JP5552907B2 - 塗布装置 - Google Patents
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Description
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
ギアポンプは微量の流体を長時間安定して供給できるという性質を有しているので、ギアポンプを用いると微量の塗布剤をノズルに長時間安定して供給できる。
この発明によると、ポンプの送出量を変更することができる。
この発明によると、何らかの原因で流出量が変化しても、ポンプをフィードバック制御することによって流出量を所定の範囲内に収めることができる。
流出量が変化するとそれに比例してノズルに流れる電流の大きさも変化するので、ノズルに流れる電流の大きさ(電流値)は、流出量に相関する情報であるといえる。
この発明によると、塗布剤の物性に応じて送出量を変更することができる。
この発明によると、塗布対象物に塗布剤を塗布しないときは第2の流路に切り替えてタンク内の塗布剤をポンプによって循環させることにより、塗布剤の成分の沈殿を低減できる。
この発明によると、第1の流路に切り替えているときに必要な量の塗布剤がノズルに供給されなかったり、あるいは第2の流路に切り替えているときに塗布剤が無駄に多く循環したりすることを低減できる。
本発明の実施形態1を図1ないし図6によって説明する。
(1)塗布装置の構成
本実施形態では円筒状のワーク40(図3参照、塗布対象物の一例)の外周面に静電誘引式によって塗料(塗布剤の一例)を塗布する塗布装置を例に説明する。
図1、図2及び図3は、本発明の実施形態1に係る塗布装置1の構成を示す模式図である。塗布装置1は、図1に示す塗布部10と、図2に示す塗料供給部20と、図3に示す制御部30とを備えて構成されている。
図1に示すように、塗布部10は、主走査装置11、副走査装置12、ノズル部13、対向電極支持部材14、及び、対向電極15を備えて構成されている。なお、図1では制御部30の電圧発生回路34も併せて示している。
ノズル部13は、本体部13aと、ノズル13bとを備えて構成されている。ノズル13bは導電性を有する素材で細い筒状に形成されており、先端側の端面がノズル13bの中心軸線に対して傾斜している。ノズル13bは、ノズル13bの中心軸線とステッピングモータ12aの回転軸線とが同一の水平面上で垂直に交差する姿勢で配置されている。
図2に示すように、塗料供給部20は、塗料タンク21、ギアポンプ22、塗料タンク21に収容されている塗料をギアポンプ22に供給する流路を形成する流路部材23、ギアポンプ22から送り出された塗料をノズル部13に導入する第1の流路24aを形成する第1の流路部材24、第1の流路24aの途中で分岐し、ギアポンプ22から送り出された塗料を塗料タンク21に戻す第2の流路25aを形成する第2の流路部材25、第1の流路24aを開閉する常閉式の第1の電磁弁26、第2の流路25aを開閉する常閉式の第2の電磁弁27を備えて構成されている。
図3は、制御部30の電気的構成を示すブロック図である。制御部30は、主制御回路31、データ入力部32、ポンプ制御回路33、電圧発生回路34、走査制御回路35、経路制御回路36などを備えて構成されている。
ノズル13bと対向電極15との間に電圧を印加して電位差を生じさせると、ノズル13bの先端に形成されるメニスカスに表面張力を上回る静電誘引力が作用し、その静電誘引力によって塗料がノズル13bから誘引される。誘引された塗料は曳糸状に飛翔し、やがて分裂霧化する。分裂霧化した塗料は次第に散乱してワーク40に到達する。
より具体的には、走査制御回路35には主制御回路31からスライダ11bの移動速度、及び副走査装置12の回転速度を指示する制御信号が出力され、走査制御回路35は指示された移動速度でスライダ11bを移動させるとともに、指示された回転速度で副走査装置12を回転させる。
また、走査制御回路35には主制御回路31からノズル13bの移動範囲を指示する制御信号が出力され、走査制御回路35はその制御信号に基づいてスライダ11bの移動範囲を決定する。
制御電源部51は、外部から供給される交流電圧を、主制御回路31から出力される制御信号に応じた交流電圧に変換して高周波発振部52に出力する回路である。
高周波発振部52は、制御電源部51から出力される交流電圧をより高周波の交流電圧に変換する回路である。
トランス53は、高周波発振部52から出力される交流電圧を降圧する回路である。
高電圧発生器62は、トランス61で昇圧されて図示しない整流回路によって直流に変換された電圧をマイナスの直流高電圧に変換してノズル13bに印加する回路である。直流高電圧の印加によってノズル13bに流れる電流は、ワーク40、及び接地物体を経由して高圧側電流検出回路54に入力される。
また、高圧側電流検出回路54に入力された電流は、送電ケーブルを経由して静電発生器60の高電圧発生器62のプラス端子に戻される。
高圧側電流制限回路56は、高圧側電流検出回路54によって検出された電流値が第1の設定値を超えた場合に、制御電源部51の作動を停止させる回路である。高圧側電流制限回路56は高圧側過電流遮断判定回路55に異常が発生して高周波発振部52の作動が停止しなかった場合のために設けられている。
図6は、主制御回路31による制御の流れを示すフローチャートである。本処理は作業者がデータ入力部32で各種のデータを入力して作業の開始を指示すると開始される。
S102では、主制御回路31は経路制御回路36を制御して塗料の経路の状態を循環状態に切り替える。
なお、メタリック塗料やパール塗料などのように成分が沈殿し易い塗料の場合は、成分が沈殿し難い他の塗料に比べてギアポンプ22の回転速度を速くしてもよい。
印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定するのは、同じ大きさの電圧を印加しても生じる静電誘引力が塗料の物性によって異なったり、あるいは生じさせるべき静電誘引力が塗料の物性によって異なったりするからである。印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定することにより、塗料ごとにその塗料の物性に適した静電誘引力を作用させることができる。
S107では、主制御回路31は電圧発生回路34を制御して、ノズル13bと対向電極15との間にS105で決定した大きさの電圧を印加させる。
ギアポンプ22の送出量を塗料の物性に応じて変更するのは、同じ送出量であっても粘性の低い塗料の場合はノズルから塗料が滴り落ちる所謂ぼた落ちが起きたり、逆に粘性の高い塗料の場合は液切れが起きたりすることがあるからである。塗料の物性に応じてギアポンプ22の送出量を変更することにより、ぼた落ちや液切れを低減できる。
具体的には例えば、主制御回路31はデータ入力部32によって入力された塗料の物性と塗布膜厚とに基づいてスライダ11bの移動速度と副走査装置12の回転速度とを決定し、決定した移動速度及び回転速度に応じた制御信号を走査制御回路35に出力する。
S113では、主制御回路31はポンプ制御回路33を制御して、ギアポンプ22に供給する電流の大きさを循環状態のときの大きさに戻す。
S115では、主制御回路31は電圧発生回路34を制御して電圧の印加を停止させる。
S116では、主制御回路31は作業者が塗布の開始を指示するか、または作業の終了を指示するまで待機する。作業者は他のワーク40への塗布を行う場合はワーク保持部12bに他のワーク40を保持させて塗布の開始を指示し、全てのワーク40の塗布が終了した場合は作業の終了を指示する。主制御回路31は作業者が指示を入力するとS117に進む。
S118では、主制御回路31は走査制御回路35を制御してノズル13bを原点位置に移動させる。
S119では、主制御回路31はポンプ制御回路33を制御してギアポンプ22の駆動を停止する。
以上説明した本発明の実施形態1に係る塗布装置1によると、塗料タンク21に収容されている塗料をギアポンプ22によってノズル13bに供給するので、塗料を長時間安定して供給できる。このため塗布装置1によると、塗料タンク21に収容されている塗料を自重によってノズル13bに供給する場合に比べ、ワーク40に塗布される塗布膜厚が安定し易い。その結果、塗布膜厚の不良によって廃棄されるワーク40の数を低減でき、歩留まりを向上できる。
これに対し、塗布装置1によると、塗料の物性に応じてギアポンプ22の送出量を変更することによってぼた落ちや液切れを低減できるので、塗料の物性に応じて塗料タンク21の形状を変更しなくてよい。
次に、本発明の実施形態2を図7ないし図8によって説明する。
実施形態2では、ノズル13bから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報を検出し、検出した情報に基づいて、流出量が所定の範囲内に収まるようにギアポンプ22をフィードバック制御する。
主制御回路31は、検出した電流値が所定の上限値を超えている場合は実際の流出量が本来の流出量より多いと判断してS202に進み、所定の上限値以下である場合はS203に進む。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、ポンプはギアポンプに限られるものではなく、チューピングポンプやプランジャーポンプを用いてもよい。
Claims (8)
- 塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルから所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有する、塗布装置。 - 塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルから所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段と、
前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する、塗布装置。 - 導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルから所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有する、塗布装置。 - 導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルから所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段と、
前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する、塗布装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプはギアポンプである、塗布装置。 - 請求項1又は請求項3に記載の塗布装置であって、
前記情報は、前記ノズルに流れる電流の電流値である、塗布装置。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記ノズルに導入する第1の流路を形成する第1の流路部材と、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記タンクに戻す第2の流路を形成する第2の流路部材と、
前記第1の流路と前記第2の流路とを切り替える切替手段と、
を備える塗布装置。 - 請求項7に記載の塗布装置であって、
前記制御手段は、前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を、前記第1の流路に前記塗布剤を送り出すときと前記第2の流路に前記塗布剤を送り出すときとで変更するように前記ポンプを制御する、塗布装置。
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