JP2017018588A

JP2017018588A - 射出装置

Info

Publication number: JP2017018588A
Application number: JP2016126372A
Authority: JP
Inventors: 明輝劉; Ming-Hui Liu; 松田　泰典; Taisuke Matsuda; 泰典松田
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-01-26

Abstract

【課題】吐出部が対象物に接触するのを防止できる射出装置を提供する。【解決手段】投光部４１は、対象物と吐出部であるプリントヘッド３０との間に、対象物のＸ方向に対して所定角度傾斜した方向に光を照射させることで対象物を横切る光路を形成している。受光部４２は、投光部４１から照射された光を受光する。制御部３５では、受光部４２で光が受光されなくなった場合に、プリントヘッド３０の駆動を停止させる。【選択図】図４

Description

本発明は、射出装置に関するものである。

従来より、射出装置の例として、所定の走査方向に沿って、吐出部であるプリントヘッドを移動させ、対象物（例えば、指の爪部）に対してインクを吐出することで、対象物に印刷を行うプリンタ（例えば、対象物とする指の爪部に印刷を行うネイルプリンタ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、指の爪部の正確な位置にインクを着弾させるためには、プリントヘッドと爪部との距離を近づけておく必要がある。ところが、爪部とプリントヘッドとの距離が近すぎると、指先を持ち上げてしまった場合に、プリントヘッドが爪部に接触して指や爪部が汚れたり、プリントヘッドが破損するおそれがある。

そこで、特許文献１の発明では、指を載置する指載置面にプッシュスイッチを設け、プッシュスイッチが指で押されている間にプリントヘッドによる印刷動作を行う一方、プッシュスイッチから指が離れたときに印刷動作を停止するようにしている。

特開２０１２−２４５０７９号公報

しかしながら、特許文献１の発明では、プッシュスイッチが押されていた場合であっても、プリントヘッドが対象物に接触するのを回避できないことがあるという問題がある。

具体的に、対象物である爪部にデコレーションが施されていた場合には、プッシュスイッチが押されていたとしても、爪部の表面から突出しているデコレーション素材にプリントヘッドが接触するおそれがある。その結果、デコレーション素材を介して爪部に衝撃が伝わって指先が持ち上がってしまい、指や爪部が汚れたり、プリントヘッドが破損するおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、吐出部であるプリントヘッドが対象物に接触するのを防止できる射出装置を提供することにある。

本発明の一態様は、射出装置は、対象物に対して液滴を吐出する吐出部と、前記吐出部と前記対象物との間に光を照射して、該対象物を横切る光路を形成する投光部と、前記投光部から照射された光を受光する受光部と、前記受光部で光が受光されなくなった場合に、前記吐出部の駆動を停止させる制御部とを備えている。また、この態様では、射出装置は、対象物を載置する対象物載置部をさらに備えた。なお、光路は、吐出部の少なくとも第１方向に対して所定角度傾斜している。

この態様では、投光部と受光部とにより、吐出部と対象物との間には、対象物を横切る光路が形成される。そして、光が対象物によって遮断されると、受光部で光が受光されなくなって吐出部の駆動が停止される。ここで、対象物とは、例えば、指の爪部である。

このような構成とすれば、吐出部が対象物に接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、対象物が汚れたり、吐出部が破損することもない。

そして、上の態様の射出装置において、前記光路は、前記第１方向に対して所定角度傾斜していてもよい。

この態様では、第１方向に対して所定角度傾斜した方向に光を照射させて光路を形成している。つまり、第１方向に沿って光を照射させたときの光路の長さに比べて、傾斜方向に沿って光を照射させたときの光路の長さの方が長くなっている。このように、光路を傾斜させることで、対象物の広い範囲に光を照射することが可能となり、対象物の検出性能を向上させて安全性を高めることができる。

また、上の態様の射出装置において、前記投光部及び前記受光部は、前記吐出部の移動範囲外に配設されている。
この態様では、吐出部で対象物に液滴を吐出する際に、吐出部と投光部及び受光部が干渉しない。

また、上の態様の射出装置において、前記投光部から照射された光を、前記対象物を少なくとも１回横切るように反射させる反射部を備えていてもよい。

この態様では、反射部で光を反射させることで、光が１回だけ対象物を横切る場合に比べて、対象物の広い範囲に光を照射することが可能となる。

また、上の態様の射出装置において、前記反射部は、前記対象物の前記第１方向の一端側及び他端側にそれぞれ配設されていてもよい。

この態様では、一対の反射部の間で光を反射させることで、対象物を複数回横切る光路が形成される。このような構成とすれば、対象物を広範囲にわたって検出することが可能となり、検出性能を向上させて安全性を高めることができる。

また、上の態様の射出装置において、投光部及び受光部は、対象物の一端側及び他端側にそれぞれ配設されていてもよい。

また、上の態様の射出装置において、前記投光部及び前記受光部は、前記対象物の前記第１方向の一端側に配設されていてもよい。また、投光部及び受光部は、１枚の基板に実装していてもよい。

この態様では、投光部及び受光部が対象物の第１方向の一端側にそれぞれ配設されているので、１枚のプリント基板に投光部及び受光部を実装することが可能となり、回路を含めて構造がシンプルになる。

また、上の態様の射出装置において、前記投光部及び前記受光部は、前記第１方向に垂直な第２方向に向かって前記対象物から離れた位置に配設されており、前記投光部から照射された光を前記対象物を横切るように案内する投光側案内部と、前記対象物を横切る光を前記受光部に案内する受光側案内部とを備えていてもよい。

この態様では、第２方向の対象物載置部から離れた位置に投光部及び受光部が配設される。投光部から照射された光は、投光側案内部によって対象物を横切るように案内された後で、受光側案内部によって受光部に案内される。

このような構成とすれば、光路を形成するのにあたって、投光部及び受光部の配設位置を自由に設定することが可能となる。

具体的に、吐出部の移動経路上に投光部及び受光部を配設しようとすると、吐出部との干渉を避けるために、投光部及び受光部を吐出部の移動範囲外に配設しなければならない。

これに対し、本態様では、吐出部の移動経路から第２方向に離れた位置に投光部及び受光部を配設し、投光側案内部及び受光側案内部によって光を案内している。これにより、吐出部の移動範囲を考慮することなく、投光部及び受光部を対象物の近傍に配設することができ、装置の小型化等のニーズに合わせた設計を行うことができる。

また、上の態様の射出装置において、前記投光部は、前記対象物の前記第１方向の一端側に配設され、放射状に拡がるレーザー光を照射して前記対象物を横切る光路を形成するラインレーザー光源で構成され、前記受光部は、前記対象物の前記第１方向の他端側に複数配設されていてもよい。

この態様では、投光部から照射されて放射状に拡がるレーザー光は、対象物を横切った後で、複数の受光部によって受光される。このような構成とすれば、放射状に拡がるレーザー光によって対象物を広範囲にわたって検出することが可能となり、検出性能を向上させて安全性を高めることができる。

また、上の態様の射出装置において、制御部は、吐出部のモータを停止させ、吐出部の駆動を停止させていてもよい。また、上の態様の射出装置において、制御部は、モータのドライブの電源をオフにするよう制御して、吐出部の駆動を停止させていてもよい。
また、上の態様の射出装置において、射出装置は、吐出部の駆動が停止されたエラーメッセージを表示する表示部を備えていてもよい。

この態様では、吐出部が対象物に接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、対象物が汚れたり、吐出部が破損することもない。

また、上の態様の射出装置において、プリンタは、少なくとも第１方向に沿って移動しながら対象物に液滴を吐出することで印刷を行う。

本発明によれば、吐出部が対象物に接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、対象物が汚れたり、吐出部が破損することもない。

本実施形態１に係るプリンタの構成を示す斜視図である。プリンタの構成を示す平面図である。プリンタの構成を示す側面図である。投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。本実施形態２に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。本実施形態３に係る投光部から受光部までの光路を説明する正面図である。本実施形態４に係る投光部から受光部までの光路を説明する正面図である。本実施形態５に係る投光部から受光部までの光路を説明する正面図である。投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。本実施形態６に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。本実施形態７に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。図１２は、本実施形態８に係るプリンタの構成を示す斜視図である。図１３は、本実施形態８に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。図１４は、本実施形態８の変形例に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。図１５は、本実施形態９に係るプリンタの概略構成を示す平面図である。図１６は、本実施形態９に係るプリンタの概略構成を示す平面図（ZX面）である。図１７は、本実施形態９の変形例に係るプリンタの概略構成を示す斜視図である。図１８は、本実施形態９の変形例に係るプリンタの概略構成を示す平面図（ＺＸ面）である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。また、以下の各実施形態において、プリンタ及びその吐出部は、それぞれ射出装置及び吐出部の例として、説明します。

《実施形態１》
図１〜図３に示すように、プリンタ１０は、対象物としての指ＦＮの爪部ＮＬを所定位置に固定する固定機構１５を有する筐体部１１と、所定位置に固定された指ＦＮの爪部ＮＬに印刷を行うプリントヘッド（吐出部）３０を有する走査部２０とを備えている。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

なお、本実施形態では、固定機構１５に指ＦＮを固定したときの指ＦＮの幅方向をＸ方向、指ＦＮが延びる方向をＹ方向、指ＦＮの高さ方向をＺ方向という。各図には、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向を矢印で示している。本実施形態では、Ｘ方向が第１方向であり、Ｚ方向が第１方向に垂直な第２方向である。

筐体部１１は、基台プレート１２と、基台プレート１２のＹ２側の端縁から立設した第１側壁１３と、基台プレート１２のＹ１側の端縁から立設した第２側壁１４とを有する。

第１側壁１３におけるＸ方向の略中央位置には、その一部が切り欠かれることで、指ＦＮを挿入可能な開口部１３ａが形成されている。固定機構１５は、開口部１３ａを囲むように設けられた門型の固定枠１６と、基台プレート１２上に配設された付勢バネ１７と、付勢バネ１７のＺ１側に配設された置プレート２５（対象物載置部）と、Ｘ方向に延びて置プレート２５のＹ２側の端部を回動可能に支持する支持軸２６とを有する。

付勢バネ１７は、基台プレート１２に形成された凹部１２ａに嵌め込まれるとともにＺ１側の端部が凹部１２ａから突出しており、置プレート２５をＺ１側に付勢している。ここで、指ＦＮを開口部１３ａから挿入して置プレート２５に載置させると、付勢バネ１７の付勢力によって置プレート２５が持ち上げられて指ＦＮがＺ１側に付勢される。これにより、固定枠１６と置プレート２５との間に指ＦＮが挟まれた状態となり、指ＦＮが所定位置に固定される。

筐体部１１には、第１側壁１３及び第２側壁１４に跨がって延びるＹ軸モータシャフト１８が、Ｘ方向に間隔をあけて２つ並設されている。Ｘ１側のＹ軸モータシャフト１８には、Ｙ軸モータ１９が連結されている。第２側壁１４のＸ２側の上部には、後述するＸ軸モータ２３との干渉を避けるための切欠き部１４ａが形成されている。

走査部２０は、Ｙ軸モータシャフト１８に沿ってＹ方向に移動可能に支持された走査テーブル２１と、走査テーブル２１に設けられたプリントヘッド３０とを有する。

走査テーブル２１は、Ｙ１側の端縁から立設した壁部２１ａを有する断面Ｌ字状の板状体で構成されている。走査テーブル２１の壁部２１ａには、Ｘ方向に間隔をあけて一対のプーリー２２が配設されている。Ｘ１側のプーリー２２は、壁部２１ａに直交するＹ方向の軸周りに回動可能に支持されている。Ｘ２側のプーリー２２は、Ｘ軸モータ２３に連結されている。一対のプーリー２２には、無端状のＸ軸モータベルト２４が巻き掛けられている。Ｘ軸モータベルト２４には、プリントヘッド３０が取り付けられている。

ここで、Ｘ軸モータ２３を駆動させることにより、Ｘ軸モータ２３の回転力がプーリー２２を介してＸ軸モータベルト２４に伝達され、Ｘ軸モータベルト２４の回転量に応じてプリントヘッド３０がＸ方向に移動する。また、Ｙ軸モータ１９を駆動させることにより、Ｙ軸モータ１９の回転力がＹ軸モータシャフト１８に伝達されて走査テーブル２１とともにプリントヘッド３０がＹ方向に移動する。

このように、Ｘ軸モータ２３及びＹ軸モータ１９を駆動させることで、プリントヘッド３０を所定の走査方向（Ｘ方向及びＹ方向）に沿って移動させることができる。

プリントヘッド３０は、爪部ＮＬに対してインクを吐出するノズル部３１と、爪部ＮＬを撮像するカメラ部３２とを有する。プリントヘッド３０には、Ｚ１側の端部からＸ２側に張り出したカメラ取付部３３が設けられている。

カメラ部３２は、カメラ取付部３３のＺ２側の面に取り付けられることで、ノズル部３１よりもＸ２側に配設されている。プリントヘッド３０をＸ方向に移動させることで、ノズル部３１を爪部ＮＬに対向させて印刷を行う印刷位置と、カメラ部３２を爪部ＮＬに対向させて撮像を行う撮像位置とに切り替えることができる。カメラ部３２で撮像された画像は、制御部３５に入力される。

制御部３５では、撮像された画像に基づいて、例えば、爪部ＮＬの範囲、つまり、印刷を行う範囲が特定される。また、制御部３５は、爪部ＮＬに対して所定のネイルデザインを印刷するように、プリントヘッド３０の動作を制御する。

具体的に、制御部３５は、Ｘ軸モータ２３及びＹ軸モータ１９の駆動を制御することで、爪部ＮＬの印刷範囲に沿ってプリントヘッド３０を移動させる。また、ノズル部３１からインクを吐出する制御を行うことで、インクを爪部ＮＬに着弾させる。

ところで、指ＦＮの爪部ＮＬの正確な位置にインクを着弾させるためには、プリントヘッド３０のノズル部３１と爪部ＮＬとの距離を、例えば、１．５ｍｍ程度の非常に近い距離に設定する必要がある。

しかしながら、指先を持ち上げてしまった場合には、プリントヘッド３０のノズル部３１が爪部ＮＬに接触するおそれがある。

そこで、本実施形態では、プリントヘッド３０の移動経路上に爪部ＮＬが存在していることや、プリントヘッド３０の移動経路に対して爪部ＮＬが近接していることを検出可能な構成としている。

図４に示すように、指ＦＮを挟んでＸ方向の両側には、投光部４１及び受光部４２がそれぞれ設けられている。投光部４１は、指ＦＮよりもＸ１側で且つＹ２側に配設されている。投光部４１は、爪部ＮＬとプリントヘッド３０との間に、レーザー光線のような直進性の高い光を照射することで、爪部ＮＬを横切る光路を形成している。

受光部４２は、指ＦＮよりもＸ２側で且つＹ１側に配設されており、投光部４１から照射された光を受光する。受光部４２は、光を受光している間、制御部３５に対して受光信号を出力する。

投光部４１から照射された光は、受光部４２に向かう際に、Ｘ方向に対して所定角度傾斜した方向、つまり、Ｙ１側に向かって傾斜した方向に進んでいる。これにより、爪部ＮＬを横切る光路が形成される。

ここで、投光部４１及び受光部４２は、プリントヘッド３０との干渉を避けるために、プリントヘッド３０の移動範囲外に配設されている。具体的に、プリントヘッド３０の移動範囲は、Ｘ方向の長さをＸａ、Ｙ方向の長さをＹａとしたときに、Ｘａ×Ｙａで定められる範囲（図４において仮想線で区画された範囲）である。

Ｘ方向の長さＸａは、プリントヘッド３０のＸ方向の長さＸｈ、プリントヘッド３０のＸ方向における加速減速領域のストロークＸｓ１，Ｘｓ２、及び爪部ＮＬを印刷する際にプリントヘッド３０がＸ方向に移動する移動距離Ｘｄの合計によって算出される。

加速減速領域のストロークＸｓ１，Ｘｓ２は、Ｘ方向に高速で移動するプリントヘッド３０が一定速度となるまでに必要な距離である。プリントヘッド３０のＸ方向の移動距離Ｘｄは、図４に実線で示すプリントヘッド３０のノズル部３１が、図４に仮想線で示すノズル部３１の位置まで移動したときの距離である。

具体的に、爪部ＮＬのＸ１側で且つＹ１側の端部は、プリントヘッド３０の印刷開始位置であり、爪部ＮＬのＸ２側で且つＹ２側の端部は、プリントヘッド３０の印刷終了位置である。そして、爪部ＮＬを印刷する際に、プリントヘッド３０は、印刷開始位置から印刷終了位置まで移動するので、プリントヘッド３０のＸ方向の移動距離Ｘｄが決まる。

Ｙ方向の長さＹａは、プリントヘッド３０のＹ方向の長さＹｈ、及び爪部ＮＬを印刷する際にプリントヘッド３０がＹ方向に移動する移動距離Ｙｄの合計によって算出される。なお、プリントヘッド３０は、Ｙ方向に対しては高速で移動しない。そのため、Ｙ方向については、加速減速領域のストロークを考慮していない。

プリントヘッド３０のＹ方向の移動距離Ｙｄは、図４に実線で示すプリントヘッド３０のノズル部３１が、図４に仮想線で示すノズル部３１の位置まで移動したときの距離である。そして、爪部ＮＬを印刷する際に、プリントヘッド３０は、印刷開始位置から印刷終了位置まで移動するので、プリントヘッド３０のＹ方向の移動距離Ｙｄが決まる。

投光部４１は、プリントヘッド３０のＸ方向の移動範囲よりもＸ１側に配設されている。受光部４２は、プリントヘッド３０のＸ方向の移動範囲よりもＸ２側に配設されている。これにより、プリントヘッド３０で爪部ＮＬを印刷する際に、プリントヘッド３０と投光部４１及び受光部４２が干渉しないようにしている。

ここで、指ＦＮを持ち上げてしまった場合には、爪部ＮＬによって光が遮光され、受光部４２から受光信号が出力されなくなる。また、爪部ＮＬにデコレーション素材を付けていた場合にも、デコレーション素材によって光が遮光されてしまうことがある。

制御部３５では、受光部４２から受光信号が入力されなくなった場合に、プリントヘッド３０の移動経路上に爪部ＮＬが存在していると判断して、プリントヘッド３０の駆動を停止させる。具体的には、Ｘ軸モータ２３及びＹ軸モータ１９の駆動を停止させるように制御してもよいし、図示しないモータドライバの電源をオフにするように制御してもよい。また、このとき、図示しない表示部にエラーメッセージ等を表示することで、ユーザーに警告を行うようにしてもよい。

このような構成とすれば、プリントヘッド３０が指ＦＮに接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、指ＦＮや爪部ＮＬが汚れたり、プリントヘッド３０が破損することもない。

《実施形態２》
図５は、本実施形態２に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点に付いてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図５に示すように、指ＦＮを挟んでＸ方向の両側には、投光部４１及び受光部４２がそれぞれ設けられている。投光部４１は、指ＦＮよりもＸ１側で且つＹ２側に配設されている。受光部４２は、指ＦＮよりもＸ２側で且つＹ１側に配設されている。

投光部４１及び受光部４２は、プリントヘッド３０との干渉を避けるために、プリントヘッド３０の移動範囲外に配設されている。具体的に、プリントヘッド３０の移動範囲は、Ｘ方向の長さをＸａ、Ｙ方向の長さをＹａとしたときに、Ｘａ×Ｙａで定められる範囲（図５において仮想線で区画された範囲）である。

投光部４１は、プリントヘッド３０のＹ方向の移動範囲よりもＹ２側に配設されている。受光部４２は、プリントヘッド３０のＹ方向の移動範囲よりもＹ１側に配設されている。これにより、プリントヘッド３０で爪部ＮＬを印刷する際に、プリントヘッド３０と投光部４１及び受光部４２が干渉しないようにしている。

《実施形態３》
図６は、本実施形態３に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点に付いてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図６に示すように、指ＦＮを挟んでＸ方向の両側には、光を反射する反射部としての一対の反射ミラー４３，４４がそれぞれ配設されている。Ｘ１側の反射ミラー４３よりもＹ２側には、投光部４１が設けられている。Ｘ２側の反射ミラー４４よりもＹ１側には、受光部４２が設けられている。なお、投光部４１及び受光部４２の配置は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。

投光部４１から照射された光は、Ｘ２側の反射ミラー４４に向かう際に、Ｘ方向に対して所定角度傾斜した方向、つまり、Ｙ１側に向かって傾斜した方向に進む。

爪部ＮＬを横切る光は、Ｘ２側の反射ミラー４４によって反射されることで、Ｘ１側の反射ミラー４３に向かって折り返される。このように、一対の反射ミラー４３，４４の間で光が反射することで、指ＦＮのＸ方向に複数回折り返された光路が形成される。

図６に示す例では、投光部４１から照射された光は、Ｘ１側及びＸ２側の反射ミラー４３，４４でそれぞれ２回ずつ折り返された後、受光部４２で受光される。なお、光路の折り返し回数は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。

このような構成とすれば、爪部ＮＬのＹ方向の全範囲にわたって爪部ＮＬを検出することが可能となり、検出性能を向上させて安全性を高めることができる。

《実施形態４》
図７は、本実施形態４に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図７に示すように、指ＦＮよりもＸ１側には、光を反射する反射部としての反射ミラー４３が配設されている。指ＦＮよりもＸ２側には、投光部４１及び受光部４２が配設されている。受光部４２は、投光部４１よりもＹ１側に配設されている。投光部４１及び受光部４２は、１枚のプリント基板４８に実装されている。

投光部４１から指ＦＮの爪部ＮＬを横切るように照射された光は、反射ミラー４３によって反射されることで、受光部４２に向かって折り返される。

このような構成とすれば、投光部４１及び受光部４２を両方とも指ＦＮのＸ２側に配設することで、１枚のプリント基板４８に実装することが可能となり、回路を含めて構造がシンプルになる。

《実施形態５》
図８は、本実施形態５に係る投光部から受光部までの光路を説明する正面図、図９は平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図８及び図９に示すように、指ＦＮを挟んでＸ方向の両側には、光を反射する一対の反射ミラー４３，４４がそれぞれ配設されている。反射ミラー４３，４４の間で光が反射することで、指ＦＮのＸ方向に複数回折り返された光路が形成される。なお、プリントヘッド３０のノズル部３１との干渉を避けるために、反射ミラー４３，４４のＺ１側の端部は、ノズル部３１よりもＺ２側に配設されている。

Ｘ１側の反射ミラー４３よりもＹ２側には、投光側案内部としての投光側案内ミラー４５が配設されている。投光側案内ミラー４５よりもＺ２側には、投光部４１が配設されている。Ｘ２側の反射ミラー４４よりもＹ１側には、受光側案内部としての受光側案内ミラー４６が配設されている。受光側案内ミラー４６よりもＺ２側には、受光部４２が配設されている。このように、投光部４１及び受光部４２は、爪部ＮＬからＺ２方向に向かって離れた位置に配設されている。なお、投光部４１及び受光部４２の配置は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。

投光側案内ミラー４５は、投光部４１からＺ１側に照射された光をＸ２側に反射させる反射面を有する断面三角形状に形成されたミラーである。受光側案内ミラー４６は、Ｘ２側に進む光をＺ２側に反射させる反射面を有する断面三角形状に形成されたミラーである。

なお、プリントヘッド３０のノズル部３１との干渉を避けるために、投光側案内ミラー４５及び受光側案内ミラー４６のＺ１側の端部は、ノズル部３１よりもＺ２側に配設されている。

投光側案内ミラー４５は、投光部４１からＺ１側に照射された光をＸ２側に反射させて爪部ＮＬを横切るように案内する。受光側案内ミラー４６は、爪部ＮＬを横切ってＸ２側に進む光をＺ２側に反射させて受光部４２に案内する。

図９に示す例では、投光部４１から照射された光は、投光側案内ミラー４５で反射されて爪部ＮＬを横切って進むように案内される。爪部ＮＬを横切って進む光は、Ｘ１側及びＸ２側の反射ミラー４３，４４でそれぞれ２回ずつ折り返され、受光側案内ミラー４６で反射されて受光部４２に案内された後、受光部４２で受光される。なお、光路の折り返し回数は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。

このような構成とすれば、爪部ＮＬとプリントヘッド３０との間に光路を形成するのにあたって、投光部４１及び受光部４２の配設位置を自由に設定することが可能となる。つまり、プリントヘッド３０の移動範囲を考慮することなく、投光部４１及び受光部４２を指ＦＮの近傍に配設することができ、装置の小型化等のニーズに合わせた設計を行うことができる。

《実施形態６》
図１０は、本実施形態６に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態５と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図１０に示すように、指ＦＮを挟んでＸ方向の両側には、光を反射する一対の反射ミラー４３，４４がそれぞれ配設されている。反射ミラー４３，４４の間で光が反射することで、指ＦＮのＸ方向に複数回折り返された光路が形成される。

投光部４１及び受光部４２は、指ＦＮよりもＸ２側に配設されている。投光部４１は、Ｘ２側の反射ミラー４４よりもＹ２側に配設されている。受光部４２は、Ｘ２側の反射ミラー４４よりもＹ１側に配設されている。投光部４１及び受光部４２は、１枚のプリント基板４８に実装されている。

投光部４１から照射された光は、Ｘ１側の反射ミラー４３によって反射されることで、Ｘ２側の反射ミラー４４に向かって折り返される。このように、一対の反射ミラー４３，４４の間で光が反射することで、指ＦＮのＸ方向に複数回折り返された光路が形成される。

図１０に示す例では、投光部４１から照射された光は、Ｘ１側の反射ミラー４３で２回、Ｘ２側の反射ミラー４４で１回ずつ折り返された後、受光部４２で受光される。なお、光路の折り返し回数は、あくまでも一例であり、この形態に限定するものではない。

《実施形態７》
図１１は、本実施形態７に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点に付いてのみ説明する。このほか、本実施形態１では、使用者の指を対象物として説明しているが、対象物は指以外の物であっても良く、対象物は特に制限されない。

図１１に示すように、指ＦＮよりもＸ１側には、投光部４１が配設されている。投光部４１は、ラインレーザー光源で構成されており、爪部ＮＬとプリントヘッド３０との間に、放射状に拡がるレーザー光を照射することで、爪部ＮＬのＹ方向の全範囲を横切る光路を形成している。

受光部４２は、指ＦＮよりもＸ２側においてＹ方向に間隔をあけて複数配設されている（図１１に示す例では５つ）。投光部４１から照射されて放射状に拡がるレーザー光は、爪部ＮＬのＹ方向の全範囲を横切った後で、複数の受光部４２によって受光される。

《実施形態８》
図１２は、本実施形態８に係るプリンタの構成を示す斜視図である。図１３は、本実施形態８に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。図１４は、本実施形態８の変形例に係る投光部から受光部までの光路を説明する平面図である。以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点に付いてのみ説明する。

本実施形態８と実施形態１の差異は、対象物ＯＢの固定機構にあり、指以外の対象物ＯＢに応用するために、固定機構をいくらか調整している。しかしながら、ここで例示するのは範例にすぎず、当業者は、その実際の応用方法に応じて、適当な調整または変化を施すことができる。図１３に示すように、固定機構５０, ５０は、例えば、一対の平行に設けられる壁板５２,５２、および一対の位置決め部５４,５４を含み、これらは、それぞれ壁板５２,５２に設けられ、対象物ＯＢの左右(図ではＸ方法)から、対象物ＯＢを把持するのに用いられる。図１５は、別の固定方法を例示しており、図１４が示すように、固定機構５０, ５０は、一対の位置決め部５４,５４のみを含み、それは基台プレート１２に直接設けられる。

図１３または１４に示すように、一対の位置決め部５４，５４は、例えば本体部５４aと、付勢部材５６と、夾持部５４bを含む。本体部５４aは、所定の高度で壁板５２、５２の内壁面に固定されることができる。付勢部材５６(本実施形態では圧縮ばねを例としている) は本体部内に設けられ、一端は、把持部５４bに当接している。把持部５４bの前端は印刷対象ＯＢの固定に用いる。印刷対象ＯＢが、前記一対の位置決め部５４、５４の中間に載せられたとき、把持部５０b、５０bは圧縮ばねを押し下げ、圧縮ばねの付勢力により、印刷対象ＯＢを固定する。この状態で、プリントヘッド３０が作動し、対象物OB に印刷が施される。

図１３または１４に示すように、対象物ＯＢを挟んでＸ方向の両側には、投光部４１及び受光部４２がそれぞれ設けられている。投光部４１と受光部４２の配置位置は図４と類似しており、プリントヘッド３０で対象物ＯＢを印刷する際に、プリントヘッド３０と投光部４１及び受光部４２が干渉しないようにしている。

これにより、投光部４１は、対象物OBとプリントヘッド３０との間，レーザー光線のような直進性の高い光を照射することで、対象物ＯＢを横切る光路を形成している。投光部４１から照射された光は、受光部４２に向かう際に、Ｘ方向に対して所定角度傾斜した方向、つまり、Ｙ１側に向かって傾斜した方向に進んでいる。また、受光部４２は、投光部４１から照射された光を受光する。受光部４２は、光を受光している間、制御部３５（図示せず、図２の例を参照できる）に対して受光信号を出力する。

印刷対象ＯＢが外界の影響などの要素により移動した場合、プリントヘッド３０を損傷する可能性がある。したがって、印刷対象ＯＢが移動したとき、例えば、印刷対象ＯＢが上に向かって移動したとき、投光部４１が射出するレーザー光は、印刷対象ＯＢまたはその表面突起物 (例、デコレーション素材)によって遮光され、このとき、受光部４２は投光部４１からのレーザー光を受けることができなくなる。制御部３５では、プリントヘッド３０の移動経路上に対象物ＯＢが存在していると判断して、プリントヘッド３０の駆動を停止させる。具体的には、Ｘ軸モータ２３及びＹ軸モータ１９の駆動を停止させるように制御してもよいし、図示しないモータドライバの電源をオフにするように制御してもよい。また、このとき、図示しない表示部にエラーメッセージ等を表示することで、ユーザーに警告を行うようにしてもよい。

このような構成とすれば、プリントヘッド３０が対象物ＯＢに接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、対象物ＯＢが汚れたり、プリントヘッド３０が破損することもない。

このほか、図１３と図１４が示す実施形態８及びその変化例において、投光部４１と受光部４２の配置方法は、図４で示す配置方法により説明する。もちろん、図５〜１１の実施形態２〜７で示す配置方法を図１２が示す実施形態８に係るプリンタに応用してもよい。この状況において、投光部４１と受光部４２の配置方法および動作は、図５〜１１で描く内容と類似しているので、ここでは説明を省略する。

《実施形態９》
図１５は、本実施形態９に係るプリンタの概略構成を示す斜視図であり、図１６は、本実施形態９に係るプリンタの概略構成を示す平面図（ＺＸ面）であり。実施形態９は、立体の対象物ＯＢに表面印刷をするのに応用する３Ｄプリンタを描く。簡略化のために、図１５〜１６では、プリンタヘッド３０がＸＹＺ軸の三方向に移動できることのみを描いており、前記実施形態１〜７に記載されるプリンタ１０のＸ軸モータ２３、Ｙ軸モータ１９、Ｘ軸モータベルト２４和Ｙ軸モータシャフト１８等は省略する。本実施形態８においては、一組のＺ軸モータおよびＺ軸モータシャフト、または、Ｚ軸モータおよびＺ軸モータベルトを増設することによって、インク印刷機構３０をＺ軸方向において移動させることができる。この三組（Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸）のモータによって、プリンタ１０のプリンタヘッド３０はＸＹＺ軸において移動し、立体の印刷対象ＯＢの表面に印刷をすることができる。

図１５〜１６に示すように、対象物ＯＢがプリンタヘッド３０の移動経路に進入したかどうかを検出するために、本実施形態８も同様に投光部４１および受光部４２を設ける。前述のように、投光部４１はレーザー光を発し、受光部４２が受け取る。レーザー光は、プリンタヘッド３０と対象物ＯＢの間を横切る。対象物ＯＢそのものは立体形状であることから、実施形態1〜７と比べて、投光部４１および受光部４２は多種多様であることができる。この実施形態の配置例において、投光部４１が射出する光は、対象物ＯＢのＸＹ平面と平行する各断面輪郭において、最も突出する部分を横切る。当業者は、実際の需要に応じて、投光部４１および受光部４２を最適な設置位置に調整することができる。

図４に係る説明のように、図１５〜１６で示す投光部４１および受光部４２の配置領域もプリンタヘッド３０のＸ，Ｙ，Ｚ方向における移動範囲外にある。本実施形態において、投光部４１は、プリンタヘッド３０の移動範囲外のＸ１方向、Ｙ２方向およびＺ２方向に設けられる。受光部４２は、プリンタヘッド３０の移動範囲外のＸ２方向、Ｙ１方向、Ｚ１方向に設けられる。

印刷対象ＯＢが外界の影響などの要素により移動または傾斜した場合、印刷対象ＯＢはプリントヘッド３０の移動経路上に進入し、プリントヘッド３０を損傷する可能性がある。したがって、印刷対象ＯＢが移動または傾斜した場合、例えば、印刷対象ＯＢが傾倒した場合、投光部４１が射出するレーザーは、印刷対象ＯＢまたはその表面突起物（例、デコレーション素材)によって遮光され、このとき、受光部４２は投光部４１からのレーザー光を受けることができなくなる。このとき、制御部３５（図示せず、図２の配置例を参照できる）では、プリントヘッド３０の移動経路上に対象物ＯＢが存在していると判断して、プリントヘッド３０の駆動を停止させる。具体的には、Ｘ軸モータ、Ｙ軸モータおよびＺ軸モータの駆動を停止させるように制御してもよいし、図示しないモータドライバの電源をオフにするように制御してもよい。また、このとき、図示しない表示部にエラーメッセージ等を表示することで、ユーザーに警告を行うようにしてもよい。

図１７は、本実施形態９の変形例に係るプリンタの概略構成を示す斜視図であり、図１８は、本実施形態９の変形例に係るプリンタの概略構成を示す平面図（ＺＸ面）であり。この例では、主に、対象物ＯＢの最高位置がプリントヘッド３０の移動経路上に存在するかどうかを検出する。このとき、図１７〜１８が示すように、投光部４１と受光部４２は、投光部４１が射出するレーザー光が対象物ＯＢの最高位置およびプリントヘッド３０を横切って、被受光部４２により受けることができるように設けてもよい。

本実施形態において、投光部４１と受光部４２は、投光部４１が射出する光が対象物ＯＢの高さ方向（Ｚ方向）における最も高い位置を横切るように設けられる。
これによって、対象物ＯＢの最高位置がプリントヘッド３０の移動経路上に存在するかどうかを判断する。しかしながら、当業者は、実際の需要に応じて、投光部４１および受光部４２を最適な設置位置に調整することができる。

このような構成とすれば、プリントヘッド３０が対象物OBに接触するのを防止して、安全性を確保することができる。また、対象物OBが汚れたり、プリントヘッド３０が破損することもない。

このほか、図１５〜１８で示す実施形態９およびその変化例において、投光部４１および受光部４２の配置方法は、図４で示す配置方法の変化例により説明する。もちろん、図５〜１１の実施形態２〜７で示す配置方法を図１５〜１８で示す実施形態９にかかるプリンタに応用してもよい。この状況において、投光部４１と受光部４２の配置方法および動作は、図５〜１１で描く内容と類似しているので、ここでは説明を省略する。

なお、本発明の上記各実施形態において、プリンタのインク機構に含まれる印刷ヘッドは、インクの代わりに、化粧品や皮膚などに作用する薬品が液体中に混入された流体等の液滴を吐出してもよい。これにより、例えば、人体の皮膚に、高い精度で化粧品や薬剤を塗布することができる。

以上説明したように、本発明は、射出装置の吐出部が対象物に接触するのを防止できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

１０プリンタ
２５置プレート（対象物載置部）
３０プリントヘッド
３５制御部
４１投光部
４２受光部
４３反射ミラー（反射部）
４４反射ミラー（反射部）
４５投光側案内ミラー（投光側案内部）
４６受光側案内ミラー（受光側案内部）
５０固定機構
５２壁板
５４位置決め部
５６付勢部材
ＮＬ爪部（対象物）
ＯＢ対象物

Claims

射出装置であって、
対象物に対して液滴を吐出する吐出部と
前記吐出部と前記対象物との間に光を照射して、該対象物を横切る光路を形成する投光部と、
前記投光部から照射された光を受光する受光部と、
前記受光部で光が受光されなくなった場合に、前記吐出部の駆動を停止させる制御部とを備えたことを特徴とする射出装置。
請求項１において
該対象物を載置する対象物載置部をさらに備えたことを特徴とする射出装置。
請求項１または２において、
前記光路は、前記吐出部の少なくとも第１方向に対して所定角度傾斜していることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至３のうち何れか１つにおいて、
前記投光部及び前記受光部は、前記吐出部の移動範囲外に配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記投光部から照射された光を、前記対象物を少なくとも１回横切るように反射させる反射部を備えたことを特徴とする射出装置。
請求項５において、
前記反射部は、前記対象物の一端側及び他端側にそれぞれ配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項４において、
前記投光部及び前記受光部は、前記対象物の一端側及び他端側にそれぞれ配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項４乃至６のうち何れか１つにおいて、
前記投光部及び前記受光部は、前記対象物の第１方向の一端側に配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項８において、
前記投光部及び前記受光部は、１枚の基板に実装することを特徴とする射出装置。
請求項１乃至９のうち何れか１つにおいて、
前記投光部及び前記受光部は、第１方向に垂直な第２方向に向かって前記対象物から離れた位置に配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項１０において、
前記投光部は、前記投光部から照射された光を前記対象物を横切るように案内する投光側案内部をさらに備えることを特徴とする射出装置。
請求項１１において、
前記受光部は、前記対象物を横切る光を前記受光部に案内する受光側案内部を備えたことを特徴とする射出装置。
請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記投光部は、前記対象物の第１方向の一端側に配設され、放射状に拡がるレーザー光を照射して前記対象物を横切る光路を形成するラインレーザー光源で構成されることを特徴とする射出装置。
請求項１３において、
前記受光部は、前記対象物の前記第１方向の他端側に複数配設されていることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至１４のうち何れか１つにおいて
前記制御部は、前記吐出部のモータを停止させ、前記吐出部の駆動を停止させることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至１５のうち何れか１つにおいて
前記制御部は、モータのドライブの電源をオフにするよう制御して、前記吐出部の駆動を停止させることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至１６のうち何れか１つにおいて
前記吐出部の駆動が停止されたエラーメッセージを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする射出装置。
請求項１乃至１７のうち何れか１つにおいて
少なくとも第１方向に沿って移動しながら前記対象物に液滴を吐出することで印刷を行うことを特徴とする射出装置。