JP7261288B2 - コーティング剤のコーティングパターンを塗布するための方法、コーティングを作成するための装置、及びコーティングパターン - Google Patents
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Description
d_p=d_xy+ddp
V_液滴~1/d_k
1 物体
2 表面
3 コーティング領域
4 全体のエッジ輪郭
5 コーティングヘッド
6 コーティング経路
6a 第1コーティング経路
6b 第2コーティング経路
7 印刷ノズルのトラック
8 コーティング点
9 コーティング経路のエッジ
10 重複領域
11 回転軸
12 発射時間
14 コーティングロボット
15 3D計測ユニット
16 DPシステム
17 リアルタイム工程制御装置
18 リアルタイムヘッド制御装置
20 個別構造
21 空間、間隙
HR(H1、H2、H4、H4) コーティング経路の主方向
AK 開始輪郭
EK 終了輪郭
SKA コーティング経路の側部エッジ
AP 開始コーティング点
EP 終了コーティング点
BS コーティングステップ
L レイヤー
A 区域
PM レイヤーのドットパターン
経路の添え字:i=1…m
経路上のトラックの添え字:j=1…b
コーティング点8の添え字:k=1…n
Δti,j,k=di,j,k/vi,j,k
(a)物体の表面2を記載した第1データセットと、コーティング領域3を記載した第2データセットとを基に、データ処理システムでプリントデータ生成を実行するステップであって、以下のサブステップを備える。図16も参照のこと。
―2つのデータセットを読み込み、幾何学的関係を確立するサブステップ。これらのデータセットは、表面2の幾何学的データに対するコーティング領域の幾何学的位置を記載する。
―コーティング経路Bi及びそれらのトラックsjを生成するサブステップであって、コーティングヘッド内の印刷ノズルの数及び距離と、コーティングヘッド5と表面2との間に維持されるべき距離DDとを考 慮しつつ、コーティング領域3がコーティング経路により少なくとも完全に網羅されるように行われるサブステップ。さらなる使用のために、全てのトラックsjについて、意図されるコーティングヘッド速度vj(ξ)及び曲率φj(ξ)が計算される。
―全てのトラック7の開始コーティング点APi及び終了コーティング点EPiを、トラック7に交わる輪郭4上に決定するサブステップ。
―必要に応じて、トラック7において開始コーティング点APと終了コーティング点EPとの間にさらなるコーティング点8を配し、且つ、トラック7上の隣接したコーティング点8同士の間のドットピッチを決定するサブステップ。ほとんどの事例におけるように、トラック7上のコーティング点が等距離のところに分布する場合、後続のステップにおいて、まず、全ての印刷経路iのトラック断片sjの経路長Ljが決定され、そして、印刷経路iの全てのトラックjについて、隣接したコーティング点8のドットピッチdjが計算される。ドットピッチは、液滴を送達するよう印刷ノズルを発射させるための制御時間に変換される。このために、このように計算された全てのトラックsjの速度vj(ξ)及び曲率φj(ξ)が使用される。
―目標コーティング厚が達成されるよう、必要に応じて、コーティング点8の液滴寸法を補正するサブステップ。
―コーティング点に特有のデータ要素を複数含むプリントデータセットを生成するサブステップであって、このデータ要素はそれぞれ、1つ又は複数のコーティング点8に関する、時間又は場所に関連する少なくとも1つの情報と、1つの量関連の情報とを含むサブステップ。
―距離DDを考慮しつつ、コーティングロボットを制御するための動作データを生成するサブステップ。
(b)プリントデータセットをリアルタイムコーティングヘッド制御装置に送信するステップ。
(c)動作データをコーティングロボット制御装置に送信するステップ。
(d)最終的に、プリントデータと動作データとに基づき、乾燥工程を含めコーティング工程を実施するステップ。
コーティング点に特有のデータ要素を複数含むプリントデータセットを生成するための且つコーティング工程の経路データ及び制御データを生成するためのデータ処理システム16であって、データ要素はそれぞれ、1つ又は複数のコーティング点8に関する、時間又は場所に関連する少なくとも1つの情報と、量に関連する1つの情報とを含むデータ処理システム16と、
リアルタイム工程制御装置17と、
物体1の表面2上で距離DDをおいたところでコーティングヘッドを移動させるコーティングロボット14と、
リアルタイムコーティングヘッドコントローラであって、トラック7の開始コーティング点AP及び終了コーティング点EPがトラック7に交わる輪郭4に適合するように、コーティングヘッドの少なくとも2つの印刷ノズルを非同期的に制御するように構成されるリアルタイムコーティングヘッドコントローラと、
不連続の量のコーティング剤を表面に接触させずに塗布するのに適した少なくとも一列の印刷ノズルを備えたコーティングヘッド5と
を備えることを特徴とする。
tL2-L1<toが成り立つ
ここで、toは、数秒又は数分のオーダーである。この要件は、さらなる処理戦略につながる。
この選択は、コーティングヘッド5を使用して4つのコーティングステップBS1、BS2、BS3、BS4によって連続処理をするという観点から行われる。これらのコーティングステップはコーティング経路6に対応し、線は印刷ノズルのトラック7に対応する。これらはn=2のレイヤーである。コーティングステップにおいて塗布される個別構造(線)は、レイヤーL1及びレイヤーL2から交互に生成される。
Claims (23)
- 少なくとも1つの列に配置される複数の印刷ノズルからコーティング剤を噴流又は液滴にして吐出するプリントヘッド(5)によって、物体(1)の平坦な又は湾曲した表面(2)にコーティング剤のコーティングパターン(3)を塗布するための方法であって、
―前記プリントヘッド(5)を、前記表面(2)上で且つある距離だけ離れたところで、コーティングロボットによって複数のコーティング経路(6)を移動させるステップであって、
前記複数のコーティング経路(6)は、前記複数の印刷ノズルに対応する複数のコーティング点(8)の複数のトラック(7)を含み、
前記移動は、開始輪郭AK又は終了輪郭EK又はその両方に対して斜めに行われ、
開始輪郭AKと終了輪郭EKは、コーティング領域のエッジを表し、
移動させるステップと、
―これによって、前記プリントヘッドの前記個々のノズルを制御するステップであって、
前記複数のトラック(7)の複数の開始コーティング点APが、前記開始輪郭(AK)に接線方向に接するか又は前記開始輪郭AKから一定の距離を有するように、又は、
前記複数のトラック(7)の複数の終了コーティング点EPが、前記終了輪郭(EK)に接線方向に接するか又は前記終了輪郭EKから一定の距離を有するように、
制御するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記複数のトラック(7)の前記複数の開始コーティング点APは、前記開始輪郭(AK)に接線方向に接するか又は前記開始輪郭AKから一定の距離を有しており、
さらに、前記複数のトラック(7)の前記複数の終了コーティング点EPは、前記終了輪郭(EK)に接線方向に接するか又は前記終了輪郭EKから一定の距離を有する
ことを特徴とする方法。 - 請求項2に記載の方法であって、
前記プリントヘッド(5)の前記個々のノズルの前記制御が実行され、
前記制御の前記実行は、
前記複数の開始コーティング点APと前記複数の終了コーティング点EPとの間の前記複数のトラック(7)は、さらなる複数のコーティング点(8)を有し、且つ
前記さらなる複数のコーティング点(8)は、等間隔に配置され、且つ
少なくとも2つのトラック(7)の隣接するコーティング点(8)同士の間の距離が同一にならない
ように前記実行が行われる
ことを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の方法であって、
前記複数の開始コーティング点APと前記複数の終了コーティング点EPとの間の前記複数のトラックのさらなる複数のコーティング点(8)の数は、
前記複数のトラック(7)の前記複数のコーティング点(8)間の距離が隣接するトラック同士の間の距離の大きさのオーダーであるように、少なくとも複数の区域内で、決定される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の方法であって、
前記各コーティング点(8)の少なくとも1つの選択部は、前記トラックに沿って、トラック方向の正の方向又は負の方向に、隣接する点に対する確率論的なずれ(Δd)を個々にさらに有する
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の方法であって、
少なくとも別のコーティング点(8)の液滴量は、前記コーティング剤のコーティング厚が平均して一定であるように調整される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コーティング経路(6)は、少なくとも複数区域内で、前記表面(2)に垂直な軸周りに曲率を有する
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~7のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コーティング経路(6)の幅は、少なくとも1つの区域において小さくなり、
前記コーティング点(8)の液滴量と、前記コーティング点(8)の互いからの距離との少なくともいずれかが、この領域に合わせて調整される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コーティング経路(6)は、前記コーティングパターン(3)の真っ直ぐな又は湾曲したエッジ(4)に対して接線方向内側に1回又は複数回実質的にずれており、
前記コーティング経路(6)は、側方において互いに隙間なく接している
ことを特徴とする方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
少なくとも前記コーティングパターン(3)の一部は、実質的に平行である真っ直ぐな又は湾曲したコーティング経路片(6)を有するコーティング経路(6)を含んでいる
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コーティングパターン(3)の個々の面素は、自由なドットパターンより構成され、
前記自由なドットパターンは、プリントヘッド(5)の単一の印刷ノズルにより生成される
ことを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
前記自由なドットパターンは、前記コーティングパターン(3)の前記コーティング点(8)の平均サイズと実質的に異なるサイズのコーティング点(8)を含む
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載の方法であって、
トラック(7)の前記開始コーティング点(AP)と終了コーティング点(EP)とが同一である
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~13のいずれか1項に記載の方法であって、
少なくとも軸(11)の周りの複数の区域内に回転対称に形状されている前記物体(1)の表面(2)上に位置する前記コーティングパターン(3)において、
主方向(HR)は、少なくとも複数の区域内で、回転方向において前記表面(2)に対して接線方向となっているように前記コーティング経路(6)が配置される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~14のいずれか1項に記載の方法であって、
少なくとも前記コーティングパターン(3)の複数の区域内で、印刷ドット(8)は、円形のトラック(7)上に存在し、
前記トラック(7)の回転軸(22)が前記プリントヘッド(5)の印刷ノズルの軸と一致する
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~15のいずれか1項に記載の方法であって、
2つのコーティング経路(6a)及び(6b)が重複し、
補助輪郭により定まる重複領域(10)が、前記第1コーティング経路(6a)と前記第2コーティング経路(6b)とに配分される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載の方法であって、
第1コーティング経路(6a)の少なくとも1つのトラック(7a)と、第2コーティング経路(6b)の1つのトラック(7b)は、重複領域(10)内で略合同であるように2つのコーティング経路(6a)及び(6b)が横方向で重複し、
前記トラック(7a)及び(7b)が共に連続的コーティングを形成するように、コーティング点(8)が前記トラック(7a)とトラック(7b)とに配分される
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~17のいずれか1項に記載の方法であって、
前記重複領域(10)内において、少なくとも1つの印刷点(8)は、隣接する印刷点よりも少なくとも20%小さい
ことを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法であって、
前記コーティング剤は、艶出しタイプであり、
前記コーティングパターン(3)は、図形要素を含む
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~19のいずれか1項に記載の方法であって、
前記コーティングパターン(3)は、さらなるコーティング剤の、少なくとも1つのさらなるコーティングを含む
ことを特徴とする方法。 - 請求項1~20のいずれか1項に記載の方法であって、
―前記物体の前記表面2を記載する第1データセットと、前記コーティング構造3を記載する第2データセットとを基に、データ処理システムでプリントデータ生成を実行するステップであって、
―前記データセットを読み込み、幾何学的関係を確立するサブステップと、
―複数のコーティング経路(Bi)及びそれらの複数のトラック(sj)を生成するサブステップであって、前記プリントヘッド(5)と前記表面(2)との間の距離DDを考慮しつつ、前記コーティング構造(3)がコーティング経路により少なくとも完全に網羅されるように行われるサブステップと、
―前記複数のトラック(7)の前記複数の開始コーティング点AP及び前記複数の終了コーティング点EPの少なくとも一方の位置を、前記トラック(7)にある角度で交わる輪郭(4)上に決定するサブステップであって、
前記コーティング点が前記輪郭(4)に接線方向に接するか、又は、前記コーティング点が前記輪郭(4)と前記トラック(7)との交点まで一定の距離を有するか、又は、その両方が成り立つように、決定するサブステップと、
―必要に応じて、前記複数のトラック(7)において前記複数の開始コーティング点APと前記複数の終了コーティング点EPとの間にさらなる複数のコーティング点(8)を配し、且つ、前記複数のトラック(7)上の隣接したコーティング点(8)同士の間のドットピッチを決定するサブステップと、
―目標コーティング厚が達成されるように、必要に応じて、前記コーティング点(8)の液滴寸法を補正するサブステップと、
―コーティング点に特有のデータ要素を複数含むプリントデータセットを生成するサブステップであって、前記データ要素はそれぞれ、1つ又は複数のコーティング点(8)に関する、時間又は場所に関連する少なくとも1つの情報と、量に関連する1つの情報とを含むサブステップと、
―前記距離DDを考慮しつつ、コーティングロボットを制御するための動作データを生成するサブステップと
を備えたステップと、
―前記プリントデータセットを前記リアルタイムプリントヘッド制御装置に送信するステップと、
―前記動作データを前記コーティングロボット制御装置に送信するステップと、
―前記プリントデータと前記動作データとに基づきコーティング工程を実行するステップとを含む
ことを特徴とする方法。 - 物体(1)の2次元又は3次元表面(2)上に、コーティングパターン(3)の形態でコーティングを作製するための装置であって、
前記コーティングは、コーティング剤の複数のコーティング点(8)より構成され、
前記複数のコーティング点(8)は、1つ又は複数のコーティング経路(6)、1つ又は複数のトラック(7)に沿って配置され、
前記装置は、
コーティング点に特有のデータ要素を複数含むプリントデータセットを生成するための且つコーティング工程の経路データ及び制御データを生成するためのデータ処理システム(16)であって、
前記データ要素はそれぞれ、前記トラック(7)それぞれの上の1つ又は複数のコーティング点(8)に関する、時間又は場所又はその両方に関連する少なくとも1つの情報と、量に関連する1つの情報とを含み、
前記時間又は場所又はその両方に関連する少なくとも1つの情報の前記生成は、前記複数のトラック(7)の複数の開始コーティング点AP及び複数の終了コーティング点EPの位置を、前記トラック(7)にある角度で交わる輪郭(4)上に決定することを含み、
前記決定は、前記コーティング点が前記輪郭(4)に接線方向に接するか、又は、前記コーティング点が前記輪郭(4)と前記トラック(7)との交点まで一定の距離を有するか、又は、その両方が成り立つように、行われるデータ処理システム(16)と、
リアルタイム工程制御装置(17)と、
前記物体(1)の前記表面(2)上で距離(DD)をおいたところでプリントヘッドを移動させるためのコーティングロボット(14)と、
前記プリントヘッドの少なくとも2つの印刷ノズルを非同期的に駆動するように構成されるリアルタイムプリントヘッドコントローラと、
不連続の量の前記コーティング剤を前記表面に接触させずに塗布するのに適した少なくとも一列の印刷ノズルを備えたプリントヘッド(5)と
を備えることを特徴とする装置。 - 物体(1)の平坦な又は湾曲した表面(2)上のコーティング剤のコーティングパターン(3)であって、
前記コーティングパターン(3)は、互いに対して斜めになるように又は湾曲するように又はその両方となるように方向付けられたエッジ輪郭(4)を有し、
前記コーティングパターン(3)は、複数のコーティング点(8)よりなり、
前記コーティングパターン(4)のエッジを描く前記複数のコーティング点(8)は、
前記コーティングパターン(4)の前記それぞれのエッジ輪郭(4)に接線方向に接するか、又は、
前記複数のコーティング点(8)が前記エッジ輪郭(4)まで一定の距離を有し且つ前記距離はコーティング点(8)同士の間の距離よりも実質的に小さい
ことを特徴とするコーティングパターン。
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