JP2023052170A - 塗装装置および塗装方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】塗装品質を向上できる。【解決手段】塗装装置は、ヘッドと、アームと、制御部とを備える。ヘッドは、ノズル面を有する。アームは、ヘッドを保持する。制御部は、アームを介してヘッドの動きを制御する。制御部は、ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、ノズル面に沿う第１方向にヘッドを移動させながら、ヘッドを第１方向に交差する第２方向に振動させる、および／またはノズル面に沿って回転揺動させる。【選択図】図３

Description

開示の実施形態は、塗装装置および塗装方法に関する。
インクジェット方式を利用した塗装装置が知られている。このようなインクジェット方式の塗装装置には、塗装材料を吐出させるためのヘッドが搭載されている。
特開２０１３－２０２７８１号公報 特表２０１２－５０６３０５号公報
実施形態の一態様に係る塗装装置は、ヘッドと、アームと、制御部とを備える。ヘッドは、ノズル面を有する。アームは、前記ヘッドを保持する。制御部は、前記アームを介して前記ヘッドの動きを制御する。前記制御部は、前記ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、前記ノズル面に沿う第１方向に前記ヘッドを移動させながら、前記ヘッドを前記第１方向に交差する第２方向に振動させる、および／または前記ノズル面に沿って回転揺動させる。
図１は、実施形態に係る塗装装置の説明図である。 図２は、塗装された被塗装物の一例を示す断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図４Ａは、被塗装物に吐出された吐出滴の配列を比較する拡大図である。 図４Ｂは、被塗装物に吐出された吐出滴の配列を比較する拡大図である。 図４Ｃは、被塗装物に吐出された吐出滴の配列を比較する拡大図である。 図５は、第２の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図６は、実施形態に係る塗装装置が有するヘッドにおける吐出孔の配列を示す図である。 図７は、第２の実施形態の変形例に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図８Ａは、被塗装物に吐出された吐出滴を比較する拡大図である。 図８Ｂは、被塗装物に吐出された吐出滴を比較する拡大図である。 図８Ｃは、被塗装物に吐出された吐出滴を比較する拡大図である。 図９は、第３の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図１０は、第４の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図１１は、第５の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図１２は、第５の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図１３は、第６の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。 図１４は、ヘッドの内部流路に残留する塗装材料の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する塗装装置および塗装方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
＜塗装装置の構成＞
まず、図１を参照して実施形態に係る塗装装置の概要について説明する。図１は、実施形態に係る塗装装置の説明図である。
図１に示すように、塗装装置１は、ヘッド１０と、ロボット２０と、制御装置４０とを備える。
ヘッド１０は、ロボット２０に固定されている。ヘッド１０は、制御装置４０によって制御されるロボット２０の動作に応じて移動する。ヘッド１０は、例えば、バルブ方式、ピエゾ方式、またはサーマル方式のインクジェットヘッドを用いることができる。ヘッド１０として、ピエゾ方式、またはサーマル方式のインクジェットヘッドを用いると、高解像度化を実現しやすい。
ヘッド１０は、ノズル面１２に位置する複数の吐出孔１１から吐出した塗装材料を、ノズル面１２と対向する被塗装物３０の表面に着弾させることにより、被塗装物３０を塗装する。
ヘッド１０には、図示しないタンクから塗装材料が供給される。ヘッド１０は、タンクから供給される塗装材料を吐出する。塗装材料は、揮発成分と不揮発成分とを含む混合物であり、流動性を有する。なお、タンクは、ヘッド１０に収容された図示しないリザーバであってもよい。
揮発成分は、例えば、水、有機溶剤、アルコールなどであり、例えば粘度や表面張力といった塗装材料の物性を調整する。不揮発成分は、例えば、顔料、樹脂材料、添加剤を含む。顔料は、所望する塗装色に応じて使用される１または複数の着色顔料を含む。樹脂材料は、被塗装物３０に付着して成膜する。添加剤は、例えば耐候性等を目的として添加される機能性材料である。
なお、吐出孔１１に供給される塗装材料は、複数の着色顔料または塗装材料を所定の割合で混合させて所望の塗装色が発現するように調製されたものである。
ロボット２０は、ヘッド１０を保持する。ロボット２０は、例えば、６軸の多関節ロボットである。ロボット２０は、例えば、垂直多関節ロボットまたは水平多関節ロボットであってもよい。ロボット２０は、複数のアーム２１を有し、アーム２１の先端には、ヘッド１０が固定されている。ロボット２０は、床面や壁面、天井面などに固定される。なお、保持したヘッド１０を適切に移動させることができれば、ロボット２０が有するアーム２１の自由度に制限はない。
制御装置４０は、塗装装置１を制御する。制御装置４０は、塗装装置１を制御する制御部４１と、記憶部４５とを含む。制御部４１は、吐出制御部４２と、動作制御部４３とを含む。
制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Desk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種回路を含む。かかるコンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部４１として機能する。また、制御部４１をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成してもよい。吐出制御部４２は、記憶部４５に記憶された設定情報に基づいてヘッド１０を制御し、複数の吐出孔１１から被塗装物３０に向けて塗装材料を吐出させる。動作制御部４３は、記憶部４５に記憶された設定情報に基づいて複数のアーム２１の動作を制御し、アーム２１を介してヘッド１０の動きを制御する。ヘッド１０と被塗装物３０との間の距離は、例えば、０．５～１４ｍｍ程度に保持される。なお、ヘッド１０の詳細な動きについては後述する。
記憶部４５は、例えば、ＲＯＭおよびＨＤＤに対応する。ＲＯＭおよびＨＤＤは、制御装置４０における各種制御のための設定情報を記憶することができる。記憶部４５は、ヘッド１０による塗装材料の吐出制御に関する情報を記憶する。また、記憶部４５は、複数のアーム２１の動作制御に関する情報を記憶する。なお、記憶部４５は、図示しない端末装置を用いたユーザの教示作業によって入力されたデータを、ロボット２０を動作させるための教示データとして記憶してもよい。また、制御部４１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して設定情報を取得することとしてもよい。
被塗装物３０は、例えば、車体である。被塗装物３０は、図示しない搬送装置に載置され、搬出入が行われる。実施形態に係る塗装装置１は、搬送装置を停止させた状態で被塗装物３０を塗装する。なお、塗装装置１は、搬送と停止を繰り返し行う被塗装物３０を塗装するものであってもよく、被塗装物３０の搬送に並行して塗装するものであってもよい。
図２は、塗装された被塗装物の一例を示す断面図である。図２に示す被塗装物３０は、基材３１と、プライマ層３２と、第１塗装層３３とを含む。基材３１は、例えば所定の形状に加工された鋼板であり、必要に応じて電着処理が施されて防錆性が付与される。プライマ層３２は、例えば耐候性、発色性、耐剥離性を付与するために設けられる。第１塗装層３３は、例えば、平滑性および耐候性を有し、所望の塗装色を付与するベース層である。第１塗装層３３の表面が、実施形態に係る塗装装置１で塗装される被塗装面３０ａとなる。
被塗装面３０ａである第１塗装層３３上には、第２塗装層３４が位置している。第２塗装層３４は、第１塗装層３３とは異なる塗装色を有する塗装材料によって、第１塗装層３３の一部を覆うように位置する。これにより、被塗装物３０は、第２塗装層３４が位置する領域３６と、第２塗装層３４が位置せずに第１塗装層３３が露出した領域３５とが第２塗装層３４の端部３７を境界として並ぶいわゆるツートーンカラーに塗装が施された塗装体３８となる。
図２に示した例では、塗装装置１は、第１塗装層３３上の被塗装面３０ａに第２塗装層３４を位置させるとして説明したが、これに限らず、例えばプライマ層３２上の塗装面３２ａに第１塗装層３３を位置させる場合に塗装装置１を適用してもよい。
なお、塗装体３８は、図２に示した例に限られない。例えば、領域３５，３６の表面に図示しない被覆層が位置してもよい。また、第２塗装層３４を有さず、第１塗装層３３のみを有してもよく、第１塗装層３３の全面に第２塗装層３４が位置してもよい。さらに、被塗装物３０または塗装体３８が、１または複数の図示しない層をさらに有してもよい。
＜第１の実施形態＞
図３は、第１の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。図３は、ヘッド１０およびヘッド１０のノズル面１２（図１参照）と対向する被塗装物３０をＺ軸正方向側から見た平面図に相当する。なお、説明を容易にするために、被塗装物３０は、例えば車体のルーフなど、ＸＹ平面に沿う平面形状であるとする。
また、以下に説明する各実施形態では、ヘッド１０が領域３６に第２塗装層３４を位置させる塗装材料を吐出する場合を例に挙げて説明する。また、各実施形態に係る塗装装置１は、ヘッド１０の動きを除いて共通の構成を有している。このため、例えばロボット２０や制御装置４０など、ヘッド１０を除く他の構成は図示を省略する。
図３に示すように、ヘッド１０は、被塗装物３０と対向させた状態で、第１方向としてのＸ軸正方向に移動する。ヘッド１０は、例えば、１ｍ２／分以上５ｍ２／分以下の面積塗装速度を達成すればよい。このような面積塗装速度を達成するためには、ヘッド１０の印画領域の長さを１００ｍｍとしたときに、ヘッド１０は、例えば１．６７×１０２ｍｍ／ｓ以上４１．６７×１０２ｍｍ／ｓ以下の所定の速度でＸ軸方向へ移動させればよい。なお、この例は、ヘッド１０を１つ利用したものであり、塗装装置１は、２つ以上のヘッド１０を用いてもよい。
また、ヘッド１０の解像度は、例えば、１５０ｄｐｉ（dots per inch）以上とすることができる。より好ましくは、ヘッド１０の解像度は、３００ｄｐｉ以上である。ヘッド１０の解像度が、１５０ｄｐｉ以上であることにより、レベリング性が向上し、塗装膜の品質が向上する。なお、必ずしもヘッド１０の解像度は１５０ｄｐｉ以上でなくてもよい。
また、ヘッド１０は、Ｘ軸正方向への移動に並行して、ＸＹ平面に沿って第２方向としてのＹ軸方向に振動する。これにより、ヘッド１０は、平面視した中心１３の軌跡１５が正弦波形を描くように移動する。
このようにヘッド１０が第２方向に振動しながら第１方向に移動することにより、例えば吐出孔１１（図１参照）の一部が目詰まりすることで吐出滴の隙間が大きくなる場合であっても、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間を埋めることができる。このため、本実施形態に係る塗装装置１によれば、塗装品質を向上することができる。
ここで、ヘッド１０の振動によるＹ軸方向への移動量ｄ１は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。これにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。
また、ヘッド１０の振動周期Ｔ１は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このように振動周期Ｔ１を規定することにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。
また、ヘッド１０の移動量ｄ１の下限は、ヘッド１０の移動方向に交差する第２方向に並ぶ吐出孔１１（図１参照）の間隔に基づいて設定してもよい。この点につき、図４を用いて説明する。
図４Ａ～図４Ｃは、被塗装物に吐出された吐出滴の配列を比較する拡大図である。図示による説明を容易にするために、ヘッド１０の移動方向６０に交差するＹ軸方向に並ぶ一列（「行」とも称する）の吐出孔１１のみを有するヘッド１０としてそれぞれ図示している。また、ヘッド１０が地点１７－１および地点１７－１に隣り合う地点１７－２において、吐出孔１１から塗装材料が吐出された箇所を吐出部１６（吐出滴の一例）と、吐出部１６が位置する予定であったものの、塗装材料が吐出しなかった箇所を不吐出部１６ａとしてそれぞれ図示している。
図４Ａに示すように、ヘッド１０がＹ軸方向に振動しない場合、ヘッド１０の移動方向６０に沿うように不吐出部１６ａが連続することとなる。このため、不吐出部１６ａが塗装スジとして視認されやすくなる。
一方、図４Ｂに示すように、ヘッド１０の移動量ｄ１を、Ｙ軸方向に隣り合う吐出部１６の間隔Ｐ１、すなわち吐出孔１１の間隔以上にすることにより、不吐出部１６ａが不連続となる。このため、不吐出部１６ａが塗装スジとして視認されにくくなり、塗装品質が向上する。特に、図４Ｃに示すように、ヘッド１０の移動量ｄ１を、Ｙ軸方向に隣り合う吐出部１６の間隔Ｐ１、すなわち吐出孔１１の間隔の２倍以上にすると、例えば図示するように不吐出部１６ａがＹ軸方向に並んで位置する場合であっても、不吐出部１６ａが視認されにくくなり、塗装品質が向上する。
なお、本実施形態におけるヘッド１０の振動として、第１方向（Ｘ軸方向）に直交する方向である第２方向（Ｙ軸方向）において、所定の移動量ｄ１だけ振動することを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ヘッド１０が第１方向に対して交差する方向に振動してもよい。また、ヘッド１０が第２方向に振動し、第１方向に交差する方向に交互に振動してもよく、また、ランダムな方向に振動してもよい。この場合においても、不吐出部１６ａが視認されにくくなり、塗装品質が向上する。さらに、ヘッド１０がＺ軸方向に振動してもよい。この場合、例えば吐出滴の大きさを変えることができ、塗装品質が向上する。
＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。図５に示すヘッド１０は、Ｘ軸正方向への移動に並行して、中心１３を通り、Ｚ軸に沿う揺動軸ｃ１周りにＸＹ平面に沿って回転揺動する。
このようにヘッド１０が回転揺動しながら第１方向に移動することにより、例えば吐出孔１１（図１参照）の一部が目詰まりすることで吐出滴の隙間が大きくなる場合であっても、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間を埋めることができる。
ここで、ヘッド１０の回転揺動によるＹ軸方向への移動量ｄ２は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。これにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。なお、揺動角度θ１は、例えば、図６に示すようなヘッド１０における吐出孔１１の配列に応じて設定することができる。
図６は、実施形態に係る塗装装置が有するヘッドにおける吐出孔の配列を示す図である。図６に示すヘッド１０は、Ｚ軸正方向側から吐出孔１１の配列を透視したものに相当する。
図６に示すヘッド１０では、吐出孔１１がＹ軸方向に沿って並ぶ一方、Ｘ軸方向には吐出孔１１がオフセットして位置している。ヘッド１０は、すべての吐出孔１１から同時に塗装材料を吐出するのではなく、移動方向６０にヘッド１０を移動させながら所定の位置に到達したタイミングでＹ軸方向に並ぶ「行」ごとに塗装材料を吐出する。これにより、ＸＹ平面上に並ぶ吐出孔１１の間隔よりも狭い間隔で吐出部１６を位置させることができる。
ここで、揺動角度θ１（図５参照）は、隣り合う吐出滴を形成する吐出孔１１のうち、移動方向６０の距離が最も近い組み合わせを基準として設定することができる。図６に示すヘッド１０では、吐出孔１１－１、１１－２において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の距離をそれぞれｘ、ｙとしたときに、揺動角度θ１（°）が、Ｔａｎθ１≧ｙ／ｘとなるように規定する。これにより、吐出孔１１の一部が目詰まりした場合であっても、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間をカバーすることができる。揺動角度θ１は、例えば、０．２°～５°とすることができる。
また、ヘッド１０の揺動周期Ｔ２（図５参照）は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このように揺動周期Ｔ２を規定することにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。
なお、本実施形態における回転揺動として、ヘッド１０が、揺動軸ｃ１周りに揺動角度θ１でＸＹ平面上にて回転揺動することを例示したが、これに限定されるものではない。ヘッド１０は、異なる揺動軸ｃ１を複数有し、ランダムに回転揺動してもよい。
なお、揺動軸ｃ１は、Ｘ軸に沿って中心１３からずれた箇所に位置してもよい。また、揺動軸ｃ１は、中心１３からＸ軸方向にずれた箇所に位置してもよい。この点につき、図７を用いて説明する。
図７は、第２の実施形態の変形例に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。図７に示すヘッド１０は、中心１３からＹ軸負方向側にずれた揺動軸ｃ２周りに回転揺動する。回転揺動するヘッド１０では、揺動軸ｃ２からの距離に応じてヘッド１０から吐出される塗装材料に遠心力が加わる。このため、揺動軸ｃ２から離れた場所に位置する吐出孔１１（図１参照）から吐出された吐出滴では、形状がいびつになる場合がある。これに対し、揺動軸ｃ２に近い場所に位置する吐出孔１１からは、所望する形状の吐出滴が吐出されやすくなる。そこで、例えば領域３５との端部３７に近い揺動軸ｃ２周りに回転揺動させながらＸ軸方向に沿ってヘッド１０を移動させると、領域３５、３６の境界がシャープになり、見栄えが良くなる。
上述したように、ノズル面１２と被塗装物３０とを対向させた状態で、ノズル面１２に沿ってヘッド１０を振動または回転揺動させながらノズル面１２に沿う第１方向にヘッド１０を移動させることにより、吐出孔１１の目詰まりがカバーされ、塗装品質が向上する。ただし、ヘッド１０を振動または回転揺動させるだけでは、必ずしも十分な塗装品質が得られるとは限らない場合がある。この点につき、図８Ａ～図８Ｃを用いて説明する。
図８Ａ～図８Ｃは、被塗装物に吐出された吐出滴の配列を比較する拡大図である。図示による説明を容易にするために、ヘッド１０の移動方向６０に交差するＹ軸方向に並ぶ２つの吐出孔１１から吐出された塗装滴の配列を吐出部１６として図示している。また、図８Ａはヘッド１０が振動および回転揺動しない場合、図８Ｂはヘッド１０が振動する場合、図８Ｃはヘッド１０が回転揺動する場合の一例をそれぞれ示している。
図８Ａに示すように、ヘッド１０がＹ軸方向に振動および回転揺動しない場合、ヘッド１０の移動方向６０に沿うように隣り合う吐出部１６同士の間隔が連続し、塗装スジとして視認されやすくなる。
一方、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、ヘッド１０がＹ軸方向に振動または回転揺動すると、移動方向６０に沿った吐出部１６同士の間隔が不規則となることで塗装スジとして視認されにくくなる。一方、ヘッド１０の振動により移動方向６０に対して斜めに位置する吐出部１６同士の間隔が規則的になると、塗装スジとして視認されやすくなる場合がある。かかる場合には、以下に示すように、ヘッド１０の振動または回転揺動を複雑な動きにすることで対策できる。
＜第３の実施形態＞
図９は、第３の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。図９に示すヘッド１０は、Ｘ軸正方向への移動に並行して、第１の実施形態で説明した振動と、第２の実施形態で説明した回転揺動とを同時に行う。
このようにヘッド１０が振動および回転揺動しながら第１方向に移動することにより、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間をカバーすることができるとともに、吐出滴の規則性が崩れ、塗装スジが視認されにくくなる。このため、第３の実施形態に係る塗装装置１が有するヘッド１０によれば、塗装品質を向上することができる。
また、図９に示すヘッド１０は、Ｙ軸方向への移動量が最大となるときにＹ軸方向に対する傾き、すなわち揺動角度が最大となるように振動および回転揺動すると、吐出孔１１の目詰まりがカバーされやすくなり、塗装品質が向上する。
なお、図９では、振動周期Ｔ１（図３参照）と揺動周期Ｔ２（図５参照）は同じとしたが、これに限らず、異ならせてもよい。このように振動の周期である振動周期Ｔ１と回転揺動の周期である揺動周期Ｔ２とを異ならせることにより、塗装スジがさらに視認されにくくなり、塗装品質が向上する。
また、図９に示すヘッド１０は、ヘッド１０の中心１３と重なる揺動軸ｃ３を有するとして図示したが、これに限定されるものではない。揺動軸ｃ３は、Ｘ軸に沿って中心１３からずれた箇所に位置してもよい。また、揺動軸ｃ１は、中心１３からＸ軸方向にずれた箇所に位置してもよい。
＜第４の実施形態＞
図１０は、第４の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。図１０に示すヘッド１０は、Ｘ軸正方向への移動に並行して、異なる周期の振動を同時に行う。なお、図１０では、ヘッド１０の図示を省略している。
図１０に示すように、ヘッド１０の中心１３は、軌跡１５に沿うように移動する。軌跡１５は、移動量ｄ３、振動周期Ｔ３の第１振動の軌跡１５ａと、移動量ｄ４、振動周期Ｔ４の第２振動の軌跡１５ｂとを合成したものである。
このようにヘッド１０が異なる周期の振動を同時に行いながら第１方向に移動することにより、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間をカバーすることができるとともに、塗装スジが視認されにくくなる。このため、第４の実施形態に係る塗装装置１が有するヘッド１０によれば、塗装品質を向上することができる。
ここで、ヘッド１０の第１振動によるＹ軸方向への移動量ｄ３は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。これにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。また、ヘッド１０の第２振動によるＹ軸方向への移動量ｄ４は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。これにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。なお、移動量ｄ３、ｄ４は、互いに同じであってもよく、異なってもよい。
また、ヘッド１０の第１振動による振動周期Ｔ３は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このように振動周期Ｔ３を規定することにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。また、ヘッド１０の第２振動による振動周期Ｔ４は、１００ｍｍ以上、例えば１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることができる。このようにヘッド１０の振動周期Ｔ４を規定することにより、塗装スジが視認されにくくなる。
＜第５の実施形態＞
図１１、図１２は、第５の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。本実施形態に係るヘッド１０は、ヘッド１０の中心１３が、被塗装物３０の被塗装面３０ａに沿う第１方向としてのＸ軸方向、具体的には、Ｘ軸正方向側に延びる軌跡１５に沿うように移動する。
図１１は、ヘッド１０をＺ軸正方向側から見た平面図に相当する。図１２は、図１１に示すヘッド１０の各位置（位置１０－４～１０－１）におけるヘッド１０を、ヘッド１０が移動するＸ軸正方向側からそれぞれ見た正面図に相当する。
図１２に示すように、ヘッド１０は、第１方向としてのＸ軸方向への移動に並行して、中心１３を通り、Ｘ軸方向に沿う揺動軸ｃ４周りにＹＺ平面に沿って回転揺動する。
このようにヘッド１０が第１方向に移動しながら第１方向に沿う揺動軸周りに回転揺動することにより、例えばノズル内の塗装材料が揺動することになり、ノズル内で乾燥しにくくなる。
ここで、ヘッド１０の振動周期Ｔ５は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このように振動周期Ｔ５を規定することにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。
また、揺動角度θ２は、例えば、ヘッド１０における吐出孔１１（図１参照）の配列に応じて設定することができる。具体的には、ヘッド１０の吐出孔１１が図６に示すように配列している場合、ヘッド１０の揺動角度θ２（°）は、例えば、θ２＞ｙ／ｘとなるように規定することができる。これにより、吐出孔１１の一部が目詰まりした場合であっても、目詰まりした吐出孔１１の近隣に位置する吐出孔１１から吐出された吐出滴が隙間をカバーすることができる。揺動角度θ２は、例えば、０．２°～５°とすることができる。
＜第６の実施形態＞
図１３は、第６の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す図である。本実施形態に係るヘッド１０は、揺動軸ｃ４周りの回転揺動に代えて、ノズル面１２と被塗装物３０の被塗装面３０ａとの間隔が変化するように第３方向としてのＺ軸方向に振動する点で第５の実施形態に係る塗装装置１が有するヘッド１０と相違する。
図１４は、ヘッドの内部流路に残留する塗装材料の一例を示す図である。図１４に示すように、ヘッド１０の内部に位置するノズル８は、ノズル面１２に位置する吐出孔１１に塗装材料１８を供給する。ヘッド１０がＺ軸方向に振動することで、塗装材料１８の液面１９もＺ軸方向に移動する。
このようにヘッド１０が第１方向としてのＸ軸方向に移動しながら第３方向としてのＺ軸方向に振動することにより、例えばノズル８内の塗装材料１８が揺動することになり、ノズル８内で乾燥しにくくなる。このため、吐出孔１１の目詰まりを低減することができる。
ここで、ヘッド１０の振動周期は、２ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。このように振動周期を規定することにより、吐出滴の隙間を埋めやすくなる。
また、ヘッド１０の振動によるＺ軸方向への移動量ｄ５、ｄ６はそれぞれ、１ｍｍ以下、例えば０．０７ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。これにより、塗装ムラが低減できる。なお、移動量ｄ５、ｄ６はそれぞれ同じであってもよく、異なってもよい。
なお、本実施形態に係るヘッド１０のＺ軸方向の振動は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の本実施形態に係るヘッド１０の振動および揺動と組み合わせて行うことができる。
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上述の実施形態では、単色の塗装材料を吐出するヘッド１０を備える塗装装置１について説明したが、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）といった基本色の塗装材料を吐出するヘッド１０をそれぞれ保持するロボット２０を備えてもよい。
以上のように、実施形態に係る塗装装置は、ヘッドと、アームと、制御部とを備える。ヘッドは、ノズル面を有する。アームは、ヘッドを保持する。制御部は、アームを介してヘッドの動きを制御する。制御部は、ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、ノズル面に沿う第１方向にヘッドを移動させながら、ヘッドを第１方向に交差する第２方向に振動させる、および／またはノズル面に沿って回転揺動させる。これにより、吐出孔１１の目詰まりをカバーすることができ、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ノズル面は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔を有し、ヘッドは、第１方向に交差する第２方向に隣り合う吐出孔の間隔以上の幅で振動および／または回転揺動する。これにより、吐出孔１１の目詰まりがカバーしやすくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ノズル面は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔を有し、ヘッドは、第１方向に交差する第２方向に隣り合う吐出孔の間隔の２倍以上の幅で振動および／または回転揺動する。これにより、吐出孔１１の目詰まりがカバーしやすくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、第１方向に交差する第２方向に振動しながらノズル面に沿って回転揺動する。これにより、吐出滴の規則性が崩れ、塗装スジが視認されにくくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、第２方向への移動量が最大となるときに第２方向に対する傾きが最大となるように回転揺動する。これにより、吐出孔１１の目詰まりがカバーしやすくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、振動の周期と回転揺動の周期とが異なる。これにより、塗装スジが視認されにくくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、平面視した中心よりも塗装領域の端部に近い軸周りに回転揺動する。これにより、塗装領域の端部の見栄えが良くなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、第１方向に交差する第２方向に振動しながら振動の周期とは異なる周期で第２方向に移動する。これにより、塗装スジが視認されにくくなり、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置は、ヘッドと、アームと、制御部とを備える。ヘッドは、ノズル面を有する。アームは、ヘッドを保持する。制御部は、アームを介してヘッドの動きを制御する。制御部は、ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、被塗装物の被塗装面に沿う第１方向にヘッドを移動させながら、ヘッドを第１方向に沿う揺動軸周りに回転揺動させる。これにより、吐出孔１１の目詰まりを低減することができ、塗装品質が向上する。
また、実施形態に係る塗装装置において、ヘッドは、ノズル面と被塗装物との間隔が変化するように第１方向に交差する第３方向に振動する。これにより、吐出孔１１の目詰まりを低減することができ、塗装品質が向上する。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
１ 塗装装置
１０ ヘッド
１１ 吐出孔
１２ ノズル面
１６ 吐出部
１６ａ 不吐出部
２０ ロボット
２１ アーム
３０ 被塗装物
３０ａ 被塗装面
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２ 吐出制御部
４３ 動作制御部
４５ 記憶部

Claims (15)

  1. ノズル面を有するヘッドと、
    前記ヘッドを保持するアームと、
    前記アームを介して前記ヘッドの動きを制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、前記ノズル面に沿う第１方向に前記ヘッドを移動させながら、
    前記ヘッドを前記第１方向に交差する第２方向に振動させる、および／または
    前記ノズル面に沿って回転揺動させる
    塗装装置。
  2. 前記ノズル面は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔を有し、
    前記ヘッドは、前記第１方向に交差する第２方向に隣り合う前記吐出孔の間隔以上の幅で振動および／または回転揺動する
    請求項１に記載の塗装装置。
  3. 前記ノズル面は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔を有し、
    前記ヘッドは、前記第１方向に交差する第２方向に隣り合う前記吐出孔の間隔の２倍以上の幅で振動および／または回転揺動する
    請求項１に記載の塗装装置。
  4. 前記ヘッドは、前記第１方向に交差する第２方向に２ｍｍ以下の幅で振動および／または回転揺動する
    請求項１～３のいずれか１つに記載の塗装装置。
  5. 前記ヘッドは、前記第１方向への移動量が２ｍｍ以下となる周期で振動および／または回転揺動する
    請求項１～３のいずれか１つに記載の塗装装置。
  6. 前記ヘッドは、前記第１方向に交差する第２方向に振動しながら前記ノズル面に沿って回転揺動する
    請求項１に記載の塗装装置。
  7. 前記ヘッドは、前記第２方向への移動量が最大となるときに前記第２方向に対する傾きが最大となるように回転揺動する
    請求項６に記載の塗装装置。
  8. 前記ヘッドは、振動の周期と回転揺動の周期とが異なる
    請求項６または７に記載の塗装装置。
  9. 前記ヘッドは、平面視した中心よりも塗装領域の端部に近い軸周りに回転揺動する
    請求項１に記載の塗装装置。
  10. 前記ヘッドは、前記第１方向に交差する第２方向に振動しながら振動の周期とは異なる周期で前記第２方向に移動する
    請求項１に記載の塗装装置。
  11. 前記アームが、前記第１方向に前記ヘッドを移動させながら、
    前記ヘッドを前記第２方向に振動させる、および／または前記ノズル面に沿って回転揺動させる
    請求項１に記載の塗装装置。
  12. ノズル面を有するヘッドと、
    前記ヘッドを保持するアームと、
    前記アームを介して前記ヘッドの動きを制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、前記ノズル面と被塗装物とを対向させた状態で、前記被塗装物の被塗装面に沿う第１方向に前記ヘッドを移動させながら、
    前記ヘッドを前記第１方向に沿う揺動軸周りに回転揺動させる
    塗装装置。
  13. 前記ヘッドは、前記ノズル面と前記被塗装物との間隔が変化するように前記第１方向に交差する第３方向に振動する
    請求項１～１２のいずれか１つに記載の塗装装置。
  14. 前記ヘッドの解像度が１５０ｄｐｉ以上である
    請求項１～１３のいずれか１つに記載の塗装装置。
  15. ヘッドのノズル面と被塗装物とを対向させる工程と、
    前記ノズル面に沿う第１方向に前記ヘッドを移動させながら、前記第１方向に交差する第２方向に前記ヘッドを振動させる、および／または前記ノズル面に沿って回転揺動させる工程と、
    前記ヘッドを移動させながら前記ノズル面から塗装材料を吐出する工程と
    を含む塗装方法。
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