JP2007098648A - 建築板の塗装装置 - Google Patents

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博文 山中
Keiichi Yamada
圭一 山田
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司 川口
Susumu Matsuda
進 松田
Takashi Morimoto
隆 森本
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Abstract

【課題】塗装ヘッドが建築板に衝突することを防止しながらも、鮮明な塗装が可能な建築板の塗装装置を提供する。
【解決手段】計測手段6は、搬送方向において塗装手段の入口側に配置され、建築板1の塗装面1aの下方に設定した一つの水平面である基準面2aからの塗装面1aの高さについて搬送方向に直交する方向における最大高さを計測する。制御手段7は、計測手段6の計測結果を受けて建築板1の搬送方向の所定長さごとに前記計測結果の最大値を求め、建築板1のうち塗装ヘッド3の下方を通過している部位を含む前記所定長さで求めた前記最大値tに対して塗装ヘッド3の基準面2aからの高さ位置が所定値Hだけ大きくなるように昇降手段5を駆動する。
【選択図】図1

Description

本発明は、外壁材等の建築板の塗装面にインクを噴射することにより塗装面をインクジェット方式で塗装する建築板の塗装装置に関するものである。
従来から、この種の塗装装置として、建築板の塗装面(意匠面)に向かって塗装ヘッド(ノズルアレイ)からインクを噴射するものが提案されている(たとえば特許文献1参照)。
特許文献1に記載された塗装装置は、建築板を所定のラインに沿って搬送する搬送手段を備え、搬送手段のラインの途中に塗装ヘッドを設けることにより、塗装ヘッドを通過する建築板の塗装面が所望のデザインに塗装されるようにしてある。ここで、塗装ヘッドは建築板の塗装面との間に所定の間隔を有して配置される。特許文献1では、塗装ヘッドを建築板の厚み方向に可動に配設することによって塗装ヘッドと塗装面との間隔を可変としており、この間隔を小さく設定すれば塗装面を塗装するドットの解像度が上がり鮮明な塗装が可能となることが記載されている。
特開2005−74686号公報(第3頁)
ところで、建築板の製造過程で建築板に反りが生じた場合などには、1枚の建築板であっても搬送手段からの塗装面の高さが均一ではなくなるので、建築板のうち搬送手段からの塗装面の高さが大きい部分に塗装ヘッドが衝突するおそれがある。また、建築板への塗装ヘッドの衝突を防止するために塗装ヘッドと塗装面との間隔を大きく設定すると、塗装面におけるドットの解像度が低下し、鮮明な塗装ができなくなる。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであって、塗装ヘッドが建築板に衝突することを防止しながらも、鮮明な塗装が可能な建築板の塗装装置を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、建築板を載置した状態で建築板を一方向に搬送する搬送手段と、搬送手段の上方に配置され建築板の厚み方向の一面である塗装面に対してインクを噴射する塗装ヘッドを有し塗装面をインクジェット方式で塗装する塗装手段と、上下方向に塗装ヘッドを移動させる昇降手段と、搬送方向において塗装手段の入口側に配置され、塗装面の下方に設定した一つの水平面である基準面からの塗装面の高さについて搬送方向に直交する方向における最大高さを計測する計測手段と、計測手段の計測結果を受けて建築板の搬送方向の所定長さごとに前記計測結果の最大値を求め、建築板のうち塗装ヘッドの下方を通過している部位を含む前記所定長さで求めた前記最大値に対して塗装ヘッドの基準面からの高さ位置が所定値だけ大きくなるように昇降手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、搬送方向において塗装手段の入口側に配置された計測手段によって、塗装面の下方に設定した一つの水平面である基準面からの塗装面の高さについて搬送方向に直交する方向における最大高さを計測しており、制御手段が、計測手段の計測結果を受けて建築板の搬送方向の所定長さごとに前記計測結果の最大値を求め、建築板のうち塗装ヘッドの下方を通過している部位を含む前記所定長さで求めた前記最大値に対して塗装ヘッドの基準面からの高さ位置が所定値だけ大きくなるように昇降手段を駆動するので、建築板が塗装ヘッドの下方を通過しているときには、塗装面において基準面からの高さが最大となる部位であっても前記所定値の間隔を有して塗装ヘッドと対向することになる。したがって、塗装ヘッドが建築板に衝突することはない。また、基準面からの塗装面の高さが均一である建築板に関しては、塗装ヘッドと塗装面との間隔が塗装面の全面に亘って前記所定値になるので、当該所定値を小さく設定しておけば、塗装面を塗装するドットの解像度が上がり鮮明な塗装を施すことができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記所定長さが、前記搬送方向における前記建築板の全長であることを特徴とする。
この構成によれば、1枚の建築板ごとに塗装ヘッドの基準面からの高さ位置が調節されることになるから、1枚の建築板を塗装している間に塗装ヘッドを移動させる必要はなく、塗装ヘッドの高さ位置の制御が簡単になる。
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記所定長さが、前記搬送方向における前記塗装ヘッドの全長であることを特徴とする。
この構成によれば、1枚の建築板に関しても搬送方向における基準面からの塗装面の高さの変化を追従するように、塗装面と塗装ヘッドとの間隔が調節されることになるので、搬送方向において基準面からの塗装面の高さが均一でない建築板を塗装する場合でも、塗装面と塗装ヘッドとの間隔を塗装面の全面に亘って所定値に略一致させることができ、当該所定値を小さく設定しておけば、塗装面を塗装するドットの解像度が上がり鮮明な塗装を施すことができる。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明において、前記塗装手段が、それぞれ異なる色のインクを噴射する複数台の前記塗装ヘッドを前記搬送方向において互いに異なる位置に有しており、前記昇降手段が、各塗装ヘッドに対応付けて複数台設けられ、前記制御手段が、各昇降手段を個別に駆動することを特徴とする。
この構成によれば、カラー塗装が可能な建築板の塗装装置において、各色の塗装ヘッドにそれぞれ対応する各昇降手段を個別に駆動するものであるから、塗装ヘッドごとに塗装面との間隔がばらつくことはなく、各色のインクを同じ条件で塗装面に付着させることができる。
本発明は、搬送方向において塗装手段の入口側に配置された計測手段によって、塗装面の下方に設定した一つの水平面である基準面からの塗装面の高さについて搬送方向に直交する方向における最大高さを計測しており、制御手段が、計測手段の計測結果を受けて建築板の搬送方向の所定長さごとに前記計測結果の最大値を求め、建築板のうち塗装ヘッドの下方を通過している部位を含む前記所定長さで求めた前記最大値に対して塗装ヘッドの基準面からの高さ位置が所定値だけ大きくなるように昇降手段を駆動するので、塗装ヘッドが建築板に衝突することを防止しながらも、鮮明な塗装が可能になるという利点がある。
(実施形態1)
本実施形態の建築板の塗装装置は、図2に示すように、一方向に建築板1を搬送する搬送手段2と、搬送手段2の上方に配設され建築板1の塗装面に対してインクを噴射する塗装ヘッド3を有し塗装面を建築板1の幅方向(図2(a)の上下方向)の全長に亘ってインクジェット方式で塗装する塗装手段とを備える。
搬送手段2は、建築板1を導入する部分がローラコンベア10で構成され、ローラコンベア10の終点以降が建築板1の位置ずれを生じ難いタイミングベルト11で構成される。図2の搬送手段2は建築板1を矢印Aの方向に搬送する。建築板1は、厚み方向の一面である塗装面を上側にして搬送手段2に載置される。ローラコンベア10は、建築板1を幅方向の一方(図2(a)の下方)に寄せるように建築板1の幅方向に対して傾斜しており、また、タイミングベルト11において建築板1を導入する部分には建築板1を幅方向の前記一方に押すプッシャー4が配置されている。これにより、建築板1は、塗装手段で塗装されるまでに幅方向の位置が揃えられることになる。
さらに、図2に示す例では、2枚の建築板1を並行して塗装できるように、2台の搬送手段2が建築板1の幅方向に並設され、各搬送手段2に塗装手段がそれぞれ配設されている。ここで、両搬送手段2は近接配置されており、両搬送手段2に跨る形で建築板1を載置するようにすれば、幅広の建築板1を塗装することも可能である。この場合には、建築板1は幅方向の半分ずつが各搬送手段2に設けた各塗装手段によってそれぞれ塗装されることになる。両搬送手段2間で構成の差異はないので、以下では一方の搬送手段2について説明する。
本実施形態ではカラー塗装が可能な塗装装置を例示しており、塗装手段は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のインクをそれぞれ噴射する4台の塗装ヘッド3を有している(図2では左端から順にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラック)。各塗装ヘッド3は、それぞれ多数のノズルを有したノズルアレイ(図示せず)を備え、各色のインクをノズルアレイに供給するインクタンク(図示せず)に接続された構成を有する。ノズルアレイは、ピエゾ素子(図示せず)を使用してインクの液滴を各ノズルから噴射する。また、ノズルアレイにはインクの噴射の制御を行うノズル制御手段(図示せず)が接続されており、ノズル制御手段は、塗装のデザインのデータを有した塗装制御手段(図示せず)からのノズル制御信号を受けてインクを噴射させる。
ところで、本実施形態の塗装装置においては、図1に示すように、塗装ヘッド3を上下方向に移動させる昇降手段5と、塗装ヘッド3を設けた位置(以下、塗装位置Bという)よりも搬送方向の手前の位置(以下、計測位置Cという)に配置され、後述する基準面2aからの塗装面1aの高さのうち建築板1の幅方向における最大高さを計測する計測手段6と、計測手段6の計測結果を受けて前記昇降手段5を駆動するシーケンサからなる制御手段7とが設けられている。
すなわち、昇降手段5は、制御手段7からの信号(以下、位置制御信号という)を受けて塗装ヘッド3の上下方向の位置を変化させることにより、塗装ヘッド3と塗装面1aとの間隔を変化させるものである。昇降手段5に位置制御信号が与えられていない期間には、昇降手段5は停止し塗装ヘッド3を同じ位置に保持する。ここでは、昇降手段5は塗装ヘッド3ごとにそれぞれ設けられているが、4台の塗装ヘッド3に対応する全ての昇降手段5が制御手段7からの位置制御信号を受けて一斉に塗装ヘッド3の位置を変化させるように動作する。各昇降手段5としては、それぞれ動力を発生するモータ(図示せず)と、位置制御信号に対応した高さ位置に塗装ヘッド3を移動させるようにモータを回転させる駆動回路(図示せず)とを備えたサーボ機構を用いている。
計測手段6は、図3に示すように、レーザ光を投光する投光器8とレーザ光を受光する受光器9とを有し、搬送手段2の幅方向(つまり図1で紙面に直交する方向)の両側に投光器8および受光器9を配置したものである。ここで、投光器8と受光器9とは、投光器8からのレーザ光を受光器9で受光可能となるように互いに対向して配置される。本実施形態の計測手段6は、搬送手段2におけるタイミングベルト11の上面を含む平面を前記基準面2aとして設定し、この基準面2aからの塗装面1aの最大高さを計測するが、基準面2aは、塗装面1aより下方に位置する一つの水平面であればよい。
投光器8は、上下方向に延長されたライン状の平行光線を投光しており、投光器8と受光器9との間に建築板1が存在しないときには、受光器9の受光部(図示せず)の上下方向の全域に亘り投光器8からのレーザ光が照射する。受光器9は受光部で受光したレーザ光の重心位置に対応した電気信号を出力する。つまり、計測位置Cを建築板1が通過する際には、投光器8からのレーザ光の一部が建築板1で遮光されて受光部に照射するレーザ光の重心位置が上昇することによって、受光器9の出力が、建築板1のうち計測位置を通過している部位の基準面2aからの塗装面1aの最大高さに一対一に対応して定まることになる。そして、計測手段6は受光器9の出力を計測結果として制御手段7に出力する。本実施形態では、基準面2aからの高さを10〜24mmの範囲で計測できるように、受光器9における基準面2aからの受光面の高さ位置を規定してある。
また、計測手段6は、図2に示すように、搬送方向(図2の左右方向)において塗装ヘッド3との間に建築板1の搬送方向の全長よりも大きい間隔を有するように、搬送方向においてベルトコンベア10の直後の位置に配置される。図2においては塗装手段の直前の位置にも計測手段6を2点鎖線で示しているが、この計測手段5は実施形態2で用いるものであって本実施形態では用いない。
一方、制御手段7は、計測手段6の計測結果を受けて建築板1の搬送方向の所定長さごとに計測結果の最大値を求め、前記所定長さごとに求めた計測結果の前記最大値に基づいて昇降手段5を駆動する。具体的に説明すると、ここでは前記所定長さは建築板1の搬送方向の全長であって、制御手段7は、1枚の建築板1が計測位置Cを通過するごとに当該建築板1について基準面2aからの塗装面1aの高さの最大値を求め、建築板1が計測位置Cを通過し終わると、塗装ヘッド3と基準面2aとの間隔が前記最大値よりも所定値だけ大きくなるように昇降手段5を駆動する。つまり、建築板1が塗装位置Bを通過するときには、塗装ヘッド3は、当該建築板1のうち基準面2aからの塗装面1aの高さが最大となる部位に対して、前記所定値の間隔を有して対向する高さ位置に位置することになる。
以下に、上述した塗装装置の動作を図1を参照して説明する。
まず、建築板1が計測位置Cを通過している間に計測手段6によって当該建築板1について基準面2aからの塗装面1aの高さのうち建築板1の幅方向における最大高さが計測される。ここでは、建築板1として一部に反りが生じた建築板1を例示しており、制御手段7においては、当該建築板1について基準面2aからの塗装面1aの高さが最大となる部分の塗装面1aの高さt=20mmが上述した計測結果の最大値として求まることになる。そして、建築板1が計測位置Cを通過し終わると、制御手段7は、この最大値t=20mmよりも前記所定値Hだけ大きい間隔で塗装ヘッド3と基準面2aとが対向するように、昇降手段5を駆動して塗装ヘッド3を移動させる。本実施形態では前記所定値Hを5mmに設定している。これにより、建築板1の塗装時には塗装ヘッド3と塗装面1aとの間隔は5mm以上になるので、塗装ヘッド3が建築板1に衝突することはない。
また、複数枚の建築板1を順次搬送し各建築板1に順次塗装を施すことも可能であって、この場合には、塗装位置Bに位置する建築板1の塗装が終了した後に塗装ヘッド3の移動を開始し、次に塗装する建築板1が塗装位置Bに到達するまでに塗装ヘッド3の移動が完了するように、制御手段7が昇降手段5を駆動するタイミングを設定する。
なお、本実施形態では所定値Hを5mmに設定しているが、これは塗装面1aに鮮明な塗装を施すことができる程度に塗装面1aと塗装ヘッド3との間隔を規定する一例であって、所定値Hの値は任意に設定可能である。
(実施形態2)
本実施形態の建築板1の塗装装置は、計測手段6が塗装位置Bの直前の位置に設けられている点、および制御手段7の動作が実施形態1の塗装装置とは相違する。つまり本実施形態では、搬送手段2のライン上において図2に2点鎖線で計測手段6を示した位置を計測位置Cとしている。その他の構成および機能は実施形態1と同様である。
実施形態1の制御手段7は、計測結果の最大値を求める所定長さを建築板1の搬送方向の全長としていたが、本実施形態の制御手段7は、計測結果の最大値を求める所定長さを各塗装ヘッド3の搬送方向の全長とする。言い換えると、実施形態1では1枚の建築板1ごとに塗装ヘッド3の高さ位置を調節していたが、本実施形態では1枚の建築板1を塗装する期間にも各塗装ヘッド3の搬送方法の全長ごとに塗装ヘッド3の高さ位置を調節することになる。
本実施形態の制御手段7は、搬送方向に前記所定長さで区画された建築板1の1区画ごとに、計測手段6の計測結果の最大値(つまり建築板1の1区画のうち基準面2aからの塗装面1aの高さが最大となる部位の塗装面1aの高さ)を求め、建築板1のうち前記最大値を求めた1区画が塗装ヘッド3の下方に到達するときに基準面2aからの塗装ヘッド3の高さ位置が前記最大値よりも所定値H=5mmだけ大きくなるように、昇降手段5を駆動する。
これにより、建築板1の1区画ごとに基準面2aからの塗装面1aの高さの変化を追従するように塗装ヘッド3の高さ位置が調節されることになり、図1に示したように一部に反りが生じた建築板1を塗装する場合でも、塗装面1aの略全面に亘って塗装ヘッド3と塗装面1aとの間隔を5mmに近づけることができる。また、本実施形態では、各塗装ヘッド3の高さ位置を個別に調節するように各昇降手段5を個別に駆動することによって、塗装ヘッド3ごとに塗装面1aとの間隔にばらつきが生じることを防止している。
本発明の実施形態1の構成を示す概略図である。 同上の全体構成を示し、(a)は上面図、(b)は側面図である。 同上に用いる計測手段の構成を示す斜視図である。
符号の説明
1 建築板
2 搬送手段
3 塗装ヘッド
5 昇降手段
6 計測手段
7 制御手段
1a 塗装面
2a 基準面
H 所定値

Claims (4)

  1. 建築板を載置した状態で建築板を一方向に搬送する搬送手段と、搬送手段の上方に配置され建築板の厚み方向の一面である塗装面に対してインクを噴射する塗装ヘッドを有し塗装面をインクジェット方式で塗装する塗装手段と、上下方向に塗装ヘッドを移動させる昇降手段と、搬送方向において塗装手段の入口側に配置され、塗装面の下方に設定した一つの水平面である基準面からの塗装面の高さについて搬送方向に直交する方向における最大高さを計測する計測手段と、計測手段の計測結果を受けて建築板の搬送方向の所定長さごとに前記計測結果の最大値を求め、建築板のうち塗装ヘッドの下方を通過している部位を含む前記所定長さで求めた前記最大値に対して塗装ヘッドの基準面からの高さ位置が所定値だけ大きくなるように昇降手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とする建築板の塗装装置。
  2. 前記所定長さは、前記搬送方向における前記建築板の全長であることを特徴とする請求項1記載の建築板の塗装装置。
  3. 前記所定長さは、前記搬送方向における前記塗装ヘッドの全長であることを特徴とする請求項1記載の建築板の塗装装置。
  4. 前記塗装手段は、それぞれ異なる色のインクを噴射する複数台の前記塗装ヘッドを前記搬送方向において互いに異なる位置に有しており、前記昇降手段は、各塗装ヘッドに対応付けて複数台設けられ、前記制御手段は、各昇降手段を個別に駆動することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の建築板の塗装装置。
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