JP2007152158A

JP2007152158A - 建築板の塗装装置

Info

Publication number: JP2007152158A
Application number: JP2005347252A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Yamanaka; 博文山中; Keiichi Yamada; 圭一山田; Tsukasa Kawaguchi; 司川口; Susumu Matsuda; 進松田; Takashi Morimoto; 隆森本
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: JP4769072B2

Abstract

【課題】インクジェット式塗装機に搬送されてくる建築板に正確にタイミングを合わせて塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始することができ、建築板に高い意匠精度で塗装を行なうことができる建築板の塗装装置を提供する。
【解決手段】搬送コンベア５で建築板１を送りながら、インクジェット式塗装機２の塗装ノズルヘッド３から塗料を噴射させることによって、建築板１の表面を塗装するようにした建築板の塗装装置に関する。搬送コンベア５でインクジェット塗装機２へと搬入される建築板１の通過を検知する板検知センサー６と、搬送コンベア５によって送られる建築板１の速度を非接触で検出する速度センサー７とを備える。そして、板検知センサー６による建築板１の検知と速度センサー７による建築板１の送り速度とに基づいて塗装ノズルヘッド３の塗料の噴射開始のタイミングを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット式の塗装機を用いて建築板の表面に塗装を行なう建築板の塗装装置に関するものである。

セメント系外装板などの建築板に塗装を施すにあたっては、従来からスプレー塗装機、ロールコーター塗装機、フローコーター塗装機などを用いて、建築板の表面に塗料を塗布することによって行なうのが一般的である。しかしこのようなスプレー、ロールコート、フローコートなどでは、複雑な柄模様に塗装を施すことが難しく、特に外装板のように不規則な凹凸を設けた建築板に塗装を施すことは困難である。一方、凸版や凹版などの印刷ロールを用いて塗装することも行なわれているが、この場合には同じ柄模様が繰り返して表れる塗装になって、単調な模様になり易く、また塗装する柄模様を変更する場合には印刷ロールを取り替える必要があって、建築板ごとに異なる模様を塗装することはできない。

そこで最近、インクジェットプリンターを塗装機として用い、建築板を送りながら、このインクジェット式の塗装機の塗装ノズルヘッドから塗料を噴射させることによって、建築板の表面を塗装することが提案されている（例えば特許文献１等参照）。

インクジェット式の塗装機では塗装ノズルヘッドから噴射させた塗料で、建築板の表面に対して非接触で塗装を行なうことができるものであり、また塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を制御することによって、建築板の任意の位置に任意の柄模様となるように塗料を噴射することができるものであり、表面に凹凸を有する建築板に複雑な柄模様で塗装を行なうことができるものである。特に、塗装ノズルヘッドから塗料を噴出する制御は、インクジェット式塗装機に供給される建築板ごとに設定することが可能であるので、建築板ごとに異なる模様を塗装することも可能になるものである。
特開２００５−７４６８６号公報

上記のように建築板を送りながらインクジェット式塗装機で塗装を行なう場合、塗装ノズルヘッドの下を建築板が通過する際に塗装ノズルヘッドから塗料を噴射させて、建築板の表面に塗料が塗布されるので、インクジェット式塗装機に搬入されてくる建築板にタイミングを合わせて塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始する必要がある。

このために上記の特許文献１のものでは、建築板が所定の位置に到達したときに建築板の到来を検出する「板到来検出センサ」と、建築板の搬送速度を検出する「板速度検出エンコーダ」とを備え、「板到来検出センサ」で検出した板到来信号と「板速度検出エンコーダ」で検出した速度データを基に、塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始するタイミングを制御するようにしている。

ここで、特許文献１の建築板の搬送速度を検出する「板速度検出エンコーダ」としては、ロータリーエンコーダー用いて形成されるのが一般的であるが、ロータリーエンコーダーは回転軸の回転角を測定することによって速度を検出することを原理とするものである。そしてロータリーエンコーダーで建築板の搬送速度を検出するには、回転軸に設けた円板を搬送される建築板に当接させて、建築板の移動によって円板を転動回転させ、この円板の回転に伴う回転軸の回転角を測定することによって行なわれることになる。

このように、特許文献１の「板速度検出エンコーダ」は建築板に接触して送り速度を検知するものである。しかし、建築板の表面には一般的に凹凸があり、特に凹凸模様を賦形した建築板には大きな凹凸がある。そしてこのような凹凸を有する建築板の表面に円板を転動回転させて速度を測定する特許文献１の「板速度検出エンコーダ」では、その凹凸によって円板が正確に回転せず、建築板の速度を精度高く検出することは難しい。従って特許文献１のものでは、「板到来検出センサ」で検出した板到来信号と「板速度検出エンコーダ」で検出した速度データを基に、塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始するタイミングを制御するにあたって、「板速度検出エンコーダ」による建築板の速度の検出の精度が低いので、インクジェット式塗装機に搬送されてくる建築板に正確にタイミングを合わせて塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始することは難しく、建築板に塗装する意匠精度に問題を有するものであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、インクジェット式塗装機に搬送されてくる建築板に正確にタイミングを合わせて塗装ノズルヘッドからの塗料の噴射を開始することができ、建築板に高い意匠精度で塗装を行なうことができる建築板の塗装装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る建築板の塗装装置は、搬送コンベア５で建築板１を送りながら、インクジェット式塗装機２の塗装ノズルヘッド３から塗料を噴射させることによって、建築板１の表面を塗装するようにした建築板の塗装装置であって、搬送コンベア５でインクジェット塗装機２へと搬入される建築板１の通過を検知する板検知センサー６と、搬送コンベア５で送られる建築板１の速度を非接触で検出する速度センサー７とを備え、板検知センサー６による建築板１の検知と速度センサー７による建築板１の速度とに基づいて塗装ノズルヘッド３の塗料の噴射開始のタイミングを制御するようにして成ることを特徴とするものである。

また請求項２の発明は、請求項１において、速度センサー７としてドップラー式速度センサーを用いることを特徴とするものである。

また請求項３の発明は、請求項１又は２において、搬送コンベア５を、インクジェット塗装機２に建築板１を搬入する位置から、インクジェット塗装機２で塗装された建築板１を搬出する位置に至る、一本のベルトコンベア５ａで形成して成ることを特徴とするものである。

本発明によれば、板検知センサー６による建築板１の検知と速度センサー７によって送られる建築板１の速度とに基づいて塗装ノズルヘッド３の塗料の噴射開始のタイミングを制御するにあたって、速度センサー７は建築板１の速度を非接触で検出するものであるので、建築板１の表面に凹凸があっても建築板１の速度を精度高く検出することができ、インクジェット式塗装機２に搬送されてくる建築板１に正確にタイミングを合わせて塗装ノズルヘッド３からの塗料の噴射を開始することができるものであり、建築板１に高い意匠精度で塗装を行なうことができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

塗装装置は、図２に概略構成を示すように、噴射ノズル４を設けた塗装ノズルヘッド３、塗装ノズルヘッド３の噴射ノズル４に塗料を供給する塗料供給タンク１１、塗装ノズルヘッド３の噴射ノズル４からの塗料の噴射を制御する塗装制御システム１２などを設けたインクジェット式塗装機２と、建築板１を搬送する搬送コンベア５とを備えて形成されるものである。

塗装ノズルヘッド３はインクジェット式塗装機２の下端に設けられているものであり、建築板１の送り方向と垂直な方向に長いラインヘッドとして形成してある。塗装ノズルヘッド３の下面には図３のように複数（例えば３０個）の単体ヘッド１６が、塗装ノズルヘッド３の長手方向に一列に配列して取り付けてある。単体ヘッド１６は下面形状が矩形に形成してあり、単体ヘッド１６の下面に開口して多数の噴射ノズル４が形成してある。噴射ノズル４は所定の一定間隔で単体ヘッド１６の長手方向に配列されるものであり、図４の実施の形態では噴射ノズル４は単体ヘッド１６に４列設けるようにしてある。このように噴射ノズル４を設けた単体ヘッド１６を塗装ノズルヘッド３にその長手方向に複数取り付けることによって、塗装ノズルヘッド３の長手方向に配列されるように多数の噴射ノズル４を塗装ノズルヘッド３に設けることができるものである。ここで、単体ヘッド１６はその長手方向を建築板１の送り方向に対して所定角度で傾斜させた状態で塗装ノズルヘッド３に取り付けてあり、このように単体ヘッド１６を傾斜させることで建築板１の送り方向に対して垂直な方向（建築板１の幅方向）での隣合う噴射ノズル４のピッチを小さくして、高密度のｄｐｉで塗装を行なうことができるようにしてある。

塗装ノズルヘッド３はイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の塗料を噴出する４種類の塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋから形成してあり、フルカラー印刷による塗装を行なうことができるようにしてある。塗料供給タンク１１も同様に４種類のものからなるものであり、イエローの塗料を供給する塗料供給タンク１１ｙは塗装ノズルヘッド３ｙに、シアンの塗料を供給する塗料供給タンク１１ｃは塗装ノズルヘッド３ｃに、マゼンタの塗料を供給する塗料供給タンク１１ｍは塗装ノズルヘッド３ｍに、ブラックの塗料を供給する塗料供給タンク１１ｋは塗装ノズルヘッド３ｋにそれぞれ接続してある。そして各塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋは建築板１の搬送方向に沿って配列してある。

塗装制御システム１２は、各種のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるものであり、塗装データ作成部、塗装制御部、噴射ノズル制御部等を備えて形成してある。塗装データ作成部は、原画をスキャナ等して得た色柄パターンのデータを入力して保存するものであり、塗装制御部は、塗装を行なう建築板１に応じた色柄パターンのデータを塗装データ作成部から取り出し、この色柄パターンのデータに基づいて、噴射ノズル制御部に制御信号を出力するものである。また噴射ノズル制御部は塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋの各噴射ノズル４に接続してあり、噴射ノズル制御部から入力される制御信号に基づいて各噴射ノズル４を制御するものである。各噴射ノズル４は例えばピエゾ制御方式により噴射を制御されるようになっており、噴射ノズル制御部で各噴射ノズル４を制御することによって、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各塗料の噴射と停止を個別に制御して、色柄パターンに対応したフルカラー印刷による塗装を行なうことができるものである。

搬送コンベア５はタイミングベルトなどのベルトコンベアで形成されるものであり、インクジェット式塗装機２の下側に配置されるものである。そして搬送コンベア５は図２（ｂ）に示すように、インジェット式塗装機２に建築板１を導入する前方位置の搬入エリアＡ_１から、インクジェット式塗装機２の直下位置の塗装エリアＡ_２、及びインクジェット式塗装機２から建築板１を導出する後方位置の搬出エリアＡ_３にかけて配置してある。

また、各搬送コンベア５の搬入エリアＡ_１の上方に配置して板検知センサー６と速度センサー７が設けてある。図１に示すように、板検知センサー６は速度センサー７よりも、建築板１の送り方向での長さよりも短い距離で、インクジェット式塗装機２に近い側に配置されるものである。

この板検知センサー６は例えば発光素子及び受光素子を備えた光電スイッチなど光学的センサーで形成されるものであり、搬送コンベア５の搬入エリアＡ_１の上に導入された建築板１が搬送コンベア５でインクジェット式塗装機２へと搬送される際に、建築板１の先端を非接触で検知するようにしてある。また速度センサー７は例えばドップラー式速度センサーで形成されるものであり、建築板１が搬送コンベア５の搬入エリアＡ_１においてインクジェット式塗装機２へと搬送される際の速度を検出するようにしてある。ドップラー式速度センサーは、音波や電磁波などの波を送信すると共に建築板１で反射した波を受信する送受信装置を備えて形成されるものであり、送信波と受信波の振動数（あるいは波長）の差から、建築板１の送り速度を非接触で検出することができるものである。本実施の形態では、板検知センサー６で建築板１の先端を検知した際の建築板１の搬送速度を速度センサー７で検出するようにしてある。

図１に示すように、上記の塗装制御システム１２は演算用ＣＰＵ１７、アンプ１８、シーケンサー１９、制御用ＣＰＵ２０を備えているものであり、板検知センサー６は演算用ＣＰＵ１７に、速度センサー７はアンプ１８を介して演算用ＣＰＵ１７にそれぞれ接続してある。そして板検知センサー６で建築板１の先端が検知されると、その検知信号が演算用ＣＰＵ１７に入力され、この検知信号の入力に伴って演算用ＣＰＵ１７からの制御で速度センサー７による建築板１の搬送速度の検出がなされ、速度センサー７で検出された速度データが演算用ＣＰＵ１７に入力されるようになっている。このように演算用ＣＰＵ１７に検知信号と速度データが入力されると、塗装ノズルヘッド３からの塗料を噴出する開始のタイミングが演算され、この演算結果に基づいて、シーケンサー１９を介して制御用ＣＰＵを作動させ、塗装ノズルヘッド３を制御するようにしてある。

しかして、上記のように形成される塗装装置でセメント系板など窯業系の建築板１の表面に塗装を行なうにあたっては、まず建築板１を搬送コンベア５の搬入エリアＡ_１上に導入する。導入された建築板１は搬送コンベア５でインクジェット式塗装機２へと送られるが、建築板１の先端が板検知センサー６の位置を通過する際に、上記のように、板検知センサー６で建築板１の先端が検知されると共に速度センサー７で建築板１の搬送速度が検出される。そして上記のように、板検知センサー６で検知された検知信号と、速度センサー７で検出された速度データに基づいて、塗装制御システム１２で塗装ノズルヘッド３から塗料を噴射する開始のタイミングが演算される。

すなわち、搬送コンベア５で搬送される建築板１の先端が塗装ノズルヘッド３の噴射ノズル４の直下に達したときに、塗装ノズルヘッド３からの塗料の噴射が開始される必要があるので、板検知センサー６の位置と塗装ノズルヘッド３の位置との間の距離Ｄを、建築板１の搬送速度Ｖで割って求められる時間（Ｔ＝Ｄ／Ｖ）が塗装ノズルヘッド３の塗料の噴射開始のタイミング時間として演算されるものであり、建築板１の先端が板検知センサー６で検知されたときから、タイミング時間（Ｔ＝Ｄ／Ｖ）が経過した時点で、塗装ノズルヘッド３からの塗料の噴射が開始するように、塗装制御システム１２で塗装ノズルヘッド３を制御するものである。

ここで、フルカラー塗装のために４種類の塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋを建築板１の搬送方向に沿って配列した場合には、各塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋについて塗料の噴射開始のタイミング時間を演算する必要がある。例えば、板検知センサー６と塗装ノズルヘッド３ｙとの間の距離Ｄ_１が１ｍであるとき、速度センサー７で検出された建築板１の搬送速度Ｖが４０ｍ／分であるとすると、建築板１の先端が板検知センサー６で検知されたときから、１ｍ／（４０ｍ／分）＝１．５秒のタイミング時間が経過した時点で、塗装ノズルヘッド３ｙからの塗料の噴射が開始するように制御される。また各塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋの間隔が０．２ｍであると、同様の演算から、１．８秒のタイミング時間が経過した時点で塗装ノズルヘッド３ｃからの塗料の噴射が開始し、２．１秒のタイミング時間が経過した時点で塗装ノズルヘッド３ｍからの塗料の噴射が開始し、２．４秒のタイミング時間が経過した時点で塗装ノズルヘッド３ｋからの塗料の噴射が開始するように制御されるものである。

上記のように建築板１の先端が板検知センサー６で検知されたときから、塗装ノズルヘッド３からの塗料の噴射開始までのタイミング時間を演算して制御するにあたって、搬送コンベア５のベルトの走行速度に基づいてタイミング時間を演算することも可能であるが、搬送コンベア５上での建築板１のスリップや、ベルト自体のスリップなどで、搬送コンベア５の走行速度と建築板１の搬送速度とは一致しない場合があり、この場合には塗装ノズルヘッド３の位置に建築板１の先端が達したときに正確に塗装ノズルヘッド３からの塗料の噴射を開始することができず、塗装ノズルヘッド３から噴射された塗料が建築板１の正確な位置に塗着しないことになり、高い意匠精度で塗装を行なうことができないことがあるが、本発明のように建築板１自体の搬送速度を検出してタイミング時間を演算することによって、搬送コンベア５上で建築板１がスリップしたりベルト自体がスリップしたりしても、この影響を受けることなく、塗装ノズルヘッド３の位置に建築板１の先端が達したときに正確に塗装ノズルヘッド３から塗料を噴射開始することができ、建築板１の正確な位置に高い意匠精度で塗装することができるものである。しかも本発明では速度センサー７としてドップラー式速度センサーなどを用いて非接触で建築板１の搬送速度を検出するようにしているので、建築板１の表面に凹凸があっても、凹凸に影響を受けることなく建築板１の送り速度を精度高く検出することができるものであり、タイミング時間を正確に演算して、建築板１に高い意匠精度で塗装を行なうことができるものである。

そして、上記のようにインクジェット式塗装機２の各塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋから塗料を噴射させた状態で、搬送コンベア５で建築板１を搬送して塗装エリアＡ_２を通過させることによって、各塗装ノズルヘッド３ｙ，３ｃ，３ｍ，３ｋから噴射される塗料を建築板１の表面に塗着させ、建築板１に塗装を施すことができるものである。このように塗装された建築板１は搬送コンベア５で搬送されて搬出エリアＡ_３に達し、搬送コンベア５の終端部から次工程に搬出されるものである。

搬送コンベア５はタイミングベルトなどの無限帯状のベルト２２をプーリ２３間に懸架したコンベアベルト５ａとして形成してある。そして図５（ｂ）のように、インクジェット式塗装機２に建築板１を導入する前方位置の搬入エリアＡ_１、インクジェット式塗装機２の直下位置の塗装エリアＡ_２、インクジェット式塗装機２から建築板１を導出する後方位置の搬出エリアＡ_３においてそれぞれ別のコンベアベルト５ａを設置し、複数のコンベアベルト５ａを直列に連ねて搬送コンベア５を形成する場合、搬入エリアＡ_１のコンベアベルト５ａから塗装エリアＡ_２のコンベアベルト５ａに建築板１が乗り移る際に、建築板１のばたつきなどによって、板検知センサー６や速度センサー７による検知・検出の測定誤差が発生し易くなり、また複数の各コンベアベルト５ａのプーリ２３をそれぞれ駆動するモータが複数必要となると共に駆動エネルギーも多く必要となる。そこで本発明では、図５（ａ）に示すように、搬入エリアＡ_１から塗装エリアＡ_２及び搬出エリアＡ_３までに至る一本のベルトコンベア５ａで搬送コンベア５を形成するようにしてある。搬送コンベア５をこのように一本のベルトコンベア５ａで形成することによって、乗り移りということがなくなってスムーズに建築板１を搬送することができるので、板検知センサー６や速度センサー７による検知・検出の測定を安定して正確に行なうことができるものである。またコンベアベルト５ａのプーリ２３を駆動するモータも少なくて済み、駆動エネルギーも少なくなるものである。

本発明の実施の形態の一例を示す一部の概略図である。同上の塗装装置の概略構成を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。同上の塗装ノズルヘッドの拡大した底面図である。同上の単体ヘッドの拡大した底面図である。同上の塗装装置を示すものであり、（ａ）（ｂ）はそれぞれ概略正面図である。

符号の説明

１建築板
２インクジェット式塗装機
３塗装ノズルヘッド
５搬送コンベア
５ａベルトコンベア
６板検知センサー
７速度センサー

Claims

搬送コンベアで建築板を送りながら、インクジェット式塗装機の塗装ノズルヘッドから塗料を噴射させることによって、建築板の表面を塗装するようにした建築板の塗装装置であって、搬送コンベアでインクジェット塗装機へと搬入される建築板の通過を検知する板検知センサーと、搬送コンベアで送られる建築板の速度を非接触で検出する速度センサーとを備え、板検知センサーによる建築板の検知と速度センサーによる建築板の速度とに基づいて塗装ノズルヘッドの塗料の噴射開始のタイミングを制御するようにして成ることを特徴とする建築板の塗装装置。
速度センサーとしてドップラー式速度センサーを用いることを特徴とする請求項１に記載の建築板の塗装装置。
搬送コンベアを、インクジェット塗装機に建築板を搬入する位置から、インクジェット塗装機で塗装された建築板を搬出する位置に至る、一本のベルトコンベアで形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築板の塗装装置。