JPH05253523A - 塗料塗布装置および塗料塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被塗布物の表面が平坦でない場合でも，塗料
吐出ノズルの摺動が円滑に行なえ，塗布されたペースト
等の塗料の線幅や膜厚を均一にできる塗布装置および塗
布方法を提供することを目的とする。 【構成】 塗料Ｐを充填したシリンジ２１に吐出ノズル
２０を接続した塗料供給部Ｓと，この塗料供給部Ｓの下
方に設けられた被塗布物保持体Ｈと，上記塗料供給部Ｓ
をばね１４を介し吊上げた吊上具Ｔと，上記塗料供給部
Ｓに設けられ上記吐出ノズル２０の先端部を基準として
被塗布物Ｂの外形に沿いガイドされる案内体１７と，上
記塗料供給部Ｓと被塗布物保持体Ｈとを相対的に移動さ
せる手段とを備えた塗料塗布装置およびこの装置を用い
上記ばね１４の張力を一定に保持しながら上記塗料供給
部Ｓの吐出ノズル２０先端部を下方に設けた被塗布物保
持体Ｈに保持された被塗布物Ｂの外表面に接触させると
ともにこの被塗布物Ｂを案内体１７で押さえ，上記塗料
供給部Ｓまたは被塗布物保持体Ｈを相対的に移動させ
て，被塗布物Ｂの外表面に塗料を塗布するようにした塗
料塗布方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被塗布物たとえば蛍光ラ
ンプなどのガラスバルブ表面に始動補助用としての導電
体や予熱用のヒータとしてのペースト等の塗料を塗布す
る装置および塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば蛍光ランプのガラスバルブ外面
にはバルブ軸に沿い予熱用のヒータとしての銀ペースト
を線状に塗布することが行われている。このペーストの
塗布はガラスバルブの表面とペーストを吐出するノズル
の先端部との間隔を一定にとり，バルブまたはノズルを
移動させて線引きするのが一般的である。しかしこの場
合，塗布されたペーストの線幅や膜厚は，上記バルブと
ノズルとの間隔，ノズルの吐出部の内径，移動速度，ペ
ーストの吐出圧力，ペーストの粘度などの条件で決ま
る。

【０００３】しかし，上記バルブとノズルとの間隔を除
く他の条件のことは作業管理を行うことにより比較的容
易に解消できるが，バルブとノズルとの間隔の条件の解
消は簡単なようで，非常に難しいことである。これは，
直線状のガラスハルブでもあるが，ガラスバルブをＵや
Ｗ字形あるいは環状形等に屈曲や湾曲させる熱加工を行
なうものではバルブ外面が偏平になったり，その外径が
変わるなどして必ずしも外面は平坦でなく，塗布作業時
バルブとノズルとの間隔が一定でなくなるため，塗布さ
れたペーストの線幅や膜厚が変化してしまうという問題
があった。

【０００４】上記問題を解決する一手段として，先端が
被塗布物の表面を摺動するようにスプリングを有するノ
ズルが提案されているが，このものは摺動面やスプリン
グの周囲にペーストが固まって摺動困難になるため，高
い頻度での清掃が必要になる。また，シリンジ内に収容
したペーストの量が万杯のときと空に近いときとでは，
摺動面に加わる力が変化するため，塗布線幅や膜厚が変
わったり，ノズル先端の磨耗が大きかったり，塗布面に
傷を付ける等の問題があった。

【０００５】また他の手段としては，描画する被塗布物
の表面高さを予め測定しておき，間隔を一定に保っよう
被塗布物かノズルを上下させながら線引きを行う方法も
あるが，被塗布物毎に測定をし直すなど，設備が高価で
作業時間も多くかかるという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする問題点は描画する被塗布物の表面が平坦でない場
合や被塗布物の形状が不安定な場合，塗布されたペース
ト等の塗料の線幅や膜厚が安定せず所望の描画形状が得
られない，被塗布物の表面に傷が付く，ペーストが固ま
ってノズルの摺動が困難になる等のことがあり，この対
応には設備が高価となり作業時間も測定時間を要する等

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の塗料塗布装置は，塗料を収容したシリンジに吐出ノズ
ルを接続した塗料供給部と，この塗料供給部の下方に設
けられた被塗布物保持体と，上記塗料供給部をばねを介
し吊上げた吊上具と，上記塗料供給部と被塗布物保持体
とを相対的に移動させる手段とを具備したことを特徴と
している。

【０００８】本発明の請求項２に記載の塗料塗布装置
は，塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを接続した塗
料供給部と，この塗料供給部の下方に設けられた被塗布
物保持体と，上記塗料供給部をばねを介し吊上げた吊上
具と，上記塗料供給部に設けられ上記吐出ノズルの先端
部を基準として被塗布物の外形に沿いガイドされる案内
体と，上記塗料供給部と被塗布物保持体とを相対的に移
動させる手段とを具備したことを特徴としている。

【０００９】本発明の請求項３に記載の塗料塗布装置
は，上記吐出ノズルの先端部にはこのノズルの移動方向
に切欠部が形成されていることを特徴としている。

【００１０】本発明の請求項４に記載の塗料塗布方法
は，塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを接続した塗
料供給部をばねを介し吊上げ，この塗料供給部の吐出ノ
ズルの先端部を下方に設けた被塗布物保持体に保持され
た被塗布物の外表面に接触させ，この塗料供給部または
被塗布物保持体を相対的に移動させて，被塗布物の外表
面に塗料を塗布するようにしたことを特徴としている。

【００１１】本発明の請求項５に記載の塗料塗布方法
は，塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを接続した塗
料供給部をばねを介し吊上げ，この塗料供給部の吐出ノ
ズルの先端部を下方に設けた被塗布物保持体に保持され
た被塗布物の外表面に接触させ，この被塗布物を上記塗
料供給部に吐出ノズルの先端部を基準として設けた被塗
布物の外形に沿いガイドする案内体で押さえ，この塗料
供給部または被塗布物保持体を相対的に移動させて，被
塗布物の外表面に塗料を塗布するようにしたことを特徴
としている。

【００１２】

【作用】本発明ではシリンジに接続した吐出ノズルをば
ねを介し吊上げることにより，被塗布物の表面に凹凸が
あっても吐出ノズルが常に被塗布物の表面に略一定の力
で接触した状態であり，線幅や厚さが均一の線引きがで
きる。また，吐出ノズルまたは被塗布物を移動する際に
は吐出ノズルの先端を基準とした被塗布物の外形を検知
する案内体を設けたので，常時吐出ノズルは所定の被塗
布面を移動し所定の線引きを行わせることができる。

【００１３】

【実施例】以下，本発明の実施例を被塗布物としてＵ字
形に屈曲してなる蛍光ランプのガラスバルブに始動予熱
用ヒータ（抵抗）としての銀ペーストを塗布する装置お
よび塗布方法について適用した場合について説明する。
図１および図２において１は装置のベッド，２はベッド
１から起立した支柱，３はこの支柱２上に設けたＸ軸ス
ライド基盤（ロボット），４はこのＸ軸スライド基盤３
上に設けられこのＸ軸スライド基盤と直交するＹ方向に
移動可能なＹ軸スライド基盤（ロボット），５はこのＹ
軸スライド基盤４の側面に固着されたＬ字形のプレート
で，このプレート５には上下のＺ方向に移動可能なＺ軸
スライドガイド６およびエアシリンダ７が取着されてい
る。

【００１４】８はこのＺ軸スライドガイド６により上下
方向に移動可能なコ字形のブラケットで，下方には軸９
を介しコ字形の回転ヘッド１０が軸支されている。ま
た，３１はブラケット８上に取付けられたモータで変速
機３２を介して上記軸９と連結している。また，この回
転ヘッド１０には巻上げプーリ１１を連結した巻上げモ
ータ１２と，このプーリ１１に巻回されたワイヤ１３の
中間部にばね１４を介し吊上げられるとともにスライド
ガイド１５により上下方向に移動可能に装着されたＬ字
形のスライド板１６とが設けられ吊上具Ｔを構成してい
る。また，回転ヘッド１０の下方には一対のエアシリン
ダ１８，１８が取着され，このエアシリンダ１８，１８
の支持軸にはそれぞれランプのバルブＢを挾持案内する
ローラ１７，１７が設けられている。

【００１５】また，このスライド板１６にはブラケット
１９を介し塗料供給部Ｓである先端に吐出ノズル２０を
有し内部に銀ペーストＰを入れたシリンジ２１が取付け
られており，この吐出ノズル２０の先端は上記一対のロ
ーラ１７，１７の開閉中心に位置するよう調整されてい
る。なお，図中２２は上限センサ，２３は下限センサ，
２４はセンサトグ，２５は上記シリンジ２１内に圧力気
体を送るホースである。 また，ベッド１上にはレール
２６，２６が敷かれ，このレール２６，２６上にはクラ
ンプ３０を介し被塗布物であるバルブＢを挟持するばね
チヤック２７，２７および矢弦台２８からなるバルブ保
持具２９が４組設けられていて被塗装物保持体Ｈを構成
している。このバルブ保持具２９はクランプ３０上おい
て前後左右等に数ｍｍの範囲で自由に移動でき，また，
クランプ３０はレール２６に係止できるよう図示しない
手段で構成されている。

【００１６】また，図３に示すように上記ペーストＰ吐
出用のノズル２０の先端部には線引き方向の後ろ側に切
欠部２０Ａが形成してある。

【００１７】上記構成の塗布装置によるＵ字形蛍光ラン
プのガラスバルブＢ外面への銀ペーストＰの塗布はつぎ
のようにして行う。まず，ベッド１上のランプ保持具２
９，２９，…に設けた矢弦２８上の所定位置にＵ字形ラ
ンプのバルブＢを置きばねチヤック２７，２７でバルブ
Ｂを挟持させる。つぎに，エアシリンダ７を作動しＺ軸
スライドガイド６に沿ってブラケット８を下降させる。
そして，回転ヘッド１０の下方に取付けられたエアシリ
ンダ１８，１８を動作しローラ１７，１７の支持軸を互
いに内方に寄らせてローラ１７，１７間でバルブＢの外
径部を挾むようにする。このとき，シリンジ２１の吐出
ノズル２０の先端がバルブＢ端部近くの銀ペーストＰを
塗布する始点Ｓ（図４）面上の位置にあるよう合わせて
おく。

【００１８】そして，Ｕ字形に屈曲したガラスバルブＢ
の中心に沿うＵ字を描くよう予め動きを設定しておいた
記憶装置（図示しない。）からの信号によりＸ軸スライ
ド基盤３およびＹ軸スライド基盤４を移動させるととも
に同じく記憶装置（図示しない。）からの信号によりモ
ータ３１を制御し回転ヘッド１０をも指向させ，図示し
ないディスペンサからシリンジ２１内に所定圧力の気体
を送り銀ペーストＰを吐出ノズル２０先端から吐出させ
ヒータ用の抵抗線Ｒを引く。この吐出ノズル２０（上記
回転ヘッド１０）の縦横方向への移動は記憶装置からの
信号によるが，回転ヘッド１０の下方に設けた常に開閉
中心をノズル２０の先端に合わせた一対のローラ１７，
１７がバルブＢの外側に沿ってその形状を検知しガイド
しながら進むので，バルブＢの外径が部分的に変化して
もノズル２０の先端は常にバルブＢの中心に合ってい
る。また，個々のガラスバルブＢの外形はＵ字形に屈曲
する際の加熱により少々の違いを生じ必ずしも同じにな
らないが，レール２６上のランプ保持具２９，２９，…
を可動としたので少しの変形はバルブＢ側が動くことに
より吸収できる。また，吐出ノズル２０は先端の切欠部
２０Ａが常に移動方向の後ろにありペーストＰはこの切
欠部２０Ａから円滑に流れ出ていく。

【００１９】上記は，バルブＢの屈曲方向に対する吐出
ノズル２０の動きであるが，バルブＢ上面と吐出ノズル
２０先端との間隙への対応は図５に示すようにして行わ
れる。ペーストＰの吐出を一定に行い均一の線幅および
膜厚を得るにはバルブＢ外表面に吐出ノズル２０の先端
を僅かの接触圧で接触させながら移動していく必要があ
る。特にこの銀ペーストＰは比重が約２．５と大きく，
たとえば５０ｃｃのシリンジ２１内の銀ペーストＰが満
杯時と空の状態でのシリンジ２１の重さは１２５ｇの差
があるため，通常では接触圧が一定にはならない。この
重量差を吸収しないとノズル２０の磨耗が激しかった
り，バルブＢ外表面に傷をつける要因にもなる。

【００２０】そこで本発明では，図示のようにシリンジ
２１等の塗料供給部Ｓを含むスライド板１６をばね１４
で吊り上げ，その張力を制御することによって常に一定
の力で吐出ノズル２０がバルブＢ外表面に接触するよう
にした。この調整を図５を参照して説明すると，下限セ
ンサ２３は吐出ノズル２０の先端がこの位置より下方に
下がるとノズル２０の先端が被塗布物であるバルブＢに
強く当たったり不所望に押圧したりしてノズル２０また
はバルブＢを損傷するのを防ぐためのものであり，ま
た，上限センサ２２はシリンジ２１内の銀ペーストＰの
残量が少なくなってきたことを検知するためのものであ
る。

【００２１】シリンジ２１内に銀ペーストＰが満杯であ
るとスライド板１６は下方に下がるがセンサトグ２４が
Ｌ線上の下限センサ２３に検知される。この検知によ
り，巻上げモータ１２に信号が入り巻上げプーリ１１が
回りワイヤ１３により連結されたスライド板１６が吊り
上げられる。この巻上げはばね１４の張力がシリンジ２
１やスライド板１６等の総重量以上になるとスライド板
１６が上昇し，センサトグ２４が上限センサ２２に検知
された位置で停止させる。つぎに，巻上げプーリ１１を
逆転しスライド板１６のセンサトグ２４が目標位置であ
るＣ線上に位置するまで下降させる。

【００２２】この後，ランプ保持具２９，２９，…にラ
ンプのバルブＢをセットすると，バルブＢの外表面に当
接したシリンジ２１の吐出ノズル２０はばね１４の張力
に抗してセンサトグ２４がＵ線上の位置まで上がり塗布
を開始する。この場合凹凸のあるバルブＢの外表面にお
いてＵ線上の位置が最も高いと仮定すると，吐出ノズル
２０の先端がＵ線上の位置からＬ線上の位置の範囲であ
ればノズル２０はその凹凸（Ｔ）に追従していき，上述
したようにノズル２０の移動方向後方側の切欠部２０Ａ
からペーストＰが流れ出て均一な線引き（抵抗線Ｒ）が
行われる。この塗布作業はランプバルブＢを変える毎に
上記手段で繰返し行われシリンジ２１内の銀ペーストＰ
は徐々に減ってシリンジ２１側の重量が変わってくる
が，そのリミットは上限センサ２２によって検知され，
シリンジ２１側の設定位置Ｃ線より下げるか必要に応じ
ペーストＰの補充を行えば作業が続行される。

【００２３】さらに，上記ばね１４の作用について図６
を参照して説明する。図６において縦軸は力Ｆ，横軸は
ばねの伸びＸで，シリンジ２１内に銀ペーストＰが満杯
でノズル２０がバルブＢ外表面の凹凸に追従したときの
ばね１４の変化量を△Ｘ2 とし，空に近い状態でノズル
１４がバルブＢ外表面の凹凸に追従したときのばね１４
の変化量を△Ｘ1 とすると，ばねａにおいては△Ｘ2 に
相当する力Ｆの変化量は△Ｆａ2 になり，△Ｘ1 に相当
する力Ｆの変化量は△Ｆａ1 になる。このとき，ばね１
４の変化量△Ｘ2 ＝△Ｘ1 であれば力Ｆの変化量△Ｆａ
2 ＝△Ｆａ1 になる。したがって，ペーストＰが満杯の
ときも，空に近いときも同一の接触圧でノズル２０がバ
ルブＢ外表面に接触する。なお，力Ｆの変化量を小さく
するためにはばねｂのようにばね定数を小さくすればよ
いことが解る。（△Ｆａ1 が△Ｆｂ1 になり△Ｆａ2 が
△Ｆｂ2 になる。）上述したように，本発明によればＵ
字形等に屈曲したガラスバルブへの銀ペーストの塗布に
あたり，水平方向の変形については外形に沿い移動する
案内体で吐出ノズルをガイドし常にバルブの中心軸上に
吐出ノズルが存るようにし，また，縦方向の高低につい
ては吐出ノズルをばねにより順応させノズルのバルブの
外表面への接触圧を常に一定になるようにし，かつ，ノ
ズル先端部の移動方向の後方側には切欠部を形成したの
で，ペーストの流れ出が円滑になり一定の線幅，膜厚の
ヒータ線Ｒの塗布ができるようになった。

【００２４】なお，本発明は上記の実施例に限らず，本
発明の要旨を逸脱しない範囲で他に適用できることはい
うまでもなく，装置各部の具体的構成は種々変形可能で
ある。たとえば，塗料の比重が軽い材料ならばシリンジ
や吐出ノズルからなる塗料供給部を吊上げるワイヤの端
部を直接回転ヘッドに固定し，実施例のように巻上げモ
ータやプーリを設けなくてもよい。また，ばねはコイル
状に巻回したものに限らず他の形体のものでもよい。

【００２５】また，回転ヘッドはブラケットに軸支させ
モータを駆動源として指向方向に回転するようにした
が，モータを用いずに圧力シリンダ等により向きを変え
るようにしてもよく，曲率が大きく案内体が支障なく進
む場合には何等駆動源を設けることなくブラケットに対
し回転ヘッドが自由に回転できるようにしても差支えな
い。

【００２６】また，案内体は一対のローラで被塗布物を
挾むようにしたがローラに限らず被塗布物の外側を円滑
に摺動していく他の形体のものでもよく，被塗布物が幅
広などの場合は吐出ノズルのガイドが困難なので，記憶
装置（図示しない。）に予め記憶させておいた信号によ
りモータ等を制御し，回転ヘッドを所定方向に移動させ
吐出ノズルから非直線状の線引きを行うようにしてもよ
い。また，上記実施例では被塗布物側を固定し吐出ノズ
ル側を移動させたがこれに限らず，被塗布物をセットし
た保持具側をレール上で移動させたりあるいは両者を相
対的に移動させてもよく，少なくとも一方が移動できれ
ばよく，被塗布物の形状に応じ適宜選べばよい。また，
塗料供給部の構造はシリンジ部と吐出ノズル部とが一体
のものに限らず，この吐出ノズルの先端の切欠部もノズ
ル移動方向の前後に形成してもよく，塗料の押し出しも
スクリュー方式等でもさしつかえない。

【００２７】さらに，上記実施例ではＵ字形に屈曲した
蛍光ランプのバルブにヒータ（抵抗）を形成する銀ペー
ストを塗布する場合について述べたが，塗料としては銀
ペーストに限らずペイントなど油脂系や合成樹脂系等の
各種の材料からなる塗料であってもよく，さらに，蛍光
ランプに限らず他のランプやランプ以外のものへの適用
も可能である。

【００２８】さらにまた，被塗布装物の形状もＵ字形や
Ｗ字形等の屈曲や折曲したものに限らず，長方形等の幅
広のものに線を描く場合や表面が波状のもの等であって
もよく，被塗布物の形状から吐出ノズルを所定移動方向
に指向させる検知体も被塗布物の外形を挾むものに限ら
ない。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば，被
塗布物の塗布面が平坦の場合はもちろん，平坦でなく凹
凸等の高低があっても，シリンジ内の塗料の量が変化し
ても安定した接触圧で先端の一部を切欠した吐出ノズル
が被塗布物の塗布面に常に接触しているので，線幅やそ
の厚さにばらつきがでることがなく，均一な線引きがで
きる。

【００３０】また，載置された被塗布物の水平方向の変
形については被塗布物の外形に沿い移動するガイドで吐
出ノズルを案内し常にバルブの中心に吐出ノズルが存る
ようにしたので，被塗布物の外形が変形していても常に
被塗布物の中心に塗料を塗布できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置の実施例を示す側面図。

【図２】図１の正面図。

【図３】要部を示す拡大側面図。

【図４】被塗装物であるＵ字形蛍光ランプを示す上面
図。

【図５】本発明装置の要部を示す側面図。

【図６】本発明に使用するばねの特性を示す説明図。

【符号の説明】

Ｂ 被塗布物（ガラスバルブ） Ｈ 被塗布物保持体 Ｒ ヒータ線（抵抗線） Ｓ 塗料供給部 Ｔ 吊上具 ３ Ｘ軸スライド基盤 ４ Ｙ軸スライド基盤 ５ プレート ８ ブラケット ９ 軸 １０ 回転ヘッド １３ ワイヤ １４ ばね １６ スライド板 １７ 案内体（ローラ） １９ ブラケット ２０ ノズル ２１ シリンジ ２９ 被塗布物保持具

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを
   接続した塗料供給部と，この塗料供給部の下方に設けら
   れた被塗布物保持体と，上記塗料供給部をばねを介し吊
   上げた吊上具と，上記塗料供給部と被塗布物保持体とを
   相対的に移動させる手段とを具備したことを特徴とする
   塗料塗布装置。
2. 【請求項２】 塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを
   接続した塗料供給部と，この塗料供給部の下方に設けら
   れた被塗布物保持体と，上記塗料供給部をばねを介し吊
   上げた吊上具と，上記塗料供給部に設けられ上記吐出ノ
   ズルの先端部を基準として被塗布物の外形に沿いガイド
   される案内体と，上記塗料供給部と被塗布物保持体とを
   相対的に移動させる手段とを具備したことを特徴とする
   塗料塗布装置。
3. 【請求項３】 上記吐出ノズルの先端部にはこのノズル
   の移動方向に切欠部が形成されていることを特徴とする
   請求項１ないし請求項２の塗料塗布装置。
4. 【請求項４】 塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを
   接続した塗料供給部をばねを介し吊上げ，この塗料供給
   部の吐出ノズルの先端部を下方に設けた被塗布物保持体
   に保持された被塗布物の外表面に接触させ，この塗料供
   給部または被塗布物保持体を相対的に移動させて，被塗
   布物の外表面に塗料を塗布するようにしたことを特徴と
   する塗料塗布方法。
5. 【請求項５】 塗料を収容したシリンジに吐出ノズルを
   接続した塗料供給部をばねを介し吊上げ，この塗料供給
   部の吐出ノズルの先端部を下方に設けた被塗布物保持体
   に保持された被塗布物の外表面に接触させ，この被塗布
   物を上記塗料供給部に吐出ノズルの先端部を基準として
   設けた被塗布物の外形に沿いガイドする案内体で押さ
   え，この塗料供給部または被塗布物保持体を相対的に移
   動させて，被塗布物の外表面に塗料を塗布するようにし
   たことを特徴とする塗料塗布方法。