JP5156431B2 - Inkjet painting method - Google Patents
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本発明は、被塗装物を搬送しながら静止した塗装ヘッドによってインクジェット塗装する工業用のインクジェット塗装装置に関する。 The present invention relates to an industrial inkjet coating apparatus that performs inkjet coating with a stationary coating head while conveying an object to be coated.
従来、上記のような塗装装置では、塗料を噴射する噴射ノズル、あるいは塗料切れが生じた場合には、塗装面にライン抜け不良、正しい色が再現されない色不良等が生じてしまう。この問題を解決しようとする従来技術の例として、以下の特許文献1〜3の技術を概説する。
Conventionally, in the above-described coating apparatus, when a spray nozzle for spraying paint or paint breakage occurs, a line omission defect or a color defect in which a correct color cannot be reproduced occurs on the painted surface. As an example of the prior art that attempts to solve this problem, the following
すなわち特許文献1には、ライン型の固定インクジェットヘッドとリペア用ヘッドを備え、予め、インク滴着地位置評価用治具上に、それらのヘッドからインクを吐出させて撮像手段により不吐出ノズルの有無を検出し、その検出結果に基づいて、リペア用ヘッドの正常ノズルで、固定インクジェットヘッドの不良ノズルを補正する構成が開示されている。この構成では、固定インクジェットヘッドに不吐出ノズルやビーム曲がりノズルが発生しても、白スジや厚みムラ等の欠陥の無い製膜形成を行うことができる。
That is,
また、特許文献2には、記録紙上のテスト印字領域に色別のテストパターンを各印字ヘッドにより印字し、このテストパターンを各印字ヘッドの直後に備えられたセンサで読み取って、印字ヘッド内の吐出不良ノズルを検出する構成が開示されている。この構成では、印字直後に吐出不良ノズルを検出でき、早期に画像の救済が可能になる。
Further, in
特許文献3には、媒体を移動させるための送り機構と、送り機構により送られた媒体に液滴を吐出するための第一のノズルと、第一のノズルによる液滴の吐出が不良となった媒体上の箇所である吐出不良箇所を検出する検出部と、検出部が吐出不良箇所を検出した場合に、吐出不良箇所に液滴を吐出する第二のノズルを有した構成が開示されており、第一のノズルと、第二のノズルは同一の吐出ヘッド上に設けられている。この構成では、検出部により検知された結果に基づいて、修正用ノズルを使用して吐出不良個所に向けて、修正用の吐出を行うことによって、所望の記膜や配線を形成できる。
しかしながら、上記特許文献1では、固定インクジェットヘッドに不良ノズルがあっても、リペア用ヘッドのノズルによって補正することで、ライン抜け不良等を発生させずに被塗装物を塗装できるが、固定インクジェットヘッドの不良ノズルを予め把握しておく必要がある。従って、この技術を工業用塗装装置に採用しても、塗装中にノズル詰まり、塗料切れ等が発生した場合、塗装工程を中断せずに不良箇所を補修することは困難である。
However, in
また、上記特許文献2は、検出した吐出不良ノズルによる印字面を修復する技術を教示していない。従って、特許文献2の技術を工業用塗装装置に採用しても、被塗装物に塗装をしている最中に発生したライン抜けを補修することはできない。
Moreover, the said
上記特許文献3では、第一のノズルと、第二のノズルとが同一の吐出ヘッド上に設けられているため、被塗装物を一方向に搬送しながら塗装を行う構成の塗装装置に採用した場合、第二のノズルを吐出不良箇所に移動させるために、吐出ヘッド自体を移動可能にせざるを得ないため構造が複雑になるという問題がある。また、吐出不良箇所を補修する際には吐出ヘッドが移動するため、塗装をしながら吐出ヘッドのメンテナンスをすることはできない。 In the said patent document 3, since the 1st nozzle and the 2nd nozzle were provided on the same discharge head, it employ | adopted for the coating apparatus of the structure which coats while conveying a to-be-coated article to one direction. In this case, there is a problem that the structure becomes complicated because the ejection head itself must be movable in order to move the second nozzle to the ejection failure location. Further, since the ejection head moves when repairing a defective ejection location, the ejection head cannot be maintained while painting.
本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、工業用塗装装置において塗装中にノズル詰まり、塗料切れ等が発生しても、塗装工程を中断せずに不良箇所を補修すること、および塗装をしながら作業者が塗装ヘッドをメンテナンスできるようにすることを目的としている。 The present invention has been proposed in view of such circumstances, and repairs a defective portion without interrupting the painting process even when nozzle clogging or paint breakage occurs during painting in an industrial coating apparatus. It is intended to allow the operator to maintain the painting head while painting.
上記目的を達成すべく、本発明は、塗装ヘッドに対して被塗装物を相対的に移動させながらインクジェット塗装する方法であって、第1の塗装ヘッドと第2の塗装ヘッドとに予め振り分けられた塗装用データに従って、前記第1、第2の塗装ヘッドを同時に作動させて前記被塗装物を塗装する工程と、第1の塗装ヘッドによって塗装された直後の塗装面を撮影手段によって撮影する工程と、前記撮影手段によって撮影した塗装面の画像と、前記第1の塗装ヘッドに予め割り振られた塗装用データとを比較して、前記塗装面に不良箇所があれば、該不良箇所を修復するための補修用データを生成する工程と、前記補修用データに従って第2の塗装ヘッドを更に作動させて、前記不良箇所を塗装する工程とで構成されで構成されている。 In order to achieve the above object, the present invention is a method of inkjet coating while moving an object to be coated relative to a coating head, which is distributed in advance between a first coating head and a second coating head. A step of simultaneously operating the first and second coating heads in accordance with the coating data and coating the object to be coated; and a step of photographing a painted surface immediately after being painted by the first coating head by a photographing means And the image of the painted surface photographed by the photographing means and the coating data previously assigned to the first painting head, and if there is a defective portion on the painted surface, the defective portion is repaired. For generating the repair data, and a step of further operating the second coating head in accordance with the repair data to paint the defective portion.
前記撮影手段は、前記第1の塗装ヘッドに対して、前記被塗装物の移動方向の下流側にあることが望ましいが、前記撮影手段は、前記第1の塗装ヘッドと一体として構成されていてもよい。また、第2の塗装ヘッドは、前記撮影手段に対して、前記被塗装物の移動方向の下流側にあることが望ましい。 The photographing unit is preferably downstream of the first painting head in the moving direction of the object to be coated. However, the photographing unit is configured integrally with the first painting head. Also good. In addition, it is desirable that the second coating head is on the downstream side in the moving direction of the object to be coated with respect to the photographing means.
なお、前記第2の塗装ヘッドは、前記第2の塗装ヘッドによって前記不良箇所を修復する際には、前記被塗装物の移動速度を下げてもよい。 The second coating head may reduce the moving speed of the object to be coated when the defective portion is repaired by the second coating head.
本発明は、第1の塗装ヘッドと第2の塗装ヘッドを同時に作動させて被塗装物を塗装するので、塗装工程が迅速化される。また、第1の塗装ヘッドによって塗装された直後の塗装面を撮影して、塗装面に不良箇所があれば、補修用データを生成し、その補修用データに従って第2の塗装ヘッドを作動させて、不良箇所を補修するので、被塗装物を塗装している最中に、第1の塗装ヘッドでノズルの詰まりや、塗料切れ等が起きても塗装不良を生じさせない。また、塗装をしながら、第1の塗装ヘッドをメンテナンスすることも可能である。 In the present invention, the first painting head and the second painting head are simultaneously operated to coat the object to be coated, so that the painting process is speeded up. In addition, when the painted surface immediately after being painted by the first painting head is photographed, if there is a defective portion on the painted surface, repair data is generated, and the second painting head is operated according to the repair data. Since the defective portion is repaired, the coating failure does not occur even when the nozzle is clogged or the paint is cut off in the first coating head while the object is being painted. It is also possible to maintain the first painting head while painting.
また、撮影手段と第1の塗装ヘッドとを一体として構成した場合には、第1の塗装ヘッドと撮影手段との位置関係が精密となるので、正確な補修用データを生成することができる。そのため、第2の塗装ヘッドによる塗装面の補修がより見栄えよく仕上がる。 In addition, when the photographing unit and the first painting head are integrated, the positional relationship between the first painting head and the photographing unit becomes precise, so that accurate repair data can be generated. For this reason, the repair of the painted surface by the second painting head is finished more beautifully.
第2の塗装ヘッドによって不良箇所を修復する際には、被塗装物の移動速度を下げる構成では、被塗装物の移動速度を下げることによって、不良箇所を補修するための時間が確保できる。従って、第2の塗装ヘッドを高速作動させる必要がなく制御が簡単になる。 When the defective portion is repaired by the second coating head, in the configuration in which the moving speed of the object to be coated is reduced, the time for repairing the defective portion can be secured by decreasing the moving speed of the object to be coated. Therefore, it is not necessary to operate the second coating head at a high speed, and the control becomes simple.
以下、本発明の実施例を図に従って説明する。本発明は、被塗装物を搬送しながら静止した塗装ヘッドによってインクジェット塗装する構成の工業用の塗装装置に好適に適用できるが、静止した被塗装物に対して塗装ヘッドを移動させる構成の塗装装置にも適用できる。つまり、被塗装物20と塗装ヘッドとが相対的に移動可能であればよい。また、本発明は工業用塗装装置のみに限定されるわけではなく、記録紙に画像を形成する一般家庭用のインクジェットプリンタ等にも適用できる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to an industrial coating apparatus configured to perform inkjet coating with a stationary coating head while conveying an object to be coated, but a coating apparatus configured to move the coating head with respect to a stationary object It can also be applied to. That is, it is only necessary that the
図1は、本発明の方法を実施するためのインクジェット塗装装置の基本原理を示した模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic principle of an inkjet coating apparatus for carrying out the method of the present invention.
この塗装装置1は、例えば板材等の被塗装物20を所定の軌道に従って搬送する搬送手段11と、塗料等の液滴を噴射して塗装を行う第1、第2の塗装ヘッド12、13と、塗装ヘッド12によって塗装された塗装面を撮影するための撮影手段14と、塗装ヘッド12、13を制御する制御手段17とを備えている。制御手段17には、被塗装物20の通過を検知する検知手段16が接続されている。なお、塗装ヘッド12、13、および撮影手段14は、搬送手段11の上方を横断するように設けられた支持手段15によって搬送手段11の上方で下向きに下垂支持されている。
The
搬送手段11は、例えばベルトコンベヤ等で構成され、図示しない電動モータ等によって定速度で駆動される。
The
塗装ヘッド12は、被塗装物20に施すべき塗装の幅よりも幅広なライン型のものである。塗装ヘッド12の下面側には、塗料をインクジェット方式で噴射する複数の噴射ノズルが長手方向に配列されており、搬送手段11によって搬送され、塗装ヘッド12の下方を通過する被塗装物20に向かって塗料を噴射することで塗装面を形成することができる。噴射ノズル12a〜12dは、例えば、それぞれY、M、C、Kの色に対応したノズルであるが、実際には4本のみではなく非常に多数のノズルが設けられている。なお、塗装ヘッド12は、単色塗装、フルカラー塗装のいずれに対応したものでもよい。また、塗装ヘッド13も、同様の噴射ノズル13a〜13dを有する。
The
撮影手段14は、塗装ヘッド12の噴射ノズル12a〜12dにそれぞれ対応した複数の撮像素子を長手方向に配列させたライン型の光学ユニットで構成されており、塗装ヘッド12に対して、所定の距離を隔てて被塗装物20の移動方向の下流側にある。このように配置することにより、塗装ヘッド12によって塗装された直後の塗装面を逐次撮影することが可能になる。
The imaging means 14 is composed of a line-type optical unit in which a plurality of imaging elements respectively corresponding to the
制御手段17は、被塗装物20に施すべき塗装パターンをデータ化した塗装用データを保持しており、この塗装用データを、塗装ヘッド12、13に予め割り振る。そして、被塗装物20の通過タイミングを検知手段16によって取得し、第1の塗装ヘッドと第2の塗装ヘッドとに予め振り分けられた塗装用データに従って、塗装ヘッド12、13を同時に作動させることによって、塗装ヘッド12、13の直下を通過しつつある被塗装物20を塗装する。ここに、塗装ヘッド12、13に、被塗装物20の互いに重複しない部分、例えば、奇数ラインと、偶数ラインとを分担させれば、奇数ラインと偶数ラインとが同時に塗装されるので、被塗装物20の搬送速度を上げることができる。
The control means 17 holds coating data obtained by converting a coating pattern to be applied to the
また、これと平行して、塗装ヘッド12によって塗装された直後の塗装面を撮影手段14によって逐次撮影し、その撮影した塗装面の画像と、塗装用データとを比較して、塗装面に不良箇所があれば、その不良箇所を補修するための補修用データを生成し、更に、その補修用データに従って塗装ヘッド13を作動させて、その不良箇所を補修する補修処理も実行する。この場合、塗装ヘッド13は、本来塗装すべき偶数ラインと、補修が必要な奇数ラインとの両方に対して作動する必要があるため、被塗装部20の搬送速度を下げることが望ましい。被塗装物20の移動速度を下げることによって、不良箇所を補修するための時間が確保されるので、塗装ヘッド13を高速作動させる必要がなく制御が簡単になる。
In parallel with this, the painted surface immediately after being painted by the
塗装面の不良は、例えば、塗装ヘッド12に設けられている噴射ノズルが、埃等の異物の侵入により詰まる、あるいは塗料切れ等が原因になって発生する。例えば、単色塗装で特定の噴射ノズルが詰まれば、ライン抜け不良が発生し、またカラー塗装で特定の色塗料が切れると、その色塗料の塗装部分では正しい色が再現されない色不良が発生する。
The defect of the paint surface occurs, for example, because the spray nozzle provided in the
制御手段17は、塗装ヘッド12によって塗装された塗装面を撮影した画像と、塗装用データとを比較する画像処理によって、そのような不良箇所の種別や座標等を特定し、補修用データを生成する。この補修用データは、例えば、上記のようなライン抜けの不良を特定した場合には、そのライン抜けの箇所のみを塗装するための塗装パターンとなる。また、上記のような色不良を特定した場合には、塗装面の不良箇所の色から塗装されてない塗料を判断して、その塗料のみを不良箇所に塗装するための塗装パターンとなる。
The control means 17 identifies the type and coordinates of such a defective portion and generates repair data by image processing for comparing the image obtained by photographing the painted surface painted by the
なお、静止した被塗装物20に対して塗装ヘッド12、13を移動させる構成では、撮影手段17および塗装ヘッド13は、その移動方向の下流側で塗装ヘッド12を追随して移動することになる。
In the configuration in which the coating heads 12 and 13 are moved relative to the
図2は、本発明の方法の基本処理を説明するフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the basic processing of the method of the present invention.
この基本処理では、制御手段17は、被塗装物20が搬送されてくるまで待機している(ステップ101)。そして、検知手段16によって被塗装物20の先端を検知すると、所定時間経過後に、以下の処理を開始する。
In this basic process, the control means 17 stands by until the
すなわち、塗装ヘッド12、13に予め振り分けられた塗装用データに従って、塗装ヘッド12、13を同時に作動させて、被塗装物20の塗装ヘッド12の直下を通過している部分、および、塗装ヘッド13の直下を通過している部分とを塗装し、その直後、
塗装ヘッド12によって塗装された直後の塗装面が撮影手段17の直下にきた時点で、その塗装面を撮影する(ステップ102、103)。
That is, the coating heads 12 and 13 are simultaneously operated according to the coating data allocated to the coating heads 12 and 13 in advance, and the portion of the
When the painted surface immediately after painting by the
次いで、撮影した塗装面の画像と塗装ヘッド12に割り振った塗装用データとを比較して、塗装面に不良箇所があれば、その不良箇所を補修するための補修用データを生成する(ステップ104)。
Next, the photographed image of the painted surface is compared with the painting data assigned to the
そして、その不良箇所を含んだ塗装の部分が塗装ヘッド13の直下を通過しているときに、その補修用データに従って塗装ヘッド13を作動させて、不良箇所を補修する(ステップ106)。このあと、塗装全体が完了した否かを判断し、完了していなければ、上記処理を繰り返す一方、完了していれば処理を終了する(ステップ107)。
Then, when the painted portion including the defective portion passes directly under the
上記のような構成とすれば、被塗装物20を塗装している最中に、塗装ヘッド12でノズルの詰まりや、塗料切れ等が起きても、塗装不良を生じさせない効果がある。また、塗装をしながら、作業者が塗装ヘッド12をメンテナンスすることも可能となる。
With the configuration as described above, there is an effect that even if the clogging of the nozzle or the paint out occurs in the
図3は、本発明の方法を実施するためのインクジェット塗装装置の変形例を示した模式図であり、図1と共通の構成要素には同一の参照符号を付けて説明は省略する。 FIG. 3 is a schematic view showing a modified example of the ink jet coating apparatus for carrying out the method of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and the description will be omitted.
この塗装装置1Aは、塗装ヘッド12、13として、走査型の塗装ヘッドを備えた点が、上記塗装装置1とは異なっている。すなわち、塗装ヘッド12、13は、支持手段15に沿って図中の矢印に移動する構成とされている。この移動はタイミングベルト等によって可能であり、制御手段17によって制御される。このような走査型の塗装ヘッドを用いると、噴射ノズルが少数で済み、またライン型の塗装ヘッドでは塗装が困難な幅広い塗装面にも対応できる。
This coating apparatus 1A is different from the
この構成では、搬送手段11は、塗装ヘッド12の幅をステップとして前進、停止を繰り返しながら被塗装物20を搬送する。そして、塗装ヘッド12による塗装は、搬送が停止している間に、塗装ヘッド12を支持手段15に沿って移動させながら塗料を噴射することによってなされる。また、撮影手段による塗装面の撮影も、搬送が停止している間に、撮影手段を支持手段15に沿って移動させながら、塗装ヘッド12によって塗装された直後の塗装面を走査撮影することによってなされる。塗装面の補修処理の仕組みは、上述した塗装装置1と同様である。
In this configuration, the conveying
図4は、本発明を実施するためのインクジェット塗装装置の他の変形例を示した模式図であり、図1と共通の構成要素には同一の参照符号を付けて説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic view showing another modified example of the ink jet coating apparatus for carrying out the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1 and the description will be omitted.
この塗装装置1Bは、塗装ヘッド12と撮影手段14とが一体として構成されている点に特徴がある。このような構成とすれば、塗装ヘッド12と撮影手段14との位置関係がより精密となるので、正確な補修用データを生成することができる。そのため、塗装ヘッド13による塗装面の補修がより見栄えよく仕上がる。
The
12 第1の塗装ヘッド
13 第2の塗装ヘッド
14 撮影手段
20 被塗装物
12
Claims (3)
第1の塗装ヘッドと第2の塗装ヘッドとに予め振り分けられた塗装用データに従って、前記第1、第2の塗装ヘッドを同時に作動させて前記被塗装物を塗装する工程と、
第1の塗装ヘッドによって塗装された直後の塗装面を撮影手段によって撮影する工程と、
前記撮影手段によって撮影した塗装面の画像と、前記第1の塗装ヘッドに予め割り振られた塗装用データとを比較して、前記塗装面に不良箇所があれば、該不良箇所を修復するための補修用データを生成する工程と、
前記補修用データに従って、第1の塗装ヘッドとは異なる第2の塗装ヘッドを更に作動させて、前記不良箇所を塗装する工程とで構成されたインクジェット塗装方法。 In the method of inkjet coating while moving the object to be coated relative to the coating head,
A step of coating the object to be coated by simultaneously operating the first and second coating heads according to the coating data distributed in advance between the first coating head and the second coating head;
Photographing the painted surface immediately after being painted by the first painting head by photographing means;
Comparing the image of the painted surface photographed by the photographing means with the coating data allocated in advance to the first painting head, and if there is a defective portion on the painted surface, for repairing the defective portion A process of generating repair data;
An ink jet coating method comprising a step of further operating a second coating head different from the first coating head in accordance with the repair data to paint the defective portion.
前記撮影手段が、前記第1の塗装ヘッドに対して、前記被塗装物の移動方向の下流側にあるインクジェット塗装方法。 In claim 1,
An inkjet coating method in which the photographing means is on the downstream side in the moving direction of the object to be coated with respect to the first coating head.
前記第2の塗装ヘッドによって前記不良箇所を修復する際には、前記被塗装物の移動速度を下げるインクジェット塗装方法。 In claim 1 or 2,
An inkjet coating method for reducing a moving speed of the object to be coated when the defective portion is repaired by the second coating head.
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