JP2024004576A - 塗装装置及び塗装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装対象領域に対して、より正確かつ高速に塗料の塗布が可能で、高品質な塗装が可能な塗装装置を提供する。【解決手段】塗装装置１００は、塗料２０３を液滴で吐出するジェッティングヘッド２００と、ジェッティングヘッドを塗装対象物であるワークに対して移動させる移動機構１０１と、移動機構の動作を制御するとともにジェッティングヘッドの液滴の吐出を制御してワークに塗料を塗布することにより、ワークの塗装対象領域を塗装する塗布制御部１１０と、を備える。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り 塗装技術，Ｖｏｌ．６１／Ｎｏ．１，第９４～１０２頁，株式会社理工出版社

本発明は、塗装装置及び塗装方法に関する。

従来から被塗装物（以下、「ワーク」という。）の塗装対象領域がワークの一部分である場合には、塗装を行わない部分にマスキングを行ってから塗装を行うマスク塗装が行われている。マスキングは人手による作業によって行われることが多く、塗布は、マスキング後に、特殊なジグや版を使用して、位置決めをしながら塗布と乾燥を繰り返すことにより行われる。

特許文献１は、インクジェットヘッドと、ロボットと、制御装置とを備える加飾装置について開示している。インクジェットヘッドには複数の液滴供給ノズルが配列され、各液滴供給ノズルから液滴を滴下する。ロボットは、液滴の落下方向とその液滴が塗布される部品表面４～６での法線方向とが一致するよう車両用内装部品２の姿勢を変更する。

特開２０１４－０１２２４０号公報

上述のマスク塗装においては、マスキング自体の品質の差やマスキングを剥離する際の見切りにより不良となることもあり、経験者による作業であっても歩留まりや時間的生産効率を向上させるのは難しかった。

また、特許文献１に記載のような、インクジェットヘッド等を塗装に用いる場合においては、特に立体形状において、塗装対象領域の縁への正確な塗布を行うことや、整った一貫性のある外観に仕上げることは難しかった。

本開示は、上述の事情に鑑みてされたものであり、塗装対象領域に対して、より正確かつ高速に塗料の塗布が可能で、高品質の塗装が可能な塗装装置及び塗装方法を提供することを目的とする。

本開示の塗装装置は、塗料を液滴で吐出するジェッティングヘッドと、前記ジェッティングヘッドを塗装対象物であるワークに対して移動させる移動機構と、前記移動機構の動作を制御するとともに前記ジェッティングヘッドの液滴の吐出を制御して前記ワークに塗料を塗布することにより、前記ワークの塗装対象領域を塗装する塗布制御部と、を備える、塗装装置である。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域が、第１領域を有し、更に前記第１領域と比較して面積が小さく、前記第１領域から細長く伸びる第２領域を有する場合に、前記塗布制御部は、前記第２領域を除いて塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記第１領域に塗料を塗布した後、更に前記第１領域と前記第２領域との接続部を前記第１領域から前記第２領域に向かう短い軌道により塗布し、前記短い軌道は、前記第２領域の細長く伸びる幅以下であってもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、傾斜方向で最も低い領域を除いて塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記最も低い領域の傾斜方向長さは、前記ジェッティングヘッドが一方向に移動しながら水平面を一度に塗装する幅より大きいこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記最も低い領域を除いた塗布の後、前記塗装対象領域の最も低い端部に対して、２回目の塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域が、傾斜面の傾斜方向に延びる線状の凹部で画定される場合、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域を前記ジェッティングヘッドを下から上に移動させる軌道で塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、線状の凹部で画定される前記塗装対象領域の塗装において、前記ジェッティングヘッドの異なる軌道による塗布の塗料が、少なくとも一方の軌道の途中で一体となって塗装される交差部分がある場合に、前記塗布制御部は、前記異なる軌道による塗布を行った後、前記交差部分に対して追加の塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域が、傾斜面の傾斜方向に対して垂直方向の成分を有して線状に延びる凹部で画定される場合に、前記塗布制御部は、前記ジェッティングヘッドの軌道を、前記凹部の傾斜面上側の壁に沿った軌道で塗料を塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記傾斜面上側の壁に沿った軌道での塗布の後、前記凹部の中心線又は前記中心線よりも下方側にずらした軌道で更に塗料を塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域が、線状に延びる凹部で画定される場合、前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の形状変化により、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を制御してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の幅が次第に広がる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させ、軌道に沿った前記凹部の幅が次第に狭まる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させることとしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の曲がりが次第にきつくなる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させ、軌道に沿った前記凹部の曲がりが次第に緩くなる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させることとしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加において、前記ジェッティングヘッドの移動速度を遅くし、前記単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少において、前記ジェッティングヘッドの前記移動速度を速くしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加において、前記ジェッティングヘッドの単位時間当たりの液滴の吐出回数を多くし、前記単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少において、前記ジェッティングヘッドの単位時間当たりの液滴の前記吐出回数を少なくしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が、前記ジェッティングヘッドの軌道で塗布される領域に隣り合う領域にも広がった領域である場合において、周期的な軌道で連続的な塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域の中心部を除く、渦状の軌道により塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記渦状の軌道により塗布の後、前記渦状の軌道による塗布で塗装済みの端部の形状に沿った軌道、及び前記塗装対象領域の形状に沿った軌道を含む軌道により更に塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、前記周期的な軌道を伴う下方から上方に向かう軌道で連続的に塗料を塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域は平面であり、前記周期的な軌道は、傾斜面の傾斜方向に垂直方向の成分を有する往復移動であってもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域は円錐形状の側面の一部であり、前記周期的な軌道は、前記円錐形状の側面に沿った螺旋状であってもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、前記傾斜面の傾斜方向に垂直な方向で互いに平行な経路である複数の第１経路について、前記ジェッティングヘッドが、前記傾斜面の下方の前記第１経路から上方の前記第１経路を順次辿る間に第１の塗布を行い、前記第１の塗布の後、隣り合う２つの前記第１経路の間をそれぞれ経路とする複数の第２経路について、前記ジェッティングヘッドが、前記傾斜面の下方の前記第２経路から上方の前記第２経路に向かって順次辿る間に第２の塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記第１経路及び前記第２経路についてそれぞれ連続的な塗布を行う軌道でジェッティングヘッドを動作させることとしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記第１経路及び前記第２経路についてそれぞれ離散的な位置にドット状に塗布するドット状塗布を行う軌道でジェッティングヘッドを動作させることとしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記第２経路における前記離散的な位置は、前記傾斜面の傾斜方向において、前記第１経路における前記離散的な位置と重ならないこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗装対象領域が面状であり、前記塗布制御部は、前記ジェッティングヘッドを縦位置をずらしながら横方向に往復させ、往路復路のそれぞれの開始から少なくとも前記往路復路の長さの４分の１を除いて塗布してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記往路復路の隣接する塗布の軌道は縦方向で一部重なっていることとしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域の縁部に対して局所的に２回目の塗布を行うこととしてもよい。

また、本開示の塗装装置においては、前記塗布制御部は、３次元形状データと前記３次元形状データに係る塗装対象領域指定データとを入力とし、前記ジェッティングヘッドの前記ワークに対する動作経路と前記動作経路における塗料の吐出制御のデータである軌道データを出力する軌道データ生成部を有してもよい。

また、本開示の塗装装置においては、塗料に吐出圧力を加えるポンプをさらに備え、前記ジェッティングヘッドは、振動することにより塗料を吐出させる圧電素子を有してもよい。

本開示の塗装方法は、塗料を液滴で吐出するジェッティングヘッドを塗装対象物であるワークに対して移動させ、前記ワークに塗料を塗布することにより、前記ワークの塗装対象領域を塗装する塗装方法である。

本発明によれば、塗装対象領域に対してより正確かつ高速に塗料の塗布を行うことができ、高品質な塗装が可能となる。

本開示に係る塗装装置を概略的に示す斜視図である。 ジェッティングヘッドの構成及び動作の例を概略的に示す図である。 塗布制御部の機能ブロックの構成を示す図である。 塗装装置により塗布が行われるワークについて示す図である。 図４のワークのような線状の凹部への塗布について説明するための図である。 図４のワークのような線状の凹部への塗布について説明するための図である。 図４のワークに塗料を塗布する際のジェッティングヘッドの軌道の例を示す図である。 塗装装置により塗布が行われるワークについて示す図である。 塗料の溢れや垂れの例について示す図である。 図６のワークに塗料を塗布する際のジェッティングヘッドの軌道の例を示す図である。 塗料を塗布した時の時間変化を示す模式図である。 交差部分である図１０のXI－XI断面が模式的に示されている。 傾斜面で形成される線状の凹部に塗布された塗料の濡れ広がりの様子を、凹部の模式的な断面により説明するための図である。 傾斜面が塗装対象領域であるワークへの塗装について説明するための図である。 円錐台の形状の側面が塗装対象領域であるワークへの塗装について説明するための図である。 平板に掘られた凹部で画定される平面が塗装対象領域であるワークへの塗装について説明するための図である。 塗り残しである四隅の一つへの塗装について説明するための図である。 傾斜面が塗装対象領域であるワークへの塗装について説明するための図である。 傾斜面が塗装対象領域であるワークへの塗装について説明するための図である。 凹部を塗装対象領域とするワークへの塗装について説明するための図である。 ワークの斜視図である。 ワークの平面図と、平面図に記載されたＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ線’、及びＣ－Ｃ’線でのそれぞれの断面図である。 ワークの塗装対象領域を額縁塗布した後に内側を往復塗布する場合の軌道を示す図である。 図２３の軌道で塗布を行った場合の溢れや垂れの例について示す断面図である。 図２１及び２２に示されたワークに塗料を塗布する際の軌道の例を示す図である。 図２５の軌道で塗布を行った場合の塗膜の変化の概略について示す図である。 塗布制御部の機能ブロックの他の例の構成を示す図である。 軌道データ生成部の機能について説明するための概略図である。

以下、本開示の塗装装置について、図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。ここで、「塗装」は、最終的に塗料で覆うことを意味する。また、「塗装」は、均一性、光沢性、気泡や溜りが無いことなど美的外観を有していることが望ましい。「塗布」は、液滴を吐出することを意味する。「塗装対象領域」は、最終的に塗料で覆われるべき領域を意味し、液滴を吐出（塗布）する領域とは異なる意味で用いられる。

塗装における塗膜は、密着力や耐久力など様々で、塗膜の性能は、塗料の組成や乾燥条件に由来する部分もあるが、外観不良の場合により塗膜機能は著しく低下する傾向にある。例えば、膜厚が厚すぎると割れや剥離が起こりやすく、また、内部の乾きが遅く、表面が先に乾燥して皺になりやすい（内部未硬化で膨潤）。また、薄すぎると耐久性保護機能が低下することとなる。割れ、気泡、ゴミ、ブツ、濃淡も耐久性を著しい性能低下を誘発する。また、仕上がりが悪い場合には、製品として認められない等の不利益が生じることもある。そのため、塗装における塗膜において、外観は非常に重要な要素となっている。

図１は、本開示に係る塗装装置１００を概略的に示す斜視図でる。この図に示されるように、塗装装置１００は、塗料の液滴を下向きに吐出させるジェッティングヘッド２００と、ジェッティングヘッド２００を塗装対象物であるワークWに対して３次元空間の任意の位置に移動させることができる移動機構１０１と、移動機構１０１の動作を制御するとともにジェッティングヘッド２００の液滴の吐出を制御する不図示の塗布制御部１１０とを有している。
移動機構１０１は、ジェッティングヘッド２００を保持しかつＺ方向に移動するスライダ１０２と、スライダ１０２を保持しかつY方向に移動するスライダ１０３と、ワークWを固定しかつX方向に移動するステージ１０４とを有している。スライダ１０２、スライダ１０３およびステージ１０４は、不図示のモータおよび伝達機構等からなる駆動機構によりそれぞれ駆動され、各モータは上記の塗布制御部１１０によって制御される。なお、移動機構１０１として上記の構成を採用しているが、これに限定されるわけではなく、例えば、多関節ロボットその他のロボットを採用することも可能である。

移動機構１０１は、ジェッティングヘッド２００を、ワークWに対して、ジェッティングヘッド２００の吐出方向に垂直なＸＹ平面で移動させると共に、ジェッティングヘッド２００の吐出方向であるＺ方向に移動させる。

図２は、ジェッティングヘッド２００の構成及び動作の例を概略的に示す図である。この図に示されるように、ジェッティングヘッド２００は、圧電素子を有するピエゾアクチュエータ２０１と、ピエゾアクチュエータ２０１の一端に接続具を介して接続され、ピエゾアクチュエータ２０１の伸縮に合わせて移動するタペット２０２と、塗料２０３の吐出口２０５を有し、タペット２０２と協働して塗料２０３のバルブとして作用するノズル２０４とを有している。ここで、吐出口２０５の口径は、３０～６００μｍとすることができる。

この図に示されるように、塗料２０３は、所定の空気圧をかけてノズル２０４に供給されていてもよい。この場合には、塗料２０３に吐出圧力（空気圧）を加えるポンプ（不図示）を更に備えることができる。また、ピエゾアクチュエータ２０１は、後述する塗布制御部１１０の指示に基づいてＺ方向に伸縮させられる。

図２のステップＳ１１において、ジェッティングヘッド２００のピエゾアクチュエータ２０１は縮んでいる状態であり、タペット２０２は、ノズル２０４の吐出口２０５から離れた位置に配置され、塗料２０３のバルブは開状態となる。ステップＳ１２において、ジェッティングヘッド２００のピエゾアクチュエータ２０１が伸びた状態になると、タペット２０２は、ノズル２０４の吐出口２０５に接触し、塗料２０３のバルブは閉状態となる。ステップＳ１２において、ステップＳ１１でタペット２０２の先端から吐出口２０５の間に蓄えられた塗料２０３が、タペット２０２と空気圧により押し出されることにより吐出される。ピエゾアクチュエータ２０１を継続して伸縮（振動）させることにより、この動作を繰り返し、塗料２０３の塗布を行うことができる。ピエゾアクチュエータ２０１の振動数（周波数）は可変であり、任意に設定することができる。ピエゾアクチュエータ２０１の周波数に応じた頻度で塗料２０３の液滴がノズル２０４から吐出される。なお、ジェッティングヘッド２００の構成は、この例に限られず、空気圧を利用しないものであってもよい。

図３は、塗布制御部１１０の機能ブロックの構成を示す図である。塗布制御部１１０のハードウェア構成は、主に半導体回路素子を用いた電子回路で構成された、いわゆる情報処理装置とすることができる。例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性記憶部、フラッシュメモリやハードディスク等の不揮発性記憶部、通信ネットワークに接続するための通信接続部や表示装置その他を有していてもよい。ここで塗布制御部１１０は、一つの筐体に収められるものであってもよいし、複数の筐体に収められ、互いに通信ネットワークを介して通信接続されるものであってもよい。

塗布制御部１１０は、移動機構１０１の動作を制御すると共に、ジェッティングヘッドの液滴の吐出を制御する。ここで、ワークの表面の一部を塗装対象領域として塗布するように制御することができる。具体的には、この図に示されるように、塗布制御部１１０は、移動機構１０１の動作を制御する指示、及びジェッティングヘッド２００の液滴の吐出を制御する指示を含む塗布制御プログラムが保存された記憶媒体である塗布制御プログラム保存部１１３を有すると共に、塗布制御プログラムを実行するものとすることができる。塗布制御プログラムは、ワークの表面の一部を塗装対象領域として塗装を行うプログラムとすることができる。

図４は、塗装装置１００により塗布が行われる被塗装物の例であるワーク３１０について示す図である。この図に示されるように、ワーク３１０は、樹脂材料の平面に「ＴＡＫＵＢＯ」の文字が凹部（浅い溝）で形成されており、この凹部を塗装対象領域３１１としている。ここで、ジェッティングヘッド２００は、文字の線幅を一度で塗布できるように液滴の大きさ及びジェッティングヘッド２００とワーク３１０の相対速度及び距離が調整されているものとする。なお、被塗装物は、樹脂に限られず、金属や木材その他の材料とすることができる。

図５及び６は、図４のワーク３１０に形成されるような線状の凹部４０１への塗布について説明するための図である。図５は、凹部４０１の一部を例示的に示す斜視図であり、図６は、凹部４０１に塗布された塗料２０３の濡れ広がりの様子を模式的な断面により説明するための図である。図５に示されるように、凹部４０１が塗装対象領域４１０である場合の塗料２０３の塗布では、原則としてジェッティングヘッド２００の軌道Ｚ１は、凹部４０１の中心を通る。図６（ａ）に示されるように、塗料２０３が中心に塗布されると（ステップＳ４１１）、塗料２０３は壁側に濡れ広がり、塗装対象領域４１０を覆う塗装面を形成する。

ここで、凹部４０１で形成される線幅やジェッティングヘッド２００の特性により、線幅を一度で塗布できない場合がある。例えば、図６（ｂ）に示されるように、より幅の広い凹部４０２である場合には、塗料２０３が中心に塗布されると（ステップＳ４２１）、塗料２０３は壁側に濡れ広がるが、塗料２０３の不足により、中央部分の塗料２０３が薄くなりすぎて、十分な塗装面を形成できない場合がある（ステップＳ４２２）。このような場合には、例えば同じ軌道Ｚ１で２回目の塗布を行うことで（ステップＳ４２３）、十分な塗装面を形成することができる（ステップＳ４２４）。

後述する各例においては、文字の線幅を一度で塗布できるように液滴の大きさ及びジェッティングヘッド２００とワーク３１０の相対速度及び距離が調整されているものとしているが、文字の線幅を一度で塗布できない場合であっても、図６（ｂ）のような複数回の塗布を適用することにより、塗装を行うこととしてもよい。

図７は、図４のワーク３１０に塗料２０３を塗布する際のジェッティングヘッド２００の軌道Ａ１～Ａ１０の例を示す図である。ワーク３１０は、ステージ１０４に固定され、移動機構１０１とピエゾアクチュエータ２０１は、塗布制御部１１０からの指示に従って、ワーク３１０の塗装対象領域３１１を塗装する。図７において、破線の矢印で示されているのは、ジェッティングヘッド２００が液滴を吐出しながら順に辿る、軌道Ａ１～Ａ１０である。ここで「軌道」は、ジェッティングヘッド２００が、塗料２０３を吐出しながら移動する経路を意味し、塗料２０３を吐出せずに移動する経路は含まれない。

図７に示されるように、軌道Ａ１～Ａ１０は、原則として文字を描くように文字の線を辿る。しかしながら、例えば、「Ａ」の文字の中央の横線や「Ｂ」の文字の中央の横線の領域３１３に示されるように、ジェッティングヘッド２００が液滴を吐出しない領域がある。「Ａ」及び「Ｂ」の文字において領域３１３以外の部分を領域３１２とする。文字「Ｂ」の領域３１３は、領域３１２と比較して面積が小さく、領域３１２から伸びる細長い領域である。このように、塗装対象領域３１１が、第１領域（領域３１２）と比較して面積が小さく、第１領域から細長く伸びる第２領域（領域３１３）がある場合に、塗布制御部１１０は、第２領域（領域３１３）を除いて軌道Ａ９のように塗布を行うことができる。この場合、領域３１３は、塗料２０３が塗布されていないことから、ワーク３１０と塗料２０３の濡れ性や、塗料２０３の表面張力等に基づいて、塗布された塗料２０３の一部が移動して（広がって）、領域３１３に塗料２０３の塗膜が形成され、領域３１３も領域３１２と同様に塗装される。

また、図７の「Ａ」の文字においても、「Ａ」の文字の横線は、第１領域（領域３１２）と比較して面積が小さく、第１領域から細長く伸びる第２領域（領域３１３）であることから、第２領域（領域３１３）を塗布しない領域とすることができる。この場合において、まず、「Ａ」の文字の外側の上に凸の形状を軌道Ａ３により、塗料２０３を塗布した後、第２領域（領域３１３）に塗料２０３が広がりやすいように、第１領域（領域３１２）と第２領域（領域３１３）との接続部を第１領域（領域３１２）から第２領域（領域３１３）に向かう短い軌道Ａ４により塗布することとしてもよい。軌道Ａ４の長さは、細長く伸びる第２領域（領域３１３）の幅以下とすることができる。

このように塗布制御部１１０は、塗装対象領域３１１の一部（領域３１３）を除いた軌道Ａ１～Ａ１０で塗布の指示を行う。このような軌道Ａ１～Ａ１０を辿って塗布を行う塗布制御部１１０とすることにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。このように、塗装装置１００は、塗装対象領域の形状に応じて、一部を除いて塗料の塗布を行うことができ、吐出を行わない領域は、ワーク３１０の材料並びに表面加工状態、及び塗料２０３の粘度並びに表面張力からくる塗料２０３の流動性等に基づいて決定することができる。

また、図７の曲線状の塗装対象領域３１１である曲線部３１５では、この曲線に沿ったジェッティングヘッド２００の軌道で塗布を行う場合に、軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量を減じて塗布することができる。つまり、塗布制御部１１０は、軌道に沿った凹部の曲がりが次第にきつくなる場合、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させて塗布を行うことができる。また逆に、軌道に沿った凹部の曲がりが次第に緩くなる場合、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させて、塗布を行うことができる。このように制御することにより、塗料２０３が溜まりやすい凹部の曲がりの部分において、塗料２０３の溜りを抑制することができる。

塗布制御部１１０は、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加において、ジェッティングヘッド２００の移動速度を遅くし、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少においては、ジェッティングヘッド２００の移動速度を速くすることとしてもよい。また、塗布制御部１１０は、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加では、ジェッティングヘッド２００の単位時間当たりの液滴の吐出回数を多くし、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少では、ジェッティングヘッド２００の単位時間当たりの液滴の吐出回数を少なくすることとしてもよい。ここで、単位時間当たりの液滴の吐出回数は、例えば図２のジェッティングヘッド２００においては、ピエゾアクチュエータ２０１の振動数に対応する。この例のように、塗布制御部１１０は、軌道に沿った凹部の形状変化により、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を制御することにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

図７の例においては、塗装対象領域３１１に塗料２０３を塗布する際に、塗装対象領域３１１に塗料２０３が塗布されない非塗布領域を部分的に形成しながら塗料を塗布する。塗装対象領域３１１に塗布された塗料２０３の一部が時間の経過とともに非塗布領域（領域３１３）を覆うことにより、非塗布領域に塗膜を形成する。その結果、当該非塗布領域を含む塗装対象領域３１１の全域を覆う高品質な塗膜を形成することができる。また、曲線部３１５の塗装対象領域３１１に沿った軌道でジェッティングヘッド２００を制御する場合には、軌道の単位長さ当たりの塗布量を減じて塗布することができる。塗布量を減じて塗布することにより、塗装対象領域３１１を塗料２０３の溜りなく高品質な塗膜を形成することができる。

図８は、塗装装置１００により塗布が行われる被塗装物の別の例であるワーク３２０について示す図である。この図に示されるように、ワーク３２０は、図４と同様に、樹脂材料の平面に「ＴＡＫＵＢＯ」の文字が凹部で形成されており、この凹部を塗装対象領域３２１としている。図８の例では、文字の上方に向かうにつれ次第に高さが増加する傾斜面に「ＴＡＫＵＢＯ」の文字が形成されている。ここで、ジェッティングヘッド２００は、図４の場合と同様に、文字の線幅を一度で塗布できるように液滴の大きさ及びジェッティングヘッド２００とワーク３２０の相対速度が調整されているものとする。なお、被塗装物であるワーク３２０は、樹脂に限られず、金属や木材その他の材料とすることができる。図８の例では、傾斜した平面としたが、湾曲面や複数の角度の異なる平面からなるものであってもよい。

ここで、図８のワーク３２０における、例えば文字「Ｔ」の縦線について、図７の軌道Ａ２で塗布を行った場合には、図９（ａ）に示されるような塗料２０３の溢れや、図９（ｂ）に示されるような塗料２０３の垂れが生じてしまうことがある。

図１０は、図８のワーク３２０に塗料２０３を塗布する際のジェッティングヘッド２００の軌道Ｂ１～Ｂ１０の例を示す図である。ワーク３２０は、図７の場合と同様に、塗装装置１００が、塗布制御部１１０の指示に従って動作することにより、塗装対象領域３２１が塗装される。図１０において、軌道Ｂ１～Ｂ１０は、ジェッティングヘッド２００が液滴を吐出しながら辿る順に破線の矢印で示されている。

図７の例と同様に、軌道Ｂ１～Ｂ１０は、原則として文字を描くように文字の線を辿る。しかしながら、この例では、塗布制御部１１０は、塗装対象領域３２１のうち傾斜方向で最も低い領域３２３及び３２５を除いて塗布の指示を行うことができる。また、最も低い領域３２３又は３２５の傾斜方向長さＬは、ジェッティングヘッド２００が一方向に移動しながら水平面を一度に塗装する幅Ｗより大きくすることができる。ここで幅Ｗは、１つの液滴により塗装される直径の意味であってもよい。例えば、この例のように、文字の線幅を一度で塗布できるように調整されたジェッティングヘッド２００の場合において、少なくとも文字の線の幅Ｗを最も低い領域３２３の傾斜方向長さＬとすることができる。最も低い領域３２３の傾斜方向長さＬは、ワーク３２０の材料、表面加工状態並びに傾斜角度、及び塗料２０３の粘度並びに表面張力からくる塗料２０３の流動性等に基づいて決定することができる。

また、塗布制御部１１０は、塗装対象領域３２１が傾斜面の傾斜方向に延びる線状の凹部で画定される場合、塗布制御部１１０は、塗装対象領域をジェッティングヘッド２００を下から上に移動させる軌道で塗布することができる。例えば、「Ｔ」の文字の縦の線においては、下端部から線幅の長さＷ以上である最も低い領域３２３を除いた領域３２２に塗料２０３の吐出を行う軌道Ｂ１とすることができる。また、他の文字についても同様であり、例えば最も下の位置に横線を有する「Ｋ」や「Ｂ」についても、それぞれ最も低い領域３２３を除いた領域３２２に塗料２０３を吐出させる軌道Ｂ６や軌道Ｂ９とすることができる。この場合において、塗布しない領域（最も低い領域３２３）は、縦方向に線幅の長さ分の領域を有している。

図１１は、最も低い領域３２３を除いた領域３２２に塗料２０３を塗布した時の時間変化を示す模式図である。この図に示されるように、ステップＳ２１において、領域３２２に塗料２０３が塗布されると、塗布された塗料２０３の一部は、次第に傾斜方向下側に移動し（ステップＳ２２）、塗装対象領域３２１全体を所望の膜厚の塗膜で覆うことができる（ステップＳ２３）。ここで、塗装対象領域３２１の傾斜面の最も低い領域３２３の端部の膜厚が不足している場合がある。このため、ステップＳ２３に示されるように、塗布制御部１１０は、最も低い領域３２３を除いた塗布の後、塗装対象領域３２１の最も低い端部に対して、２回目の塗布を行わせることができる（ステップＳ２４）。このステップＳ２４の塗布は行われなくてもよいし、膜厚の不足等を確認することなく、行うこととしてもよい。

また、図１０の文字「Ｔ」の縦の線は、塗装対象領域３２１が傾斜面の傾斜方向に伸びていることから、軌道Ｂ１は、塗装対象領域をジェッティングヘッド２００を下から上に移動させる軌道とすることができる。傾斜面において、もし上から下へ塗布した場合には、上の塗料２０３が下の塗料２０３と一緒になって液滴が大きくなり垂れやすくなる傾向にあり、結果として上側の塗料２０３が薄く、下側の塗料２０３は溜りや垂れとなり、塗装不良となってしまう恐れがある。下から上へ塗布することにより、塗装対象領域３２１における塗料２０３の溜りや垂れを抑制することができる。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

また、塗布制御部１１０は、縦線や横線だけでなく、「Ｕ」や「Ｏ」の曲線の最も低い領域３２５についても、この最も低い領域３２５を除いた塗布を行うことができる。この場合「Ｕ」や「Ｏ」の最も低い領域３２５は、最下点において横方向に伸びているため、塗布しない領域は、縦方向に線幅の長さＷ分の領域を有することとなる。また「Ｕ」の文字については、傾斜面の傾斜方向に伸びる塗装対象領域３２１を有しているため、それぞれジェッティングヘッド２００を下から上に移動させる軌道Ｂ７及びＢ８で塗料２０３を塗布することができる。「Ｏ」の文字については、最も低い領域３２５を除いて一回の軌道Ｂ１０で塗布することとしてもよい。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

また、図１０の文字「Ｋ」は、軌道Ｂ５と軌道Ｂ６により塗料が塗布される。ここで軌道Ｂ５の途中と軌道Ｂ６の途中には、軌道Ｂ５と軌道Ｂ６により塗布された塗料２０３が一体化される領域（交差部分３２６）がある。ここで「交差部分」は、異なる塗布の軌道で塗料が、少なくとも一方の軌道の途中で一体となって塗装される部分を意味する。図１２には、交差部分３２６である図１０のXII－XII断面が模式的に示されている。この図に示されるように、交差部分３２６においては、特に側壁に流れやすい塗料２０３の場合において、塗料２０３が不足する恐れがある。このため、交差部分３２６がある塗装対象領域においては、ジェッティングヘッド２００による軌道Ｂ５及び軌道Ｂ６の塗布の後、交差部分３２６に対して追加の塗布を行うこととしてもよい。つまり、このような線状の凹部で画定される塗装対象領域３２１の塗装において、ジェッティングヘッド２００による塗布の異なる軌道Ｂ５及びＢ６の塗料が、少なくとも一方の軌道Ｂ５又はＢ６の途中で一体となって塗装される交差部分３２６がある場合に、塗布制御部１１０は、異なる塗布の軌道Ｂ５及びＢ６に対して塗布を行った後、交差部分３２６に対して追加の塗布を行うことができる。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。なお、ここでの交差部分３２６の塗布は、図７の文字「Ｋ」における塗布に用いることとしてもよい。

なお、ここに示される各例においても、文字の線幅が一度で塗布できない幅である場合には、ジェッティングヘッド２００を、図６（ｂ）も用いて説明したような、複数回の軌道で動作させることにより、塗布を行うことができる。また、図７に記載された例と同様に、「Ａ」の文字の中央の横線や「Ｂ」の文字の中央の横線では、第１領域（領域３２２）と比較して面積が小さく、第１領域から細長く伸びる第２領域（領域３１３）がある場合には、塗布制御部１１０は、第２領域（領域３１３）を除いた軌道（例えば軌道Ｂ３やＢ９）で塗布を行うことができる。また、図７に記載された例の曲線部３１５での塗布と同様に、図１０の曲線部においても、軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量を減じて塗布することができる。つまり、塗布制御部１１０は、図７における場合と同様に、軌道に沿った凹部の曲がりが次第にきつくなる場合、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させて塗布を行うことができる。また逆に、軌道に沿った凹部の曲がりが次第に緩くなる場合、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させて、塗布を行うことができる。このように制御することにより、塗料２０３が溜まりやすい凹部の曲がりの部分において、塗料２０３の溜りを抑制することができる。

図１３は、傾斜面で形成される線状の凹部４０３に塗布された塗料の濡れ広がりの様子を、凹部４０３の模式的な断面により説明するための図である。図１３（ａ）に示されるように、塗装対象領域４２０を画定する線状の凹部４０３の底面は傾斜面であり、凹部４０３は、傾斜面の傾斜方向に対して垂直方向（横方向）の成分を有して線状に伸びている。この場合に、塗布制御部１１０は、ジェッティングヘッド２００の軌道を、凹部４０３の傾斜面上側の壁に沿った軌道で塗料２０３を塗布すると（ステップＳ４３１）、塗料２０３は下方側の壁側に濡れ広がり、塗装対象領域４２０を覆う塗装面を形成する。ここで「傾斜面上側の壁に沿った軌道」とは塗布時に凹部４０３に塗布された塗料２０３の液滴の端が傾斜面上側の壁面に触れる程度以上の近さの軌道であることを意味する。例えば、図１０の文字「Ｂ」において、軌道Ｂ９が領域３１３の入り口において折り返す位置の軌道等は、領域３１３の上側の壁面に沿った軌道とすることができる。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

また、凹部４０３で形成される文字の太さやジェッティングヘッド２００の特性により、文字の線幅を一度で塗布できるように液滴の大きさ及びジェッティングヘッド２００とワーク３１０の相対速度が調整できない場合がある。例えば、図１３（ｂ）に示されるように、より幅が広い凹部４０４の場合には、傾斜面上方の壁に沿った軌道で塗料２０３が塗布されると（ステップＳ４４１）、塗料２０３は下方に向けて濡れ広がるが、塗料２０３の不足により、下方側の壁側まで十分な塗装面を形成できないこととなる（ステップＳ４４２）。このような場合には、ステップ４４１における塗布の後、例えば凹部４０４の中心線又は中心線よりも下方側にずらした軌道で２回目の塗布を行うことで（ステップＳ４４３）、十分な塗装面を形成することができる（ステップＳ４４４）。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

図１０の例においては、文字の線幅を一度で塗布できるように液滴の大きさ及びジェッティングヘッド２００とワーク３２０の相対速度及び距離が調整されているものとしているが、図１３（ｂ）のような複数回の塗布とすることにより、文字の線幅を一度で塗布できない場合にも適用することができる。

このように図１０の例においては、塗布制御部１１０は、塗装対象領域３２１の一部を除いた軌道Ｂ１～Ｂ１０で塗布の指示を行う。このような軌道Ｂ１～Ｂ１０を辿って塗布を行う塗布制御部１１０とすることにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。

このように、塗装装置１００は、塗装対象領域の形状に応じて、塗装対象領域の一部について、液滴の吐出を行わないものとすることができる。吐出を行わない領域は、ワーク３２０の材料、表面加工並びに傾斜角度、及び塗料２０３の粘度、表面張力からくる塗料２０３の流動性等に基づいて決定することができる。

図１４は、傾斜面５１１が塗装対象領域であるワーク５１０への塗装について説明するための図である。この図に示されるように、ワーク５１０は、傾斜の下方部と側方部を凸状の縁部で囲われた、広がった塗装対象領域の傾斜面５１１を有しており、傾斜面５１１を塗装対象領域としている。ここで、「広がった塗装対象領域」とは、例えば、塗装対象領域が、ジェッティングヘッド２００の軌道で塗布される領域に隣り合う領域にも広がっていることを意味するものとすることができる。この例においては、傾斜面５１１は、下方部と側方部を凸状の縁部に囲われたものとしているが、縁部は形成されていなくてもよい。

この図に示されるように、塗布制御部１１０は、周期的な軌道Ｄ１で連続的な塗布を行うものとすることができ、周期的な軌道を伴う下方から上方に向かう軌道Ｄ１で連続的に塗料を塗布することができる。具体的には、傾斜面５１１の傾斜方向に垂直な線（横方向の線）で塗料２０３の塗布を行いつつ、下方から上方に向かって往復移動する軌道Ｄ１により塗布を行うことができる。この例では、軌道Ｄ１は、傾斜面５１１の傾斜方向に垂直な線（横方向の線）を辿る軌道としているが、軌道Ｄ１は、横方向の成分を有していれば、傾斜方向の成分を有していてもよい。ここで「周期的」とは、特定の座標系において往復や周回の軌道となっていることを意味し、周期は一定でなくてもよい。

このような軌道Ｄ１とすることにより、下方の横方向の塗料２０３で上方の横方向の塗料２０３の液垂れを止めることができると共に、下方の横方向の塗料２０３の乾燥が上方の横方向の塗料２０３よりも早いため、下方の横方向の塗料２０３が上方の横方向の塗料２０３の液垂れにより一体化しても、より大きな液滴となって更に下方に垂れる連鎖を抑制することができる。つまり、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。

図１５は、円錐台の形状の側面５２１が塗装対象領域であるワーク５２０への塗装について説明するための図である。この図に示されるように、ワーク５２０の側面５２１は、傾斜面であり、広がった塗装対象領域となっている。この図に示されるように、塗布制御部１１０は、図１４の例と同様に、周期的な軌道Ｈ１で連続的な塗布を行うことができ、また、周期的な軌道を伴う下方から上方に向かう軌道Ｈ１で連続的に塗料２０３を塗布することができる。より具体的には、塗布制御部１１０は、ジェッティングヘッド２００の軌道を、側面５２１の下方の周囲を回りながら上方に向かう、円錐形状の側面５２１に沿った螺旋状の周期的な軌道Ｈ１とすることができる。

このような軌道Ｈ１とすることにより、下方の周回の塗料２０３で上方の周回の塗料２０３の液垂れを止めることができると共に、下方の周回の塗料２０３の乾燥が上方の周回の塗料２０３よりも早いため、下方の周回の塗料２０３が上方の周回の塗料２０３の液垂れにより一体化しても、より大きな液滴となって更に下方に垂れる連鎖を抑制することができる。つまり、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。

図１６は、平板に掘られた凹部で画定される平面５３１が塗装対象領域であるワーク５３０への塗装について説明するための図である。この図に示されるように、ワーク５３０に形成された平面５３１は、広がった塗装対象領域となっている。この図に示されるように、具体的には、ジェッティングヘッド２００の軌道を、この平面５３１の中心を含む中心部５３０を除いて、中心部５３０の周囲を渦状に、周回毎に外側に広がる周期的な軌道Ｊ１とすることができる。中心部５３０の一辺の長さ又は直径は、隣り合う渦状の軌道Ｊ１の距離の２倍以上とすることができる。ここで平面５３１の中心は、平面５３１の重心とすることができる。

つまり、塗布制御部１１０は、周期的な軌道Ｊ１で連続的な塗布を行うことができ、また、塗装対象領域の中心部５３２を除く、渦状の軌道Ｊ１により塗布することができる。中心部５３２は、軌道Ｊ１で塗布された塗料２０３の濡れ広がりにより均一に塗装されることができる。このような軌道Ｊ１とすることにより、効率的に塗料２０３を塗布することができると共に、濡れ広がりを利用して、中心部５３０から均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。

ここで、平面５３１の四隅５３３が傾斜で高くなっている場合や広がっている場合には、軌道Ｉ１だけでは塗り残しが発生する場合がある。図１７は、塗り残しである四隅５３３の一つへの塗装について説明するための図である。この図に示されるように、塗布制御部１１０は、渦状の軌道Ｊ１による塗布で、塗装対象領域を塗り切れない部分がある場合には、渦状の軌道Ｊ１により塗布の後、渦状の軌道Ｊ１による塗布で塗装済みの端部の形状に沿った軌道Ｊ２、及び塗装対象領域の形状に沿った軌道Ｊ５を含む軌道Ｊ２～Ｊ５により塗布を行うことができる。これにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

図１８は、図１４と同様に、傾斜面５１１が塗装対象領域であるワーク５１０への塗装の他の例について説明するための図である。図１８の例においては、塗布制御部１１０は、横方向の軌道で下方から上方に向かう軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ（破線、第１経路、ｍは２以上の整数）による塗布を順に行った後、横方向の軌道で下方から上方に向かう軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎ（一点鎖線、第２経路、ｎは２以上の整数）による塗布を順に行う。ここで、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ及び軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎはそれぞれ平行な軌道であり、軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎは、隣合う２つの軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍの間に配置される。ここで、ｎの値がｍと同じ場合には、軌道Ｅ２ｎは軌道Ｅ１ｍの上方に配置される。

すべての軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ及びＥ２１～Ｅ２ｎの間隔は、等間隔でもよいし、等間隔でなくてもよい。また、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍにおける軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量を、軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎにおける軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量より多くしてもよい。また、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍにおける軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量を、軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎにおける軌道の単位長さにおける塗料２０３の塗布量より少なくしてもよい。ここで、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ及びＥ２１～Ｅ２ｎの単位長さあたりの塗料２０３の量を変更する場合には、例えば塗布量を少なくする場合には、ジェッティングヘッド２００をより速い速度で移動させてもよいし、ピエゾアクチュエータ２０１の振動数を小さくしてもよいし、ジェッティングヘッド２００の、一度に吐出される液滴の量を減少させてもよい。また、図１８では、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍは傾斜面に向かって左から右方向、軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎは傾斜面に向かって右から左方向としたが、逆の軌道であってもよいし、すべて同じ方向の軌道であってもよく、方向についてはいずれの方向で軌道を辿ることとしてもよい。

つまり、塗布制御部１１０は、傾斜面５１１を塗装対象領域とする場合に、傾斜面５１１の傾斜方向に垂直な方向で互いに平行な複数の第１経路（軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ）について、ジェッティングヘッド２００は、傾斜面５１１の下方の第１経路（軌道Ｅ１１）から上方の第１経路（軌道Ｅ１ｍ）を順次辿る間に第１の塗布を行う。第１の塗布の後、第１の塗布における隣り合う２つの第１経路（例えば軌道Ｅ１１及びＥ１２）の間をそれぞれ経路（例えば軌道Ｅ２１）とする複数の第２経路（軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎ）について、ジェッティングヘッド２００は、傾斜面５１１の下方の第２の経路Ｅ２１から上方の第２の経路Ｅ２ｎに向かって順次辿る間に第２の塗布を行う。ここで、塗布制御部１１０は、第１経路（軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ）及び第２経路（軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎ）についてそれぞれ連続的な塗布を行う軌道でジェッティングヘッド２００を動作させることができる。

このような横方向の軌道で下方から上方に向かう軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ及び軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎとすることにより、図１４の例と同様に、下方の横方向の塗料２０３で上方の横方向の塗料２０３の液垂れを止めることができると共に、下方の横方向の塗料２０３の乾燥が上方の横方向の塗料２０３よりも早いため、下方の横方向の塗料２０３が上方の横方向の塗料２０３の液垂れにより一体化しても、より大きな液滴となって更に下方に垂れる連鎖を抑制することができる。

また、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍによる塗布を行った後、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍの間に塗布するような、軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎで塗布することにより、軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍで塗布された塗料２０３の乾燥を軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎで塗布された塗料２０３よりも早く進めることができる。これにより、下方の横方向の塗料２０３が上方の横方向の塗料２０３の液垂れにより一体化しても大きな液滴となる連鎖を抑制することができると共に、下方で先に乾燥が進んだ横方向の塗料２０３が上方の液垂れを抑えることができる。つまり、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。

図１９は、傾斜面５５１が塗装対象領域であるワーク５５０への塗装について説明するための図である。ワーク５５０は、広い面積の傾斜面５５１を有しており、傾斜面５５１を塗装対象領域としている。この例における塗布では、塗料２０３をドット状に塗布することを繰り返すことにより、傾斜面５５１全体の塗装を行う。ドット状の塗布とは、ジェッティングヘッド２００を同じ位置で所定時間塗料２０３の吐出を行う塗布のことをいう。ここで、各ドットの直径は約０．２ｍｍ～１．０ｍｍとすることができる。また、各ドット状の塗料の質量は、１／１００～１／１０００ｇとすることができる。図１９の破線で示される矢印は、塗料２０３を吐出しないジェッティングヘッド２００の移動を示し、塗料２０３の吐出は、複数の塗布位置Ｆ及びＧでドット状の塗布として行われる。

この図に示されるように、塗布制御部１１０は、まず傾斜面の最も下方で傾斜方向に垂直な方向（横方向）の経路Ｆ１において複数の離散的な位置にドット状に塗布するドット状塗布Ｆを行い、順次上方の経路Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４・・・Ｆｍの各径路（第１経路）に対してそれぞれ複数の離散的な位置にドット状塗布Ｆを行う（ステップＳ５１）。次に、ステップＳ４１においてドット状塗布を行った第１経路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３・・・Ｆｍの間をそれぞれ経路とする第２経路Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｎに対してそれぞれ複数の離散的な位置にドット状塗布Ｇを行う（ステップＳ５２）。ここで、第２経路の最も上方にある経路Ｇｎは、ステップＳ５１における第１経路の最も上方にある経路Ｆｍよりも上方であってもよいし、下方であってもよい。なお、図において、ドット状塗布Ｆ及びドット状塗布Ｇのハッチングが異なるが、ステップＳ５１での塗布とステップＳ５２での塗布を分かりやすく表示するためであり、塗料２０３は同じものである。最後に、ドット状の塗料２０３が隣接するドット状の塗料２０３と干渉して一体化し、均一化された塗装となる（ステップＳ５３）。

つまり、塗布制御部１１０は、傾斜面５５１を塗装対象領域とする場合に、傾斜面５５１の傾斜方向に垂直な方向で互いに平行な経路である複数の第１経路Ｆ１、Ｆ２・・・Ｆｎについて、傾斜面５５１の下方の第１経路Ｆ１から上方の第１経路Ｆｎを順次辿る間に第１の塗布を行う。第１の塗布の後、第１の塗布における隣り合う２つの第１経路（例えば第１経路Ｆ１及びＦ２）の間をそれぞれ経路（例えば経路Ｇ１）とする複数の第２の経路Ｇ１～Ｇｍについて、傾斜面５５１の下方の第２の経路Ｇ１から上方の第２の経路Ｇｍに向かって順次辿る間に第２の塗布を行う。ここで、塗布制御部１１０は、第１経路Ｆ１～Ｆｎ及び第２経路Ｇ１～Ｇｍについてそれぞれ離散的な位置にドット状に塗布するドット状塗布を行う軌道でジェッティングヘッド２００を動作させることができる。また、第２経路Ｇ１～Ｇｍにおける離散的な位置は、傾斜面５５１の傾斜方向において、第１経路Ｆ１～Ｆｎにおける離散的な位置と重ならないものとすることができる。

このように塗布される塗料２０３を小さなドット状とすることにより、乾燥が早く進めることができ、乾燥がある程度進んだ段階で隣接するドット状の塗料２０３と干渉させることができる。またドット状の塗料２０３の小ささから、隣接するドット状の塗料２０３と干渉して一体化した場合においても垂れが生じるほどの大きな液滴になることを抑制することができる。図１９の例では、このように小さなドット状の塗料２０３がすぐに干渉しあわない塗布位置で塗布を行うことができる。

図１９の例では、図１４や１８の例と同様に、横方向の経路に関して、下方から上方に向かう順番よる塗布であり、また、先に行った横方向の第１経路Ｆ１～Ｆｎの間に、別の横方向の第２経路Ｇ１～Ｇｍの塗布を下方から上方に向かって順に行っている。このため、下方で行った塗布の乾燥を上方で行った塗布より早く進めることができるため、下方の横方向の塗料２０３が上方の横方向の塗料２０３の液垂れにより一体化しても大きな液滴となる連鎖を抑制することができると共に、下方で先に乾燥が進んだ塗料２０３が上方の液垂れを抑えることができる。つまり、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。なお、塗布位置の数や各ドットにおける塗料２０３の吐出量は、傾斜面の面積や傾き、並びに塗料２０３の性質（粘度等）によって任意に定めることができる。

図２０は、凹部５６１を塗装対象領域とするワーク５６０への塗装について説明するための図である。この図に示されるように凹部５６１は、細い線状の溝（線幅Ｗ１）から太い線状の溝（線幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１））に連続的に変化する溝である。このような溝への塗装において、線幅を一回の軌道Ｊで塗布を行う場合には、塗布制御部１１０は、軌道Ｊにおいて軌道単位長さにおける塗料２０３の塗布量を変化させながら塗布を行うことができる。例えば、塗布制御部１１０は、軌道Ｊのうち線幅が比較的広い部分の軌道Ｊ２では、線幅が比較的狭い部分の軌道Ｊ１よりも、移動速度を遅くすることにより、軌道Ｊ２においてより多くの塗料を塗布することができる。また、塗布制御部１１０は、軌道Ｊ２において、軌道Ｊ１よりも、ピエゾアクチュエータ２０１の振動数（周波数）を大きくする（液滴のショット数を多くする）ことによっても、軌道Ｊ２においてより多くの塗料を塗布することができる。また、移動速度と振動数の両方を制御することにより、塗布量を制御することとしてもよい。

つまり、軌道Ｊに沿って凹部５６１の幅が次第に広がる場合に、ジェッティングヘッド２００の移動速度を遅くし、軌道Ｊに沿って凹部５６１の幅が次第に狭まる場合に、ジェッティングヘッド２００の移動速度を速くすることができる。また、軌道Ｊに沿って凹部５６１の幅が次第に広がる場合に、ジェッティングヘッド２００の単位時間当たりの液滴の吐出回数を多くし、軌道Ｊに沿って凹部５６１の幅が次第に狭まる場合に、ジェッティングヘッド２００の単位時間当たりの液滴の吐出回数を少なくすることとしてもよい。このように、塗布制御部１１０が、凹部５６１の幅が次第に広がる軌道で軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させ、凹部５６１の幅が次第に狭まる軌道で軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させるな制御を行うことができる。ここで、単位時間当たりの液滴の吐出回数は、例えば図２のジェッティングヘッド２００においては、ピエゾアクチュエータ２０１の振動数に対応する。この例のように、塗布制御部１１０は、軌道に沿った凹部の形状変化により、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を制御することにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。

図２１は、ワーク３３０の斜視図であり、図２２は、ワーク３３０の平面図と、平面図に記載されたＡ－Ａ’線、Ｂ－Ｂ’線、及びＣ－Ｃ’線でのそれぞれの断面図である。これらの図に示されるように、ワーク３３０は、少し凸状に湾曲した面上に、楕円を４分の１切り取ったような形状の凸部３３２が形成されている。この凸部３３２の内側を塗装対象領域３３１としている。平面図における塗装対象領域３３１の高さ及び幅は、ジェッティングヘッド２００が一度に移動しながら塗装する幅よりも大きいものとなっている。なお、被塗装物であるワーク３３０は、樹脂に限られず、金属や木材その他の材料とすることができる。

このようなジェッティングヘッド２００が液滴を吐出しながら移動して一度に塗装する幅より広い面を塗布する方法としては、外縁を塗布した後、その内側を塗布したり、逆に内側を塗布したのち、外縁を塗布することにより、外縁を精度よく塗布する額縁塗布がある。また、塗布するラインをずらしながらジェッティングヘッド２００をワーク３３０に対して往復させて塗布する往復塗布、更にこの往復方向とは垂直方向にも塗布を行う交差塗布がある。

図２３には、ワーク３３０の塗装対象領域３３１の外縁を額縁塗布（軌道３４１）した後に、その内側に往復塗布（軌道３４２）を行う場合の軌道３４０が示されている。また、図２４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図２３の軌道３４０で塗布を行った場合の結果の例について示すワーク３３０のＣ－Ｃ’断面図である。これらの図に示されるように、額縁塗布や往復塗布の場合には、塗布量の過剰と塗料同士の衝突による液溜り（図２４（ａ））や溢れ（図２４（ｂ））を発生される恐れがあると共に、過剰な膜厚を生み、理想的な塗膜を形成することは難しい。交差塗布を用いた場合であっても同様である。

図２５は、図２１及び２２に示されたワーク３３０に塗料２０３を塗布する際のジェッティングヘッド２００の軌道３６０の例を示す図である。この図に示されるように、塗装対象領域３３１は、ジェッティングヘッド２００による、塗装対象領域３３１の外縁の一部について外縁内側を外縁に沿って塗料２０３を吐出する軌道３６１と、ジェッティングヘッド２００が縦位置をずらしながら横方向に往復しながら、塗料２０３を吐出する軌道３６２と、ジェッティングヘッド２００を縦位置をずらしながら横方向に往復させ、往路復路のそれぞれの開始から少なくとも往路復路の長さの４分の１を除いて塗料２０３を吐出する軌道３６３と、により塗装される。また、塗料２０３を吐出する軌道３６３は、往路復路の隣接する塗布の軌道３６３は縦方向で一部重なっていることが望ましい。

図２６は、それぞれ図２５の軌道３６０で塗布を行った場合の塗膜の変化の概略について示す図である。塗装対象領域３３１に吐出された液滴は、互いに結合して大きな液滴となり（ステップＳ３１）、一様な塗膜となる（ステップＳ３２）。ここで、図１１のステップＳ２４と同様に、塗装対象領域３３１の縁部に対しても、局所的に２回目の塗布を行う塗布制御部１１０としてもよい。

このように塗布制御部１１０は、塗装対象領域３３１の一部を除いた軌道３６０で塗布の指示を行う。このような軌道３６０を辿って塗布を行う塗布制御部１１０とすることにより、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。このように、塗装装置１００は、塗装対象領域の形状に応じて、塗装対象領域の一部について、液滴の吐出を行わないものとすることができる。吐出を行わない領域は、ワーク３３０の材料、表面加工、傾斜角度、塗料２０３の粘度、表面張力からくる塗料２０３の流動性等に基づいて決定することができる。

図２７は、塗布制御部１１０の機能ブロックの他の例の構成を示す図である。図３の機能ブロックとは、軌道データ生成部１１４が加わっている点で異なっている。塗布制御プログラム保存部１１３は、図３の機能ブロックと同様の機能であるため、重複する説明は省略する。

図２８は、軌道データ生成部１１４の機能について説明するための概略図である。この図に示されるように、軌道データ生成部１１４は、まず、ワークの３次元計測データ又は３次元ＣＡＤデータ等の３次元形状データを入力とすると共に、３次元形状データにおける塗装対象領域を指定する塗装対象領域指定データを入力とする。次に、これらのデータに基づいて、ジェッティングヘッド２００のワークに対する動作経路と、動作経路における塗料の吐出制御のデータである軌道データを算出して出力し、塗布制御プログラムが利用するプログラムデータの一部として塗布制御プログラム保存部１１３に保存する。

塗布の軌道を算出においては、塗装対象領域が、第１領域を有し、更に第１領域と比較して面積が小さく、第１領域から細長く伸びる第２領域を有する場合には、第２領域を除いて塗布を行う軌道とすることができる。また、塗装対象領域が傾斜面の傾斜方向に伸びている場合に、塗装対象領域のうち傾斜方向で最も低い領域を除いて塗布を行う軌道とすることができる。また、ジェッティングヘッド２００を縦位置をずらしながら横方向に往復させ、往路復路のそれぞれの開始から少なくとも４分の１を除いて塗布を行う軌道とすることができる。また、局所的に２回目の塗布を行う軌道としてもよい。また、算出される軌道は、図７の軌道Ａ１～Ａ１０、図１０の軌道Ｂ１～Ｂ１０、図１４の軌道Ｄ１、図１５の軌道Ｈ１、図１６及び１７の軌道Ｊ１～Ｊ５、図１８の軌道Ｅ１１～Ｅ１ｍ及び軌道Ｅ２１～Ｅ２ｎ、図１９の軌道Ｆ及びＧ並びに図２０の軌道Ｊのうちの少なくとも一つの特徴を有する軌道とすることができる。軌道は、ワークの材料、表面加工並びに傾斜角度、及び塗料２０３の粘度、並びに表面張力からくる塗料２０３の流動性等を考慮して決定されることができる。

以上説明したように、上述の実施形態の塗装装置１００によれば、塗料２０３の溜り、溢れ、及びかすれを抑制し、均一な品質の塗膜面を形成することができる。また、マスキングの必要がなく、短いサイクルタイムを実現すると共に、高い塗着効率により、余分な塗料２０３の消費を抑えることができる。また、上述の実施形態の塗装装置１００によれば、塗料２０３の溢れ、著しい液だまり、液量不足、ひけ、透け、気泡、皺（しわ）、割れ、ゴミ、ブツがなく、壁側への溜りを調整することができるため、塗膜を所定の膜厚として、外観を均一で平滑化することができる。

なお上述の実施形態の記載は一例であり、本発明の思想の範疇において、当業者が想到し得る変更及び修正が含まれる場合についても本発明の範囲に属する。例えば実施形態の構成要素に対して代替可能な構成への変更、構成要素の削除を行ったものについても、本発明の思想の範疇である限り、本発明の範囲に属するものである。

１００ 塗装装置
１０１ 移動機構
１１０ 塗布制御部
１１３ 塗布制御プログラム保存部
１１４ 軌道データ生成部
２００ ジェッティングヘッド
２０１ ピエゾアクチュエータ
２０２ タペット
２０３ 塗料
２０４ ノズル
２０５ 吐出口
３１５ 曲線部
３２６ 交差部分
３３２ 凸部
４０１、４０２、４０３、４０４、５６１ 凹部
５１１、５５１ 傾斜面
５２１ 側面
５３０ 中心部
５３１ 平面
５３３ 四隅

Claims (31)

1. 塗料を液滴で吐出するジェッティングヘッドと、
   前記ジェッティングヘッドを塗装対象物であるワークに対して移動させる移動機構と、
   前記移動機構の動作を制御するとともに前記ジェッティングヘッドの液滴の吐出を制御して前記ワークに塗料を塗布することにより、前記ワークの塗装対象領域を塗装する塗布制御部と、を備える、塗装装置。
2. 前記塗装対象領域が、第１領域を有し、更に前記第１領域と比較して面積が小さく、前記第１領域から細長く伸びる第２領域を有する場合に、前記塗布制御部は、前記第２領域を除いて塗布する、請求項１に記載の塗装装置。
3. 前記第１領域に塗料を塗布した後、更に前記第１領域と前記第２領域との接続部を前記第１領域から前記第２領域に向かう短い軌道により塗布し、
   前記短い軌道は、前記第２領域の細長く伸びる幅以下である、請求項２に記載の塗装装置。
4. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、傾斜方向で最も低い領域を除いて塗布する、請求項１に記載の塗装装置。
5. 前記最も低い領域の傾斜方向長さは、前記ジェッティングヘッドが一方向に移動しながら水平面を一度に塗装する幅より大きい、請求項４に記載の塗装装置。
6. 前記塗布制御部は、前記最も低い領域を除いた塗布の後、前記塗装対象領域の最も低い端部に対して、２回目の塗布を行う、請求項４又は５に記載の塗装装置。
7. 前記塗装対象領域が、傾斜面の傾斜方向に延びる線状の凹部で画定される場合、前記塗布制御部は、前記塗装対象領域を前記ジェッティングヘッドを下から上に移動させる軌道で塗布する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塗装装置。
8. 線状の凹部で画定される前記塗装対象領域の塗装において、前記ジェッティングヘッドの異なる軌道による塗布の塗料が、少なくとも一方の軌道の途中で一体となって塗装される交差部分がある場合に、前記塗布制御部は、前記異なる軌道による塗布を行った後、前記交差部分に対して追加の塗布を行う、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塗装装置。
9. 前記塗装対象領域が、傾斜面の傾斜方向に対して垂直方向の成分を有して線状に延びる凹部で画定される場合に、前記塗布制御部は、前記ジェッティングヘッドの軌道を、前記凹部の傾斜面上側の壁に沿った軌道で塗料を塗布する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塗装装置。
10. 前記塗布制御部は、前記傾斜面上側の壁に沿った軌道での塗布の後、前記凹部の中心線又は前記中心線よりも下方側にずらした軌道で更に塗料を塗布する、請求項９に記載の塗装装置。
11. 前記塗装対象領域が、線状に延びる凹部で画定される場合、前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の形状変化により、軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を制御する、請求項１に記載の塗装装置。
12. 前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の幅が次第に広がる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させ、軌道に沿った前記凹部の幅が次第に狭まる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させる、請求項１１に記載の塗装装置。
13. 前記塗布制御部は、軌道に沿った前記凹部の曲がりが次第にきつくなる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少させ、軌道に沿った前記凹部の曲がりが次第に緩くなる場合、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加させる、請求項１１に記載の塗装装置。
14. 前記塗布制御部は、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加において、前記ジェッティングヘッドの移動速度を遅くし、前記単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少において、前記ジェッティングヘッドの前記移動速度を速くする、請求項１２又は１３に記載の塗装装置。
15. 前記塗布制御部は、前記軌道単位長さ当たりの液滴の吐出量を増加において、前記ジェッティングヘッドの単位時間当たりの液滴の吐出回数を多くし、前記単位長さ当たりの液滴の吐出量を減少において、前記ジェッティングヘッドの単位時間当たりの液滴の前記吐出回数を少なくする、請求項１２又は１３に記載の塗装装置。
16. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が、前記ジェッティングヘッドの軌道で塗布される領域に隣り合う領域にも広がった領域である場合において、周期的な軌道で連続的な塗布を行う、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塗装装置。
17. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域の中心部を除く、渦状の軌道により塗布する、請求項１６に記載の塗装装置。
18. 前記塗布制御部は、前記渦状の軌道により塗布の後、前記渦状の軌道による塗布で塗装済みの端部の形状に沿った軌道、及び前記塗装対象領域の形状に沿った軌道を含む軌道により更に塗布を行う、請求項１７に記載の塗装装置。
19. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、前記周期的な軌道を伴う下方から上方に向かう軌道で連続的に塗料を塗布する、請求項１６に記載の塗装装置。
20. 前記塗装対象領域は平面であり、前記周期的な軌道は、傾斜面の傾斜方向に垂直方向の成分を有する往復移動である、請求項１９に記載の塗装装置。
21. 前記塗装対象領域は円錐形状の側面の一部であり、前記周期的な軌道は、前記円錐形状の側面に沿った螺旋状である、請求項１９に記載の塗装装置。
22. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域が傾斜面である場合に、前記傾斜面の傾斜方向に垂直な方向で互いに平行な経路である複数の第１経路について、前記ジェッティングヘッドが、前記傾斜面の下方の前記第１経路から上方の前記第１経路を順次辿る間に第１の塗布を行い、
    前記第１の塗布の後、隣り合う２つの前記第１経路の間をそれぞれ経路とする複数の第２経路について、前記ジェッティングヘッドが、前記傾斜面の下方の前記第２経路から上方の前記第２経路に向かって順次辿る間に第２の塗布を行う、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の塗装装置。
23. 前記塗布制御部は、前記第１経路及び前記第２経路についてそれぞれ連続的な塗布を行う軌道で前記ジェッティングヘッドを動作させる、請求項２２に記載の塗装装置。
24. 前記塗布制御部は、前記第１経路及び前記第２経路についてそれぞれ離散的な位置にドット状に塗布するドット状塗布を行う軌道で前記ジェッティングヘッドを動作させる、請求項２２に記載の塗装装置。
25. 前記塗布制御部は、前記第２経路における前記離散的な位置は、前記傾斜面の傾斜方向において、前記第１経路における前記離散的な位置と重ならない、請求項２４に記載の塗装装置。
26. 前記塗装対象領域が面状であり、前記塗布制御部は、前記ジェッティングヘッドを縦位置をずらしながら横方向に往復させ、往路復路のそれぞれの開始から少なくとも前記往路復路の長さの４分の１を除いて塗布する、請求項１に記載の塗装装置。
27. 前記往路復路の隣接する塗布の軌道は縦方向で一部重なっている、請求項２６に記載の塗装装置。
28. 前記塗布制御部は、前記塗装対象領域の縁部に対して局所的に２回目の塗布を行う、請求項１乃至５、２６及び２７のいずれか一項に記載の塗装装置。
29. 前記塗布制御部は、３次元形状データと前記３次元形状データに係る塗装対象領域指定データとを入力とし、前記ジェッティングヘッドの前記ワークに対する動作経路と前記動作経路における塗料の吐出制御のデータである軌道データを出力する軌道データ生成部を有する、請求項１乃至５、２６及び２７のいずれか一項に記載の塗装装置。
30. 塗料に吐出圧力を加えるポンプをさらに備え、
    前記ジェッティングヘッドは、振動することにより塗料を吐出させる圧電素子を有する、請求項１乃至５、２６及び２７のいずれか一項に記載の塗装装置。
31. 塗料を液滴で吐出するジェッティングヘッドを塗装対象物であるワークに対して移動させ、
    前記ワークに塗料を塗布することにより、前記ワークの塗装対象領域を塗装する、塗装方法。
    
    

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