JP5185672B2 - インクジェット塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットノズルから塗料を吐出させ、被塗装物の塗装面を印刷して塗装するインクジェット塗装方法に関する。

建築用板材の塗装方法として、インクジェットノズルから塗料を吐出させて非接触で被塗装物の塗装面を印刷するインクジェット塗装方法が知られている。インクジェット塗装方法は、建築用板材の塗装面にも複雑な柄模様を塗装により形成することができ、意匠性の高い製品の生産に寄与するものである。

このようなインクジェット塗装方法には、単一のインクジェットノズルを使用する方式の他、被塗装物の搬送方向に対して直交する方向に複数のインクジェットノズルを被塗装物の上方に一列に並べて配置してインクジェットノズル列を形成し、このインクジェットノズル列の複数列を被塗装物の搬送方向に前後に配設して塗装する方式（特許文献１）などがある。後者の方式は、インクジェットノズルを被塗装物の塗装範囲内に並べることができ、インクジェットノズルを被塗装物の塗装範囲内で移動させるという前者の方式に比べ、塗装効率が高く、インクジェットノズルの配置位置が固定されるので、インクジェットノズルの駆動機構を必要とせず、設備が大掛かりなものとはならないなどの利点を有している。
特開２００３−２１１０４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された、複数列のインクジェットノズル列から塗料を吐出させて印刷し、塗装する上記インクジェット塗装方法には、改善すべき問題がある。

インクジェットノズル列を形成する各インクジェットノズルからの塗料の吐出方向が、まっすぐ下方ではなく、被塗装物の搬送方向に対して直交する方向に曲がり、塗料が被塗装物の塗装面に付着することがある。インクジェットノズル列の全てのインクジェットノズルでなく、その内のいくつかのインクジェットノズルにそのような塗料の吐出方向の曲がりが生じると、図２＜ａ＞に示したように、建築用板材などの被塗装物２１の塗装面２２に形成されるドットパターンＤ_１に反映し、被塗装物２１の搬送方向Ｘに直交する方向で隣接するドットｄ間でドットｄが重なり、ドットパターンＤ_１は設定した印刷パターンと異なってしまう。ドットｄが重なって印刷される範囲は、複数列配設されたインクジェットノズル列による塗装によって被塗装物２１の塗装面２２の広い範囲に及ぶことになり、その結果、印刷模様の画質レベルの低下を引き起こす。

また、インクジェットノズルには、使用により詰まりが発生することがある。詰まりが発生したインクジェットノズルからは塗料が吐出されにくくなり、やがて吐出されなくなる。このため、インクジェットノズルに詰まりが発生すると、図２＜ａ＞に示したように、被塗装物２１の塗装面２２にはドットｄが付着しない、いわゆるドット抜けという未印刷の部分となり、ドットパターンＤ_１が設定した印刷パターンと異なってしまう。複数列配設されたインクジェットノズル列では、たとえば前後２列のインクジェットノズル列において一方のインクジェットノズル列のあるインクジェットノズルに詰まりが発生しても、他方のインクジェットノズル列のインクジェットノズルによって印刷可能であり、ドット抜けは解消されるものと期待される。しかしながら、インクジェットノズル列を同じように使用している限り、インクジェットノズルに同様な詰まりが発生する確率は高く、被塗装物２１の塗装面２２に未印刷の部分が現れる可能性は十分考えられる。未印刷部分は、インクジェットノズルからの塗料の吐出方向の曲がりと同様に、印刷模様の画質レベルを低下させる。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、インクジェットノズルからの塗料の吐出方向の曲がりやインクジェットノズルの詰まりという吐出不良が発生しても、印刷模様の画質レベルの低下を抑制することのできるインクジェット塗装方法を提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の特徴を有している。

本発明は、第１には、被塗装物の上方に位置する複数のインクジェットノズルが被塗装物の搬送方向に対して直交する方向に一列に並んで形成するインクジェットノズル列が、被塗装物の搬送方向の前後に複数列配設され、前後２列のインクジェットノズル列において一方のインクジェットノズル列による塗装を間欠的に交互に行い、一方のインクジェットノズル列による塗装が休止しているときに他方のインクジェットノズル列による塗装を行い、一方のインクジェットノズル列によるドットの間に他方のインクジェットノズル列によるドットが介在するドットパターンを被塗装物の搬送方向に沿って被塗装物の塗装面に印刷することを特徴としている。

本発明は、第２には、上記第１の特徴において、前後２列のインクジェットノズル列における一方のインクジェットノズル列の動作パターンが一つまたは二つ以上あり、一つの動作パターンの場合、単一の動作パターンを周期的に繰り返して規則的なドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷し、二つ以上の動作パターンの場合、動作パターンの周期的な切り換えによって規則的なドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷し、または動作パターンを組み合わせ、規則性に欠けたドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷することを特徴としている。

本発明は、上記第１の特徴により、インクジェットノズルからの塗料の吐出方向の曲がりやインクジェットノズルの詰まりという吐出不良が発生しても、被塗装物の塗装面に現れるドットの重なりおよび抜けを部分的に解消するとともに補って目立たなくすることができ、印刷模様の画質レベルの低下を十分に抑えることができる。また、各インクジェットノズル列の塗装回数が低減し、インクジェットノズルに詰まりが発生しにくくなり、インクジェットノズルをクリーニングする頻度を低く抑えることができる。

本発明は、上記第２の特徴により、上記効果に加え、被塗装物の塗装面に印刷する印刷模様などに応じたインクジェット塗装が可能となり、インクジェット塗装の汎用性が向上する。

図１は、本発明のインクジェット塗装方法の一実施形態を模式的に示した概略図である。

複数のインクジェットノズル１が、外装材や内装材に用いられる建築用板材などの被塗装物２１の搬送方向Ｘに対して直交する方向に一列に並んで配設され、インクジェットノズル列１１を形成している。被塗装物２１は、搬送方向Ｘに長い長方形状の形状を有し、塗装面２２は、被塗装物２１の表面とされている。被塗装物２１の塗装範囲は被塗装物２１の左端から右端までの横幅とされ、このような被塗装物２１の塗装範囲に対応してインクジェットノズル列１１では、インクジェットノズル１が被塗装物２１の上方で横幅方向に一列に並んでいる。

また、インクジェットノズル列１１と同様な構成を有するインクジェットノズル列１２が、被塗装物２１の搬送方向Ｘの後方に配設されている。被塗装物２１の搬送方向Ｘに前後２列のインクジェットノズル列１１、１２が配設されている。

インクジェットノズル列１１、１２を形成する各インクジェットノズル１は、配管系３を介して塗料貯留部４に連通し、各インクジェットノズル１には、その内部に塗料貯留部４から塗料が供給される。また、インクジェットノズル列１１、１２のインクジェットノズル１の動作、すなわち、塗料の吐出および停止は、コンピュータを備えた制御部５によって制御されている。制御部５は、塗料貯留部４の動作も制御し、インクジェットノズル１への塗料の供給および停止が制御される。

被塗装物２１の塗装面２２である表面とインクジェットノズル１との間の距離は、被塗装物２１の材質、表面の性状、塗装する塗料の粘度などの物性、吐出圧などのファクターを考慮して最適化することができる。

インクジェットノズル列１１、１２のインクジェットノズル１から吐出される塗料は、被塗装物２１の塗装面２２である表面に付着し、制御部５にあらかじめ設定しておいた印刷パターンに対応する印刷模様が被塗装物２１の表面に印刷される。

インクジェットノズル列１１、１２による塗装は、被塗装物２１の搬送方向Ｘに関して前側に位置するインクジェットノズル列１１と後側に位置するインクジェットノズル列１２とで交互に行われる。インクジェットノズル列１１による被塗装物２１の横幅一列の塗装が行われた後、インクジェットノズル列１２による塗装が行われる。より具体的には、インクジェットノズル列１１の各インクジェットノズル１から塗料が吐出されているときは、インクジェットノズル列１２は塗装を休止し、インクジェットノズル列１１による塗装が終了し、インクジェットノズル列１１が塗装を休止すると、インクジェットノズル列１２の各インクジェットノズル１から塗料が吐出される。すなわち、インクジェットノズル列１１、１２による塗装は、いずれのインクジェットノズル列１１、１２においても間欠的であり、被塗装物２１がインクジェットノズル列１１、１２の下方を先端から後端まで通過する間に断続的に行われる。このため、塗装後に被塗装物２１の塗装面２２である表面に形成されるドットパターンＤ_２では、インクジェットノズル列１１のインクジェットノズル１からの塗料の吐出によって付着するドットｄ_１と、インクジェットノズル列１２のインクジェットノズル１からの塗料の吐出によって付着するドットｄ_２が、被塗装物２１の搬送方向Ｘに交互に配置された、ドットｄ_１の間にドットｄ_２が介在するものとなる。インクジェットノズル１に供給する塗料の色相または色調などがインクジェットノズル列１１、１２の間で同一であると、ドットパターンＤ_２は被塗装物２１の搬送方向Ｘに連続的なものとなる。塗料の色相または色調などが異なる場合には、濃淡などの表現が可能となる。

このように、被塗装物２１の搬送方向Ｘに関して前側に位置するインクジェットノズル列１１と後側に位置するインクジェットノズル列１２とで交互に塗装を行うと、図２＜ｂ＞に示したように、インクジェットノズル列１１のインクジェットノズル１のいずれかに塗料の吐出方向の曲がりが発生し、被塗装物２１の塗装面２２である表面に付着するドットｄ_１に、被塗装物２１の横幅方向で隣り合うもの同士が重なったとしても、ドットｄ_１の重なりは被塗装物２１の搬送方向Ｘに連続的に発生するのではなく、一つおきであり、ドットｄ_１の重なりが部分的に解消され、しかも被塗装物２１の搬送方向Ｘのドットｄ_１間にインクジェットノズル列１２のインクジェットノズル１から吐出される塗料が付着するドットｄ_２が介在するため、ドットｄ_１の重なりにともなう未印刷部分がドットｄ_２により補われ、印刷模様全体におけるドットｄ_１の重なりが目立たなくなる。

また、インクジェットノズル列１１のインクジェットノズル１のいずれかに詰まりが発生し、塗料が吐出されなくなっても、そのインクジェットノズル１からの塗料の吐出は間欠的であるので、被塗装物２１の塗装面２２である表面に形成されるドットパターンＤ_２では、ドットｄ_１が抜ける部分の一つおきにインクジェットノズル列１２のインクジェットノズル１から吐出される塗料の付着によってドットｄ_２が生じ、ドットｄ_１の抜けが部分的に解消され、ドットｄ_２により補われ、印刷模様全体におけるドットｄ_２の抜けが目立たなくなる。

したがって、インクジェットノズル１からの塗料の吐出方向の曲がりやインクジェットノズル１の詰まりという吐出不良が発生しても、図２＜ａ＞に示したドットパターンＤ_１とはならず、ドットパターンＤ_２は、図１に示した制御部５に設定した印刷パターンに近づき、印刷模様の画質レベルの低下は十分に抑えられる。

また、被塗装物２１の搬送方向Ｘに関して前側に位置するインクジェットノズル列１１と後側に位置するインクジェットノズル列１２とで交互に塗装を行うと、インクジェットノズル列１１、１２による塗装を連続的に行う場合に比べ、インクジェットノズル列１１、１２の塗装回数が低減し、インクジェットノズル１に詰まりが発生しにくくなる。したがって、インクジェットノズル１をクリーニングする頻度を低く抑えることができる。塗装設備の安定で連続的な運転が可能となり、インクジェット塗装の塗装効率が向上する。

なお、図１に示したように、被塗装物２１の搬送方向Ｘに関して前後２列にインクジェットノズル列１１、１２を配設する場合、インクジェットノズル列１１、１２による塗装は、上記の交互に行う以外にも、インクジェットノズル列１１によるドットｄ_１とインクジェットノズル列１２によるドットｄ_２が、被塗装物２１の搬送方向Ｘに被塗装物２１の先端から後端まで連続的とはならないようにインクジェットノズル列１１、１２による塗装を行えば、インクジェットノズル１に吐出不良が発生しても印刷模様の画質レベルの低下は十分に抑えられる。

たとえば、図３＜ａ＞に示したように、インクジェットノズル列１１による塗装を２回連続して行った後、１回休止させ、休止しているときに、インクジェットノズル列１２による塗装を行い、被塗装物２１の搬送方向Ｘにドットｄ_１が２個連続し、２個連続するドットｄ_１間にドットｄ_２が１個介在するドットパターンＤ_３や、図３＜ｂ＞に示したように、インクジェットノズル列１１による塗装を行った後、休止しているときに、インクジェットノズル列１２による塗装を２回連続して行い、被塗装物２１の搬送方向Ｘにドットｄ_１の間に２個連続するドットｄ_２が介在するようなドットパターンＤ_４などが塗装面２２に形成されるようにすることができる。

上記のインクジェットノズル列１１、１２による塗装は、図１に示した制御部５により制御することができる。

さらに、被塗装物２１の搬送方向Ｘに関して前後２列にインクジェットノズル列１１、１２を配設する場合、制御部５にインクジェットノズル列１１の動作パターンを一つまたは二つ以上設定することができる。設定する動作パターンが一つの場合には、単一の動作パターンを周期的に繰り返して上記の規則的なドットパターンＤ_２、Ｄ_３、Ｄ_４を被塗装物２１の塗装面２２に印刷することができる。設定する動作パターンが二つ以上の場合には、動作パターンの周期的な切り換えによってドットパターンＤ_２、Ｄ_３、Ｄ_４に類似した規則的なドットパターンを被塗装物２１の塗装面２２に印刷することができる。また、設定する動作パターンが二つ以上の場合には、動作パターンを組み合わせることによって、規則性に欠けたドットパターンを被塗装物２１の塗装面２２に印刷することができる。ここで規則性に欠けたドットパターンとは、動作パターンの切り換えは周期的に行われるものの、その周期が規則的なドットパターンを印刷するときよりも長く、一つの被塗装物２１の塗装面２２に印刷されるドットパターンに周期性が見られない、または規則的なドットパターンに比べ、規則的な変化の周期が長く、ランダム感が現出するドットパターンのことをいう。

このように、前後２列のインクジェットノズル列１１、１２では、一方による塗装を基準とし、基準とされた一方のインクジェットノズル列の動作パターンを一つまたは二つ以上とし、単一の動作パターンを周期的に繰り返し、または二以上の動作パターンを周期的に切り換えて規則的なドットパターンを被塗装物２１の塗装面２２に印刷するばかりでなく、二つ以上の動作パターンを組み合わせ、規則性に欠けたドットパターンを被塗装物２１の塗装面２２に印刷することによって、被塗装物２１の塗装面２２に印刷する印刷模様などに応じたインクジェット塗装が可能となり、インクジェット塗装の汎用性が向上する。

図１は、本発明のインクジェット塗装方法の一実施形態を模式的に示した概略図である。 ＜ａ＞は、従来のインクジェット塗装方法により被塗装物の塗装面に形成されるドットパターン、＜ｂ＞は、図１に示したインクジェット塗装方法により形成されるドットパターンである。 ＜ａ＞＜ｂ＞は、それぞれ、本発明のインクジェット塗装方法により被塗装物の塗装面に形成される他のドットパターンである。

符号の説明

１ インクジェットノズル
１１、１２ インクジェットノズル列
２１ 被塗装物
２２ 塗装面
Ｘ 搬送方向
ｄ_１、ｄ_２ ドット
Ｄ_２ ドットパターン

Claims (2)

1. 被塗装物の上方に位置する複数のインクジェットノズルが被塗装物の搬送方向に対して直交する方向に一列に並んで形成するインクジェットノズル列が、被塗装物の搬送方向の前後に複数列配設され、前後２列のインクジェットノズル列において一方のインクジェットノズル列による塗装を間欠的に交互に行い、一方のインクジェットノズル列による塗装が休止しているときに他方のインクジェットノズル列による塗装を行い、一方のインクジェットノズル列によるドットの間に他方のインクジェットノズル列によるドットが介在するドットパターンを被塗装物の搬送方向に沿って被塗装物の塗装面に印刷することを特徴とするインクジェット塗装方法。
2. 前後２列のインクジェットノズル列における一方のインクジェットノズル列の動作パターンが一つまたは二つ以上あり、一つの動作パターンの場合、単一の動作パターンを周期的に繰り返して規則的なドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷し、二つ以上の動作パターンの場合、動作パターンの周期的な切り換えによって規則的なドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷し、または動作パターンを組み合わせ、規則性に欠けたドットパターンを被塗装物の塗装面に印刷することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット塗装方法。

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