JP6308789B2 - ノズル、塗布装置、及び流動物の塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、高粘度の流動物を塗布対象物に塗布する等の用途に好適に利用可能なノズル、当該ノズルを備えた塗布装置、及び流動物の塗布方法に関する。

従来、下記特許文献１や特許文献２に開示されているような塗布装置が、流動物を塗布対象物に対して塗布するために用いられている。下記特許文献１に開示されている塗布装置は、ノズルを用いて凹凸のある被塗物に流動物を塗布する際に、流動物がノズルに堆積することを目的としたものである。この塗布装置は、所定の搬送方向へ移動している塗布対象物に対してノズルを接触させることで流動物を塗布しつつ、加熱された加圧ガスを噴射することで塗布された流動物を塗布対象物へ押し付けることとしている。

また、特許文献２に開示されている塗布装置は、自動車鋼板等の塗布対象物に対する流動物（高粘度材料）の塗布量や塗布形状の均一化を図ることを目的としたものである。この塗布装置についても、上述した特許文献１に係る塗布装置と同様にノズル（塗布ガン）により塗布された流動物を気体噴射器具から噴射された気体により塗布対象物に定着させることとしている。

特開２００４−１４８１６７号公報 特再公表ＷＯ０７／０３２０６０号公報

ここで、塗布対象物に対して塗布する流動物が例えば自動車車体鋼板等を補強するための鋼板補強材のような高粘度液である場合には、液切れが非常に悪い。そのため、従来技術においては、塗布対象物に対して流動物を塗布した場合に、終端縁が不揃いになる等して十分な塗布品質が得られない懸念があった。また、終端部が不揃いになるような液切れ状態である場合には、流動物の塗布に用いるノズルの吐出口近傍に流動物が付着する等している可能性が高い。そのため、先に行った塗布作業において終端部が不揃いになる等している場合には、次に流動物を塗布する際の始点縁についても不揃いになってしまい、十分な塗布品質が得られないという懸念がある。

また、従来技術においては、流動物の液切れが悪いため、ノズルの先端部分と塗布対象物とのクリアランスを小さくする必要がある。しかしながら、液切れを向上させようとしてノズルと塗布対象物とのクリアランスを小さくすると、ノズルと塗布対象物とが緩衝してしまう可能性があるという問題がある。

そこで本発明は、高粘度の流動物を塗布する場合であっても、塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくしなくても十分な塗布品質が得られるノズル及び塗布装置と、流動物の塗布方法とを提供することを目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明のノズルは、塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、前記吐出口から吐出された流動物を切断する切断手段とを備えており、前記切断手段が、前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動可能とされたワイヤーによって流動物を切断可能なものであることを特徴とするものである。

本発明のノズルは、ワイヤーによって流動物を切断可能な切断手段が設けられており、このワイヤーを吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させることにより吐出口から吐出された流動物を切断することができる。これにより、塗布に用いる流動物が液切れが非常に悪い高粘度液等であったとしても、塗布用の流動物の吐出を終了する際に切断手段により流動物をきれいに切断することができる。従って、本発明のノズルによれば、塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくすることなく、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁や、次の塗布作業時における始点縁が不揃いになるといった塗布品質の低下を回避することができる。

ここで、上述した高粘度液を塗布用の流動物として用いた場合、塗布された流動物が塗布軌跡の中途や終端部分において浮き上がった状態になることで、塗布品質の低下が生じる可能性がある。従って、上述した本発明のノズルは、流動物を塗布対象物に確実に定着させることが可能な構成であることが望ましい。

かかる知見に基づけば、上述した本発明のノズルは、前記吐出手段から前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着手段を備えているものであることが好ましい。

本発明のノズルは、定着手段を用いることにより、吐出手段から塗布対象物に向けて吐出された流動物を塗布対象物に対して定着させることができる。そのため、高粘度液を塗布用の流動物として用いた場合であっても、塗布された流動物が塗布軌跡の中途や終端部分において浮き上がることを抑制し、塗布品質の向上を図ることが可能となる。

また、本発明のノズルは、塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、前記吐出手段によって前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着手段と、前記吐出口から吐出された流動物を切る切断手段とを備えたものである。

本発明のノズルは、流動物を切断可能な切断手段が設けられている。これにより、塗布に用いる流動物が液切れが非常に悪い高粘度液等であったとしても、塗布用の流動物の吐出を終了する際に切断手段により流動物をきれいに切断することができる。従って、本発明のノズルによれば、塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくすることなく、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁や、次の塗布作業時における始点縁が不揃いになるといった塗布品質の低下を回避することができる。

また、本発明のノズルは、定着手段を備えており、吐出された流動物を塗布対象物に対して定着させることができる。そのため、塗布された流動物が塗布軌跡の中途や終端部分において浮き上がることを抑制し、塗布品質の向上を図ることが可能となる。

上述した本発明のノズルは、前記切断手段が、前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動可能とされたワイヤーによって流動物を切断可能なものであることが望ましい。

かかる構成によれば、吐出口から吐出された流動物をシャープに切断することができる。これにより、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁が不揃いになることを抑制できる。また、吐出口に沿ってワイヤーを移動させることにより、吐出口近傍に流動物が残存することを抑制できる。これにより、次の塗布作業時における始点縁もシャープな形状とすることができる。

ここで、本発明者らは、流動物をワイヤーにより切断した場合において、帯状に塗布された流動物の終端縁、及び次の塗布作業時における始端縁をより一層シャープなものとるための方策を鋭意検討した。その結果、吐出口をなす開口領域の短手方向に横切るようにワイヤーを配置し、開口領域の長手方向一方側から他方側に移動させて切断することで、流動物の端部がより一層シャープなものとなり、塗布品質が向上することが判明した。

かかる知見に基づいて提供される本発明のノズルは、前記ワイヤーが、前記吐出口をなす開口領域の短手方向に亘って配置され、長手方向一方側から他方側に移動することにより流動物を切断可能とされたものである。

かかる構成によれば、塗布対象物に塗布された流動物の終端部、及び次の塗布作業で塗布される流動物の始端縁を一層シャープなものとし、塗布品質を向上させることができる。

本発明のノズルは、前記切断手段が、流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより流動物を切断するものであっても良い。

かかる構成とすることにより、塗布に用いる流動物が液切れが非常に悪い高粘度液等であったとしても、切断手段により流動物をきれいに切断できる。これにより、塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくすることなく、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁や、次の塗布作業時における始点縁が不揃いになる等の塗布品質の低下を回避することができる。

上述した本発明のノズルは、流動物を供給源側から前記吐出口に向けて通過させる通路が設けられており、前記通路において前記吐出口側の部位の流路断面積が、前記供給源側における流路断面積よりも小さいものであることが望ましい。

かかる構成によれば、上述したように塗布に用いる流動物が高粘度のものであったとしても、十分な吐出圧が得られる。

また、本発明の塗布装置は、上述した本発明のノズルと、前記ノズルに対して流動物を供給する流動物供給装置とを有し、流動物を前記ノズルの吐出手段から塗布対象物に向けて吐出させる吐出動作と、前記吐出動作の終了に際して、前記切断手段を構成するワイヤーを前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断する切断動作とを実行可能なものである。

本発明の塗布装置においては、切断手段を構成するワイヤーを吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させ、流動物を切断することができる。そのため、吐出動作の終了に際して切断動作を実行することで、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁や、次の塗布作業時における始点縁を整然としたものとし、塗布品質の向上を図ることができる。また、ノズルと塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくする必要がなく、ノズルと塗布対象物との緩衝等の問題も抑制できる。

上述した本発明の塗布装置は、前記吐出手段によって前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着動作を実行可能な定着手段を有し、前記吐出動作及び前記定着動作を実施することにより、流動物を前記塗布対象物に対して塗布可能なものであることが望ましい。

本発明の塗布装置においては、定着手段により定着動作を実施することにより、吐出手段から塗布対象物に向けて吐出された流動物を塗布対象物に対して定着させることができる。そのため、本発明の塗布装置によれば、高粘度液を塗布用の流動物として用いた場合であっても、塗布された流動物が塗布軌跡の中途や終端部分において浮き上がることを抑制し、塗布品質の向上を図ることが可能となる。

上述した本発明の塗布装置は、前記定着動作が、前記吐出動作の開始から終了まで継続されるものであることが好ましい。

かかる構成によれば、塗布対象物に対して塗布された流動物の終端部分だけでなく、塗布軌跡の中途においても流動物を塗布対象物に対してしっかりと定着させることが可能となる。これにより、塗布品質をより一層向上させることが可能となる。

ここで、本発明者らが鋭意検討したところ、吐出動作と共に定着動作を実行して流動物を塗布する場合には、塗布終了のために吐出動作を終了させる際に定着動作を継続したまま切断動作を行うと、切断部分がきれいなものとならない可能性があることを見いだした。これにより、切断動作を行う場合には、定着動作を停止した状態で切断動作を実施することが好ましいとの知見が得られた。

その一方で、塗布に用いる流動物が高粘度液である場合には、液切れが非常に悪い。そのため、定着動作を停止した状態で切断動作を行っただけでは、塗布軌跡の終端部分において吐出口から吐出されている流動物を切断した際に、終端部分がノズル側に浮き上がった状態になってしまう可能性がある。

かかる知見に基づけば、本発明の塗布装置は、前記吐出動作の終了に際して、前記定着動作を一旦停止させた状態で前記切断動作を実行し、前記切断動作の実行後に前記定着動作を再開して前記塗布対象物に吐出された流動物の終端部分を定着させるものであることが望ましい。

本発明の塗布装置では、吐出動作の終了に際して定着動作を一旦停止させることとしているため、流動物をきれいに切断することができる。また、切断動作の実行後に定着動作を再開し、塗布対象物に吐出された流動物の終端部分を塗布対象物に対して定着させることとしている。そのため、本発明の塗布装置によれば、塗布対象物に対して流動物の終端部の切断形状をきれいなものとしつつ、浮き上がり等なくしっかりと定着させることができる。

上述した本発明の塗布装置は、流動物供給装置が、一軸偏心ねじポンプにより流動物を圧送するものであることが望ましい。

本発明のように流動物供給装置に一軸偏心ねじポンプを用いることにより、流動物をノズルに対して脈動等することなく定圧かつ高精度に安定供給できる。従って、本発明の塗布装置によれば、塗布対象物に対する流動物の塗布品質をより一層向上させることができる。

本発明の流動物の塗布方法は、塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、前記吐出口から吐出された流動物を切断する切断手段とを備えたノズルの前記吐出手段から塗布対象物に向けて吐出させる吐出動作を実行することにより、流動物を塗布対象物に対して塗布する塗布工程と、前記塗布工程の終了に際して、前記切断手段を構成するワイヤーを前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断する切断工程とを含むものである。

本発明の流動物の塗布方法では、塗布工程において流動物を塗布対象物に塗布した後、切断工程において流動物を切断することができる。本発明の塗布方法に用いられる切断手段は、ワイヤーを吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断するものであるため、塗布に用いる流動物が高粘度液である場合であっても、きれいに切断することができる。従って、本発明の流動物の塗布方法によれば、塗布対象物に塗布される流動物の終端縁や、次の塗布作業時における始点縁を整然としたものとし、塗布品質の向上を図ることができる。また、本発明の塗布方法によれば、ノズルと塗布対象物とのクリアランスを極端に小さくする必要がなくなり、ノズルと塗布対象物との緩衝等の問題も抑制できる。

上述した本発明の流動物の塗布方法は、前記ノズルが、前記吐出手段によって前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着手段をさらに備えたものであり、前記塗布工程において、前記定着手段により圧縮気体を吹き付けて流動物を定着させる定着動作が前記吐出動作に加えて実施されるものであることが望ましい。

本発明の流動物の塗布方法のように吐出動作に加えて定着動作を実施することとすれば、塗布対象物に対して塗布された流動物の浮き上がりを防止し、より一層塗布品質を向上させることができる。

上述した本発明の流動物の塗布方法は、前記吐出動作及び前記定着動作を停止させることにより前記塗布工程を終了させた後に前記切断工程を実行し、前記切断工程の実行後、前記定着動作を再開することにより前記塗布対象物に吐出された流動物の終端部分を前記塗布対象物に定着させる終端定着工程が実施されるものであることが望ましい。

本発明の流動物の塗布方法では、吐出動作及び定着動作を停止させて塗布工程を終了させた後に切断工程を実行することとしている。すなわち、切断工程においては、定着動作が行われず気流が停止するため、流動物が気流に晒されることなくきれいに切断される。また、切断工程後に実施される終端定着工程においては定着動作が再開され、吐出された流動物の終端部分を塗布対象物に対して定着させることができる。そのため、本発明の流動物の塗布方法によれば、塗布対象物に対して流動物の終端部の切断形状をきれいなものとしつつ、塗布対象物の表面から浮き上がらないよう、しっかりと定着させることができる。

本発明によれば、高粘度の流動物を塗布する場合であっても、十分な塗布品質が得られるノズル及び塗布装置と、流動物の塗布方法とを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る塗布装置を示した正面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図１に示した塗布装置に用いられているノズルを示した斜視図である。 （ａ）は図２に示したノズルの右側面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は低面図である。 （ａ）は図３（ｂ）に示した断面図の要部拡大図であり、（ｂ）は図２（ｂ）の要部拡大図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図２に示したノズルを構成する第一構成体を示した斜視図である。 （ａ）は図５に示した第一構成体を示した平面図、（ｂ）は（ｃ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は左側面図、（ｄ）は右側面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図２に示したノズルを構成する第二構成体を示した斜視図である。 （ａ）は図７に示した第二構成体を示した左側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。 （ａ），（ｂ）はそれぞれ図２に示したノズルを構成する第三構成体を示した斜視図である。 （ａ）は図９に示した第三構成体の左側面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 図１に示した塗布装置に係る動作の一例を示したフローチャートである。 図１に示した塗布装置に係る動作の一例を示したタイミングチャートである。 （ａ）は変形例に係るノズルの要部拡大断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したノズルに接続される圧縮気体の供給系統の一例を示した流路構成図である。 （ａ）は図１に示した塗布装置により塗布対象物に対して流動物を塗布した状態を示した模式図であり、（ｂ）は図１に示した塗布装置を用いて流動物の塗布を行っている状態を示した要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態に係る塗布装置１０の構成について、ノズル３０の構成を中心としつつ詳細に説明する。また、塗布装置１０を用いて実施される流動物Ｐの塗布方法について説明する。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り上下左右の位置関係は図示状態を基準として説明する。

〔塗布装置１０の構成について〕
塗布装置１０は、図１４（ａ）に示すように、高粘度液を塗布対象物Ｗに対して帯状に塗布するために利用できる装置である。塗布装置１０において取り扱い可能な高粘度液の例としては、例えば鋼板補強材や、放熱ゲル、シリコーン材等の工業製品の製造過程において用いられる材料や、グミ、チューイングキャンディ、マヨネーズ、チーズ等の食品材料等、多岐に亘る。

図１に示すように、塗布装置１０は、流動物供給装置２０と、ノズル３０とを備えている。また、塗布装置１０は、流動物供給装置２０やノズル３０の動作を制御するための制御装置１５０を備えている。図１４（ａ），（ｂ）に示すように、塗布装置１０は、ノズル３０を多軸ロボット等のマニピュレータＭに取り付ける等してノズル３０を塗布対象物Ｗに対して相対的に所定の軌跡で作動させつつ、流動物供給装置２０によって供給された流動物Ｐをノズル３０から吐出させることにより、所望の塗布軌跡で塗布対象物Ｗに対して流動物Ｐを塗布することができる。

流動物供給装置２０は、ノズル３０に対して流動物Ｐを供給するためのポンプを備えている。流動物供給装置２０に用いられるポンプはいかなるものであっても良いが、本実施形態では、いわゆる一軸偏心ねじポンプが採用されている。具体的には、流動物供給装置２０を構成する一軸偏心ねじポンプは、動力を受けて偏心回転する雄ねじ型のロータ（図示せず）、及び内周面が雌ねじ型に形成されたステータ（図示せず）を備えた一軸偏心ねじポンプによって構成されている。流動物供給装置２０は、ノズル３０に対して接続されている。

ノズル３０は、流動物供給装置２０によって供給されてきた流動物Ｐを帯状に吐出し、塗布対象物Ｗに塗布するためのものである。図２〜図４に示すように、ノズル３０は、吐出手段１００、定着手段１１０、及び切断手段１２０を備えている。吐出手段１００は、塗布対象物Ｗに対して塗布するための流動物Ｐを帯状に吐出するためのものである。吐出手段１００から塗布対象物Ｗに向けて吐出された流動物Ｐに対して圧縮気体（本実施形態では圧縮エア）を吹き付けることで、流動物Ｐを塗布対象物Ｗに対して定着させるためのものである。また、切断手段１２０は、吐出手段１００により吐出された流動物Ｐを切断するためのものである。

上述したノズル３０を構成する各手段のうち、吐出手段１００及び定着手段１１０は、ノズル本体３１を構成する第一構成体３２、第二構成体３４、及び第三構成体３６の３つの構成体によって構成されている。具体的には、図３に示すように、吐出手段１００は、第一構成体３２及び第二構成体３４の組み合わせによって構成されている。また、定着手段１１０は、第二構成体３４及び第三構成体３６の組み合わせにより構成されている。また、切断手段１２０は、ノズル本体３１に対して駆動可能なように取り付けられている。

上述した第一構成体３２は、図５及び図６に示すように天面側に接続口３３を有する。接続口３３は、流動物供給装置２０を構成する一軸偏心ねじポンプを接続するためのものである。また、第一構成体３２の側面のうち、後に詳述する第二構成体３４と接合される面（以下、「接合面３２ａ」とも称す）には、凹部３５が設けられている。

凹部３６は、流動物供給装置２０によってノズル３０に供給された流動物Ｐを通過させるための流動物通路３８を構成するものである。凹部３６は、第一構成体３２内に形成された内部通路４０を介して接続口３３と連通している。凹部３６は、接合面３２ａを正面視した状態において略三角形状に形成された窪みであり、天面側から底面側に向かうにつれて末広がりになるように形成されている。

また、第一構成体３２の側面のうち、後に詳述する第三構成体３６が接合状態とされる面（以下、「接合面３２ｂ」とも称す）には、凹部４２と、気体導入口４４とが設けられている。凹部４２は、外部から導入された気体（本実施形態では空気）を通過させるための気体通路４５を構成するものである。また、気体導入口４４は、ノズル３０に気体を供給する気体供給装置（図示せず）に配管接続される部分である。気体導入口４４は、第一構成体３２内に形成された内部通路４４ａを介して凹部４２と連通している。そのため、気体導入口４４に気体を導入することにより、内部通路４４ａを介して気体通路４５に気体を供給することができる。

第一構成体３２においてノズル３０の底側となる部分（以下、「吐出部構成部４６ａ」とも称する）は、接合面３２ｂ側から接合面３２ａ側に向けて先細りとなるように形成されている。吐出部構成部４６ａは、後に詳述する第二構成体３４の吐出部構成部４６ｂとの組み合わせにより吐出部４６を構成する。

図７及び図８に示すように、第二構成体３４は、略平板状の構成体である。第二構成体３４は、第一構成体３２と接合される構成体である。第二構成体３４において、第一構成体３２の接合面３２ａと接合される側面（以下、「接合面３４ａ」とも称す）には、凹部４８を有する。

凹部４８は、上述した第一構成体３２側の凹部３６と同様に、正面視した状態において略三角形状に形成された窪みであり、天面側から底面側に向かうにつれて末広がりになるように形成されている。凹部４８は、第一構成体３２の凹部３６に対応する位置に設けられている。そのため、図３に示すように、第一構成体３２と第二構成体３４とを接合させると、凹部４８及び凹部３６が組み合わさり、流動物通路３８が形成される。第二構成体３４においてノズル３０の底側となる部分には、吐出部構成部４６ｂが設けられている。吐出部構成部４６ｂは、上述した第一構成体３２の吐出部構成部４６ａとの組み合わせにより吐出部４６を構成する部分である。

図３に示すように、吐出部４６には、ノズル３０の底側において開口した吐出口５０が形成されている。吐出口５０は、第一構成体３２及び第二構成体３４によって形成された流動物通路３８を介して供給された流動物Ｐを吐出するために設けられたスリット状の開口である。すなわち、吐出口５０は、図３（ｃ）に示す状態において上下方向（短手方向）の長さに対して、左右方向（長手方向）の長さ（幅）が大幅に大きいスリット状の開口領域を有する。

また、図３（ｂ）に示すように、流動物通路３８は、流動物Ｐの流れ方向上流側、すなわち接続口３３側における流路断面積に比べ、下流側、すなわち吐出部４６側における流路断面積が小さくなるように形成されている。具体的には、流動物通路３８は、吐出部４６近傍において流動物通路３８の流路断面積が大幅に縮小されている。

図３に示すように、第三構成体３６は、第一構成体３２との組み合わせにより上述した気体通路４５を形成するものである。図９及び図１０に示すように、第三構成体３６は、接合部５１と傾斜部５２とが連続的に形成された部材である。接合部５１は、第一構成体３２の接合面３２ｂに接合される略平板状の部分である。接合部５１には、略直方体状の突出部５４が設けられている。突出部５４は、第一構成体３２と第三構成体３６とを一体化した状態において第一構成体３２に形成された凹部４２に相当する位置に設けられている。

突出部５４は、凹部４２よりも小さく、凹部４２の内側にはまり込む大きさとされている。第三構成体３６を第一構成体３２と一体化すると、突出部５４が凹部４２に嵌め込まれた状態になり、これにより図３（ｂ）や図４（ａ）に示すような屈曲した断面形状の気体通路４５が形成される。

また、図９及び図１０に示すように、傾斜部５２は、上述した接合部５１に対して下方側に連続しており、第一構成体３２の吐出部構成部４６ａに沿うように傾斜した部分である。傾斜部５２においてノズル３０の組み立て状態で第一構成体３２側に向く面には、仕切５６が所定の間隔毎に多数、形成されている。また、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、仕切５６は、ノズル３０の組み立て状態において接合面３２ｂに当接するように突出している。また、隣接する仕切５６，５６間に形成された各空隙５８は、上述した気体通路４５に連通しており、空気用の吐出口（以下、「空気吹出口６０」とも称する）を形成している。そのため、気体通路４５を通過してきた空気は、仕切５６，５６間に形成された各空隙５８に分散され、各空気吹出口６０から吹き出される。

図３等に示すように、吐出手段１００は、上述したように第一構成体３２及び第二構成体３４によって形成されたものである。吐出手段１００は、ノズル本体３１の天面側に形成された接続口３３から流動物通路３８を経て底面側に形成された吐出部４６に至る部分によって構成されている。吐出手段１００は、吐出部４６に形成された吐出口５０において流動物Ｐを帯状に吐出させることができる。

また、定着手段１１０は、上述したように第一構成体３２及び第三構成体３６によって形成されたものである。定着手段１１０は、気体導入口４４に供給された圧縮気体（空気）を内部通路４４ａ及び気体通路４５を介して空気吹出口６０から吹き出し可能とされている。また、空気吹出口６０が形成されている第三構成体３６の傾斜部５２は、吐出部４６（吐出口５０）側に向けて傾斜している。そのため、定着手段１１０は、吐出手段１００の吐出口５０から吐出された流動物Ｐに向けて圧縮気体（空気）を吹き付けることができる。

切断手段１２０は、吐出口５０から吐出された流動物Ｐを切断するためのものである。切断手段１２０は、ノズル本体３１に対して取り付けられている。具体的には、切断手段１２０は、スライド構造体６２と、ワイヤー６４と、駆動機構６６とを有する。スライド構造体６２は、平面視が略「コ」字型の本体６８と、ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂとを有する。本体６８は、略平行に配された平行部６８ａ，６８ｂ、及び平行部６８ａ，６８ｂに対して交差（略直交）しており両者を繋ぐ交差部６８ｃとを有する。

スライド構造体６２は、平行部６８ａ，６８ｂがそれぞれ第二構成体３４及び第三構成体３６の外側面に沿って吐出口５０の長手方向にスライドするように動作可能とされている。また、平行部６８ａ，６８ｂには、ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂと、接続部７１とが一体的に形成されている。ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂは、それぞれ平行部６８ａ，６８ｂから吐出口５０側（下方側）に向けて延びるように形成されている。ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂは、ワイヤー６４をピンと張った状態（張力を掛けた状態）で保持できるものであることが望ましい。具体的には、ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂは、楽器の弦の保持構造の如く、ワイヤー６４の一端を固定し、他端側を巻き取ることによりワイヤー６４に張力を作用させることが可能なものとすることができる。また、ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂは、ワイヤー６４の一端を固定し、他端をバネ等によって引っ張る構成とすることにより、ワイヤー６４に張力を作用させることが可能なものとすることができる。また、交差部６８ｃにおいて平行部６８ｂ側の端部には、接続部７１が上方に向けて延びるように形成されている。接続部７１には、後に詳述する駆動機構６６のシリンダ軸７２が接続されている。

ワイヤー６４は、ピアノ線等によって構成された線材であり、ワイヤー保持部７０ａ，７０ｂによって保持されている。ワイヤー６４は、吐出口５０の直下において、吐出口５０をなす開口領域の短手方向に亘って弛みが生じないように保持されている。

駆動機構６６は、スライド構造体６２を吐出口５０の長手方向に向け、略水平にスライドさせるためのものである。駆動機構６６は、いかなる機構を採用したものであっても良いが、本実施形態ではエアシリンダ機構が採用されている。すなわち、駆動機構６６は、エアシリンダのシリンダ軸７２と、駆動源７４とを備えている。シリンダ軸７２は、スライド構造体６２の接続部７１に接続されている。そのため、駆動源７４を作動させてシリンダ軸７２を進退させることにより、スライド構造体６２のワイヤー保持部７０ａ，７０ｂに亘って取り付けられたワイヤー６４を、吐出口５０の下方において、吐出口５０の長手方向にスライドさせることができる。なお、本実施形態では、駆動機構６６としてエアシリンダ機構を備えたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ボールネジ機構等を採用したものであっても良い。

〔塗布装置１０を用いた流動物Ｐの塗布方法について〕
上述した塗布装置１０を用いた流動物Ｐの塗布作業は、図１１に示すフローチャート、及び図１２に示すタイミングチャートに則って実施される。これにより、図１４（ａ）に示すように、塗布対象物Ｗに対して流動物Ｐを帯状に塗布することができる。以下、図１１及び図１２を参照しつつ、本実施形態に係る流動物Ｐの塗布方法について詳細に説明する。

（ステップ１）
塗布装置１０により流動物Ｐの塗布作業を行う場合には、先ずステップ１において塗布開始要求が上位制御装置（図示せず）等から出力されているかを確認する。ここで、塗布開始要求が入力されている場合には、制御フローがステップ２に進められる。

（ステップ２）
ステップ１において入力された塗布開始要求に基づき、マニピュレータＭの制御用に設けられたコントローラＭＣは、ノズル３０と塗布対象物Ｗとを相対移動させ、塗布対象物Ｗ上の塗布開始位置に吐出口５０が臨むようにノズル１３０を到達させる。具体的には、ノズル１３０がマニピュレータに接続されている場合には、コントローラＭＣによりマニピュレータを作動させ、塗布開始位置までノズル３０を移動させる。その後、制御フローがステップ３に進められる。

（ステップ３）
ステップ３においては、流動物Ｐの塗布が開始される。すなわち、ステップ３においては、流動物Ｐを吐出させる吐出動作、流動物Ｐを定着させる定着動作、及びノズル３０を塗布対象物Ｗに対して相対移動させる相対移動動作が複合的に実施される。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、コントローラＭＣの制御によりノズル３０と塗布対象物Ｗとを所定の塗布軌跡に沿って相対移動させつつ、制御装置１５０の制御により吐出動作及び塗布動作が実施される。ここで、吐出動作は、ノズル３０に形成されている吐出手段１００から塗布対象物Ｗに向けて流動物Ｐを吐出させる動作である。具体的には、制御装置１５０により流動物供給装置２０の動作制御を行って吐出手段１００に流動物Ｐを供給させることで、吐出口５０から塗布対象物Ｗの表面に流動物Ｐを吐出させる。

また、定着動作は、吐出動作によって塗布対象物Ｗ上に吐出された流動物Ｐに対して定着手段１１０により圧縮気体を吹き付ける動作である。定着動作を実施することにより、塗布対象物Ｗに対して流動物Ｐを定着させる。このようにして、塗布対象物Ｗに対するノズル３０の相対移動、吐出動作、及び定着動作が開始されると、制御フローがステップ４に進められる。

（ステップ４）
ステップ４においては、制御装置１５０により、ノズル３０による流動物Ｐの塗布が塗布終了位置まで到達したか否かが確認される。ここで、ノズル３０が塗布終了位置に未到達である場合には、引き続き塗布対象物Ｗに対するノズル３０の相対移動、吐出動作、及び定着動作が継続される。一方、ノズル３０が塗布終了位置に到達している場合には、制御フローがステップ５に進められる。なお、流動物Ｐの塗布が塗布終了位置まで到達したか否かについては、コントローラＭＣにより把握されるマニピュレータの位置座標に基づいて認識することが可能であるが、別途設けたセンサ等によりノズル３０が所定位置に到達したことを検出する方法、ノズル３０の移動開始からの所要時間を検出する方法等を、ノズル３０が塗布終了位置に到達したこをを認識する方法として採用することも可能である。

（ステップ５）
ステップ５においては、流動物Ｐの塗布が停止される。すなわち、上述した相対移動、吐出動作、及び定着動作が停止される。これにより、ステップ３〜ステップ５に亘って実施された塗布工程が完了する。その後、制御フローは、ステップ６に進められる。

（ステップ６）
ステップ６においては、ステップ５において定着動作による圧縮気体（空気）の吹き付けを一旦停止させた状態で、切断動作が開始される。すなわち、切断手段１２０を構成するワイヤー６４を吐出口５０をなす開口領域の長手方向一方側から他方側に移動させることにより、流動物Ｐを切断する動作（切断動作）が開始される。その後、制御フローがステップ７に進められる。

（ステップ７）
ステップ７において、吐出口５０の長手方向一方側から他方側へのワイヤー６４の移動が完了した場合には、流動物Ｐの切断が完了したものとして、制御フローがステップ８に進められる。

（ステップ８）
ステップ８においては、上述した切断工程において切断された流動物Ｐの終端部分を塗布対象物Ｗに対して確実に定着させるべく、定着動作が再開される（終端定着工程）。すなわち、ステップ８においては、ノズル３０に接続された圧縮気体供給装置（図示せず）を作動させ、定着手段１１０により切断された流動物Ｐの終端部分に圧縮気体を吹き付ける。これにより、塗布対象物Ｗの終端部分についても中途部分と同様に、塗布対象物Ｗの表面に定着させることができる。その後、制御フローは、ステップ９に進められる。

（ステップ９）
ステップ８で定着動作が再開された後、ステップ９において一定時間が経過したことが確認されると、制御フローがステップ１０に進められる。

（ステップ１０）
ステップ１０においては、定着動作を終了させるべく、ノズル３０に接続された圧縮気体供給装置（図示せず）による圧縮気体の供給を停止させる。これにより、ステップ８〜ステップ１０に至る終端定着工程が完了し、一連の塗布作業が終了する。

上述したように、本実施形態の塗布装置１０において用いられているノズル３０は、ワイヤー６４を移動させることによって流動物Ｐを切断可能な切断手段１２０が設けられている。そのため、塗布に用いる流動物Ｐが液切れが非常に悪い高粘度液等であったとしても、塗布用の流動物Ｐの吐出を終了する際に切断手段１２０によって流動物Ｐをきれいに切断することができる。従って、塗布装置１０及びノズル３０によれば、塗布対象物Ｗに塗布される流動物Ｐの終端縁や、次の塗布作業時における始点縁が不揃いになるといった塗布品質の低下が生じにくい。また、塗布装置１０及びノズル３０によれば、ノズル３０と塗布対象物Ｗとのクリアランスを極端に小さくする必要がなく、ノズル３０と塗布対象物Ｗとの緩衝等の問題も抑制できる。

なお、本実施形態では、流動物Ｐの切断時に、ワイヤー６４を吐出口５０をなす開口領域の短手方向に亘って横切るように取り付け、長手方向一方側から他方側に移動させることとした例を示したが、本発明はこれに限定される訳ではない。すなわち、本実施形態で示したのとは逆に、ワイヤー６４を吐出口５０をなす開口領域の長手方向に亘って横切るように取り付け、短手方向一方側から他方側に移動させることで流動物Ｐを切断するようにしても良い。

また、本実施形態では、切断手段１２０の一例として、ワイヤー６４を用いて流動物Ｐを切断するものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、流動物Ｐが熱の作用により悪影響を受けないもの、すなわち熱により硬化や変質等しないものである場合には、定着手段１１０において吹き出させる圧縮気体の温度を変化させることができる構成とし、昇温させた圧縮気体を流動物Ｐに対して吹き付けることで流動物Ｐの切断を行いたい箇所の粘度を他の箇所に比べて低下させる。このようにすることで、流動物Ｐを切断したり、流動物Ｐの切断を促進することが可能となる。また、このような構成とした場合には、定着手段１１０を構成するものを切断手段１２０と共用することが可能となり、装置構成をさらにシンプルなものとすることができる。

また、上述した切断手段１２０は、ワイヤー６４を単にスライドさせることにより流動物Ｐを切断するものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、流動物Ｐが熱の作用により悪影響を受けないもの、すなわち熱により硬化や変質等しないものである場合には、ワイヤー６４を通電等により昇温させることが可能な構成とし、ワイヤー６４を昇温させた状態で流動物Ｐの切断を行うものとしても良い。かかる構成によれば、切断時に流動物Ｐにおいてワイヤー６４と接触する部分が局所的に加熱されて粘度が低下し、流動物Ｐの切断抵抗を低下させる等の効果が見込める。また、超音波振動機等によりワイヤー６４に対して振動を加えることが可能な構成としても良い。かかる構成によれば、切断時にワイヤーに振動を加えることで、流動物Ｐの切断を容易なものとし得る。

また、上述したワイヤー６４の線径や素材は、適宜のものとすることができる。すなわち、ワイヤーの線径や素材は、塗布に用いる流動物Ｐの種類や粘度等の特性、塗布対象物Ｗへの塗布厚、切断動作の実施時におけるワイヤー６４の移動速度等を考慮して最適なものとすることができる。さらに詳細には、ワイヤー６４の線径が細い方が、太い場合よりも流動物Ｐのキレが良い。また、ワイヤー６４の移動速度が速い方が、遅い場合よりも流動物Ｐのキレが良い。流動物Ｐのキレを良くするためには、ワイヤー６４と流動物Ｐとの摩擦抵抗が小さくなるようにすることが望ましい。具体的には、ワイヤー６４に表面処理を施したり、あるいは、コーティングを施したりすることで、ワイヤー６４と流動物Ｐとの摩擦抵抗を最小限に抑制することが好ましい。

また、切断手段１２０は、例えば圧縮気体により流動物Ｐを切断可能なものであっても良い。具体的には、例えば図１３（ａ）に示すように、ノズル３０に定着手段１１０用の気体通路４５に加えて、圧縮気体が通過する切断用気体通路４７を別途設けた構成とする。また、切断用気体流路４７の末端開口部分の開口幅（短手方向の長さ）を、定着用に設けた気体通路４５の開口幅よりも狭くすることで、切断用として噴出する圧縮気体を定着用のものよりも強く吐出させることができる。このような構成とし、切断時に切断用気体通路４７から流動物Ｐに向けて圧縮気体を吹き付けるようにする。これにより、ワイヤー６４を用いることなく、流動物Ｐを切断可能とすることができる。

また、切断用気体通路４７により切断手段１２０を構成した場合には、定着手段１１０用として気体通路４５に圧縮気体を供給する気体供給源Ｇを共用することができる。具体的には、図１３（ｂ）に示すように、気体供給源Ｇに接続された流路Ｒを中途において気体通路４５に繋がる分岐流路Ｒ１と、切断用気体通路４７に繋がる分岐流路Ｒ２とに分岐させる。また、分岐流路Ｒ１，Ｒ２の分岐位置に切替バルブＶを設けることにより、気体供給源Ｇから供給された圧縮気体を分岐流路Ｒ１，Ｒ２のいずれか一方に選択的に供給できるようにする。

上述したような構成とした場合には、吐出動作を停止し流動物Ｐを切断する際に切替バルブＶの操作により分岐流路Ｒ２と気体供給源Ｇとを連通させ、切断用気体通路４７に圧縮気体を供給することで流動物Ｐを切断することができる。また、切断完了後に切替バルブＶを切り替え、分岐流路Ｒ１と気体供給源Ｇとを連通させ、気体通路４５に圧縮気体を供給することで、塗布された流動物Ｐの終端部分を定着させることができる。なお、図１３（ｂ）においては、単一の切替バルブＶで分岐流路Ｒ１，Ｒ２を切替可能とした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分岐流路Ｒ１，Ｒ２のそれぞれに弁を設け、各弁を開閉させることにより分岐流路Ｒ１，Ｒ２のいずれか一方に圧縮気体を選択的に供給できるようにしても良い。

また、塗布装置１０において用いられているノズル３０は、定着手段１１０を備えており、吐出手段１００から塗布対象物Ｗに向けて吐出された流動物Ｐに対して圧縮気体を吹き付けることにより流動物Ｐを塗布対象物Ｗに対して定着させることができる。そのため、高粘度液を塗布用の流動物Ｐとして用いた場合であっても、塗布された流動物Ｐが塗布軌跡の中途や終端部分において浮き上がることを抑制し、塗布品質の向上を図ることが可能となる。

また、本実施形態の塗布装置１０では、定着動作が、吐出動作の開始から終了まで継続的に実施される。そのため、塗布装置１０によれば、塗布対象物Ｗに対して塗布された流動物Ｐの終端部分だけでなく、塗布軌跡の中途においても流動物Ｐを塗布対象物Ｗに対してしっかりと定着させることが可能となる。これにより、塗布品質をより一層向上させることが可能となる。なお、本実施形態では、吐出動作の開始から終了まで継続的に定着動作を実施する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば必要に応じて断続的に実施する等であっても良い。

上述したように、本実施形態の塗布装置１０では、吐出動作の終了に際して定着動作を一旦停止させることとしているため、切断に際して流動物Ｐが気流に晒されることなく、きれいに切断される。また、塗布装置１０においては、切断動作の実行後に定着動作を再開することで、塗布対象物Ｗに吐出された流動物Ｐの終端部分を塗布対象物Ｗに対して定着させることとしている。そのため、本実施形態の塗布装置１０によれば、塗布対象物Ｗに対して流動物Ｐの終端部の切断形状をきれいなものとしつつ、浮き上がり等なくしっかりと定着させることができる。

なお、塗布装置１０においては、切断動作を実行する際に、定着動作を一旦停止させることとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。具体的には、切断動作の実行時に定着動作を停止しないこととする他、定着動作において吹き出される気流の強度を低下させることとしても良い。また、塗布装置１０においては、切断動作の実行後に定着動作を再開させ、終端部分において確実に流動物Ｐを定着させようとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、定着動作を再開させない構成としても良い。

上述したように、ノズル３０は、流動物Ｐを供給源側から吐出口５０に向けて通過させるための流動物通路３８において吐出口５０側の部位（吐出部４６近傍）の流路断面積が、流動物Ｐの供給源である流動物供給装置２０側（接続口３３側）における流路断面積よりも小さい。このような構成とすることにより、塗布に用いる流動物Ｐが高粘度のものであったとしても、十分な吐出圧が得られる。なお、本実施形態では、十分な吐出圧を得るために、流動物通路３８の流路断面積を吐出部４６近傍において縮減させる構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、流動物通路３８は、全体が略均一の流路断面積のものであっても良い。

上述したように、本実施形態の塗布装置１０は、流動物供給装置２０が、一軸偏心ねじポンプにより流動物Ｐを圧送するものとされている。そのため、塗布装置１０においては、流動物Ｐをノズル３０に対して脈動等することなく定圧かつ高精度に安定供給でき、塗布対象物Ｗに対する流動物Ｐの塗布品質をより一層向上させることができる。

本発明は上述した実施形態において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。

本発明は、流動物を帯状に塗布するために利用可能であり、特に塗布する流動物が高粘度液である場合に好適に利用することができる。

１０ 塗布装置
２０ 流動物供給装置
３０ ノズル
３８ 流動物通路
５０ 吐出口
６４ ワイヤー
１００ 吐出手段
１１０ 定着手段
１２０ 切断手段

Claims (9)

1. 塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、
   前記吐出口から吐出された流動物を切断する切断手段とを備えており、
   前記切断手段が、前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動可能とされたワイヤーによって流動物を切断可能なものであり、
   前記ワイヤーが、前記吐出口をなす開口領域の短手方向に亘って配置され、長手方向一方側から他方側に移動することにより流動物を切断可能とされていることを特徴とするノズル。
2. 流動物を供給源側から前記吐出口に向けて通過させる通路が設けられており、
   前記通路において前記吐出口側の部位の流路断面積が、前記供給源側における流路断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のノズル。
3. 請求項１又は２に記載のノズルと、
   前記ノズルに対して流動物を供給する流動物供給装置とを有し、
   流動物を前記ノズルの吐出手段から塗布対象物に向けて吐出させる吐出動作と、
   前記吐出動作の終了に際して、前記切断手段を構成するワイヤーを前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断する切断動作とを実行可能であることを特徴とする塗布装置。
4. 塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、
   前記吐出口から吐出された流動物を切断する切断手段とを備えており、
   前記切断手段が、前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動可能とされたワイヤーによって流動物を切断可能なものであるノズルと、
   前記ノズルに対して流動物を供給する流動物供給装置とを有し、
   流動物を前記ノズルの吐出手段から塗布対象物に向けて吐出させる吐出動作と、
   前記吐出動作の終了に際して、前記切断手段を構成するワイヤーを前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断する切断動作とを実行可能であり、
   前記吐出手段によって前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着動作を実行可能な定着手段を有し、
   前記吐出動作及び前記定着動作を実施することにより、流動物を前記塗布対象物に対して塗布可能であり、
   前記吐出動作の終了に際して、前記定着動作を一旦停止させた状態で前記切断動作を実行し、
   前記切断動作の実行後に前記定着動作を再開して前記塗布対象物に吐出された流動物の終端部分を塗布対象物に対して定着させることを特徴とする塗布装置。
5. 前記定着動作が、前記吐出動作の開始から終了まで継続されることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。
6. 前記流動物供給装置が、一軸偏心ねじポンプにより流動物を圧送するものであることを特徴とする請求項４または５に記載の塗布装置。
7. 塗布対象物に対して流動物を帯状に吐出して塗布可能なように開口した幅広の吐出口を備えた吐出手段と、前記吐出口から吐出された流動物を切断する切断手段とを備えたノズルの前記吐出手段から塗布対象物に向けて吐出させる吐出動作を実行することにより、流動物を塗布対象物に対して塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程の終了に際して、前記切断手段を構成するワイヤーを前記吐出口をなす開口領域の一方側から他方側に移動させて流動物を切断する切断工程とを含み、
   前記ノズルが、前記吐出手段によって前記塗布対象物に向けて吐出された流動物に対して圧縮気体を吹き付けることにより前記流動物を前記塗布対象物に対して定着させる定着手段をさらに備えたものであり、
   前記塗布工程において、前記定着手段により圧縮気体を吹き付けて流動物を定着させる定着動作が前記吐出動作に加えて実施され、
   前記吐出動作及び前記定着動作を停止させることにより前記塗布工程を終了させた後に前記切断工程を実行し、
   前記切断工程の実行後、前記定着動作を再開することにより前記塗布対象物に吐出された流動物の終端部分を前記塗布対象物に定着させる終端定着工程が実施されることを特徴とする流動物の塗布方法。
8. 前記定着動作が、前記吐出動作の開始から終了まで継続されることを特徴とする請求項７に記載の流動物の塗布方法。
9. 前記流動物供給装置が、一軸偏心ねじポンプにより流動物を圧送するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の流動物の塗布方法。

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