印对象物202成为图7的(a)所示那样的状态的方式调整保持部104的倾斜度和保持基板102的高度。

接着在s906中，控制打印机110并执行选择图像的打印。在打印完成时，在s907中，判断是否对被选择的打印对象物打印了所有应打印的打印图像。在判断为打印了所有的图像的情况(s907中为“是”)下，完成本处理。另一方面，在存在未打印的图像的情况(s907中为“否”)下，进入s908并进行初始化处理。

在s908中，在以具有与下一打印图像相对应的倾斜度和高度的方式控制保持装置100之前，再次执行使保持装置100的保持部104的倾斜度、和保持基板102的高度复位到规定的初始值的动作。而且，还执行使打印机110的动作复位的动作。与s901的情况相同，控制装置120为了进行初始化动作而能够向保持装置100和打印机110发送复位信号。然后，处理返回到s904，选择未打印的图像并继续进行处理。这样一来，反复进行处理，直到打印完成所有在表800中与被选择的打印对象物建立有关联的打印图像为止。

在上述的实施方式中，在每次完成了一个打印图像的打印时，使保持装置100的保持部104的倾斜度和保持基板102的高度复位到规定的初始值。但是，发明的实施方式并不限定于此。例如，还可以选择第1打印图像，在将保持部104的倾斜度和保持基板102的高度调整成相对应的倾斜度和高度并进行了打印之后，不进行复位，而将保持部104和保持基板102调整成与下一第2打印图像相对应的倾斜度和高度。

该情况下，在表800中，对最初成为打印对象的打印图像802而言，登记有相对于复位位置的转动角度803、804、升降距离805，但对于之后的成为打印对象的打印图像802而言，登记有用于从上一打印图像所应用的保持部104的倾斜度和保持基板102的高度调整成当前打印图像所应用的保持部104的倾斜度和保持基板102的高度的转动角度803、804以及升降距离805。例如，设为中间经由复位动作的情况下的imageleft0001的转动角度803的xl1的值为正15度、imagetop0001的转动角度803的xt1的值为负1度。此时，在中间未经由复位动作的情况下，在打印了imageleft0001之后，为了打印imagetop0001，必须转动负16度，因此，作为xt1而登记负16度的值。这样，除最初成为打印对象的打印图像802以外，在表中预先登记有相对于上一打印图像的控制信息的差值，因而即使在切换打印图像802并进行打印的情况下，也能够省略复位动作。

而且，在上述的实施方式中，未特别记载打印的顺序，例如，可以以在对打印对象物202的侧面进行打印之后对正面进行打印的方式选择顺序。或者，以在先对打印对象物202的正面进行打印之后对侧面进行打印的方式选择顺序。在图7所示的例子中，能够在对前者以图7的(a)和图7的(c)所示的条件先进行了打印之后，最后进行图7的(b)所示的条件下的打印。此时，在使打印对象物202从图7的(a)所示那样的打印对象物202向左的状态向图7的(c)所示的打印对象物202向右的状态、进而向图7c的(b)所示的打印对象物正面向上的状态转变时，既可以经由复位动作，也可以不经由复位动作。此外，在使打印对象物202向正面向上的状态转变的情况下，可以仅在转变之前经由复位动作。这在从侧面打印向正面打印转变时、特别是在可能导致保持部104的倾斜度的精度变低的情况下是有效的。该情况下，通过在正面打印之前经由复位动作，能够利用相对于复位位置的细微调整而调整成与正面打印相对应的倾斜度，因此，能够进一步提高精度。

如上所示，根据本实施方式，能够对存在凹凸的打印对象物的表面适当地进行打印。特别是，通过设为上述的结构，在要对表面不均匀的存在凹凸的多个打印对象物一同进行打印的情况下，能够以相对于打印头的距离的变化处于一定的范围内的打印对象物上的假想平面与打印头准确地正对的方式高精度地一同调整多个打印对象的角度。