JPH09156088A - インクジェット方式による描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被描画物に付着したインクの垂れを防止する。 【解決手段】被描画物の少なくとも描画領域の表面近傍
の雰囲気を空気調整することで相対湿度を６５％未満に
制御して描画する。付着したインク中の水分の蒸発が促
進されるので、粘度が高くなり垂れが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー原画像を自
動車などの被描画物表面に精密に描画するインクジェッ
ト方式による描画方法に関する。本発明の描画方法によ
れば、インクの垂れを防止して正確な色調で鮮明に描画
することができる。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの印刷装置として、
インクジェット方式によるプリンタが用いられている。
このインクジェットプリンタは、コンピュータの記憶装
置に保存されている画像データの各画素の色調に応じて
赤青黄の色の３原色と黒色の４色のインクをそれぞれノ
ズルから印刷紙上に重ね合わせて吐出し、その画素の色
調を再現する。そしてノズルを左右方向に駆動させると
ともに印刷紙を垂直方向に駆動することにより、印刷紙
上に画像データを描画することができる。

【０００３】プリンタでは被塗物が紙状のものに限られ
ているが、例えば自動車車体などに画像データをインク
ジェット方式により直接描画できれば、複雑な意匠であ
っても工業的に量産することが可能となる。そこで特開
平１−１１０１５９号、特開平１−１２８８４１号、特
開平１−１３３８００号などの公報には、カラー原画像
を拡大して壁面などに直接プリントすることができる自
動描画装置が提案されている。この自動描画装置によれ
ば、４つのノズルユニットがＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向
の三次元方向に駆動されるので、描画壁面に画像データ
を拡大して描画することが可能となり、複雑な意匠であ
っても工業的に量産することが可能となる。したがって
これを自動車車体の塗装などに利用することにより、塗
装意匠の自由度が飛躍的に向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した自動描画装置
においては、４つのノズルから吐出されるインクが一点
に重ねられることで所定の色調の画素が描画される。一
般には白色の下地の上に描画され、インクの合計吐出量
は淡色の場合には少なく濃色の場合には多くなるように
制御される。

【０００５】ところが自動車車体などの垂直面にインク
ジェット方式を利用して塗装を行う場合には、特に濃色
の場合に被描画物表面に塗布されたインクが垂れること
があり、濃色の塗装が困難となる場合があった。本発明
はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インク
の垂れを防止することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の第１発明のインクジェット方式による描画
方法の特徴は、相対湿度６５％以上の雰囲気下でインク
ジェット方式により描画する方法であって、被描画物の
少なくとも描画領域の表面近傍の雰囲気を空気調整する
ことで相対湿度を６５％未満に制御して描画することに
ある。

【０００７】また請求項２に記載の第２の発明のインク
ジェット方式による描画方法の特徴は、相対湿度６５％
以上の雰囲気下でインクジェット方式により描画する方
法であって、被描画物の少なくとも描画領域の表面温度
及び塗布されるインクの温度の少なくとも一方を描画領
域の表面近傍の雰囲気より高い温度に加熱保持して描画
することにある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明者らはインクの垂れが生じ
る原因を追求した結果、描画時の雰囲気条件が大きく影
響していることを見出した。つまり、吐出されるインク
は水性であるために、雰囲気の湿度が高いとインクの乾
燥が遅れて垂れが生じることが明らかとなったのであ
る。

【０００９】インクをノズルから微細な滴として吐出す
るためには、インクの粘度が低いことが望ましい。その
ためインク中には多量の水が含まれ、水による希釈効果
によりインクの粘度が低くされている。そしてノズルか
ら吐出されたインクはミスト状となって飛行し、微細な
滴の状態で被描画物表面に付着する。インク中の水分は
飛行中に蒸発し、付着後にも表面から蒸発するため、通
常は付着したインク滴の粘度が上昇し垂れが防止されて
いる。

【００１０】ところが例えば梅雨時など描画雰囲気の湿
度が高いと、飛行中及び付着してからのインク滴からの
水分の蒸発が抑制され、その結果、被描画物表面に付着
したインク滴中には水分が多く残留するため付着したイ
ンク滴の粘度が低く、付着したインク量が多い濃色の場
合に特に垂れが発生しやすい。そしてこの現象は、描画
雰囲気の相対湿度に大きく影響され、相対湿度が６５％
以上の場合にこのような不具合が生じることが明らかと
なったのである。

【００１１】そこで請求項１に記載の第１発明の描画方
法では、被描画物の少なくとも描画領域の表面近傍の雰
囲気を空気調整することで相対湿度を６５％未満に制御
して描画することとしている。このように制御するに
は、例えば塗装ブース内全体の雰囲気を相対湿度６５％
未満となるように制御してもよいし、描画領域表面近傍
に局部的に温度の高い空気あるいは湿度の低い空気を供
給して相対湿度が６５％未満となるように制御すること
もできる。

【００１２】また請求項２に記載の第２発明の描画方法
では、被描画物の少なくとも描画領域の表面温度及び塗
布されるインクの温度の少なくとも一方を描画領域の表
面近傍の雰囲気より高い温度に加熱保持して描画するこ
ととしている。加熱により塗布されたインク滴中の水の
分子運動が活発になりインク滴表面の飽和蒸気圧が高く
なるため、雰囲気の相対湿度が６５％以上であってもイ
ンク滴中から雰囲気中へ水が円滑に蒸発し垂れを未然に
防止することができる。

【００１３】この加熱は、被描画物自体を直接加熱して
もよいし、熱風を供給したり赤外線ランプを照射したり
して間接的に加熱することもできる。また下地塗膜の焼
き付け乾燥後の余熱を利用することも好ましい。この加
熱温度は３５〜１２０℃の範囲とするのが好ましい。３
５℃より低い温度であると塗布されたインク滴表面の飽
和蒸気圧が低すぎて水分の蒸発が不活発となって垂れが
発生する。また１２０℃より高くなるとインク滴が被描
画物に付着すると同時に乾燥するため、塗面の平滑性が
損なわれる場合がある。

【００１４】第１発明と第２発明は、それぞれ独立して
行ってもよいし、両者を組み合わせ、空気調整により描
画雰囲気の相対湿度を制御するとともに、描画領域の表
面及びインクの少なくとも一方を加熱することもでき
る。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１）図１に本発明の一実施例の描画方法を行う
塗装装置の概略構成図を示す。この塗装装置は、塗装ブ
ース１と、塗装ブース１内に配置された一対のインクジ
ェット方式による描画装置１０，１０’と、塗装ブース
１外部に設置された空調装置１１と、塗装ブース１内に
設けられた温湿度センサ２０と、制御装置２とから構成
される。

【００１６】一対の描画装置１０，１０’の間には被描
画物としての車体１００が配置され、描画装置１０，１
０’のノズル１０ａからインクが車体１００の側面に向
かって吐出される。また塗装ブース１内の温度と湿度が
温湿度センサ２０によって検出され、その検出信号は制
御装置２に入力される。そして制御装置２は温湿度セン
サ２０の信号を受けて空調装置１１を制御し、空調装置
１１は塗装ブース１内の雰囲気が所定雰囲気となるよう
に、塗装ブース１の天井に設けられた吸気口１２から塗
装ブース１内に温湿度が調整された空気を供給する。な
お、塗装ブース１内の空気は、側壁下部に設けられた排
気口１３から排気される。

【００１７】制御装置２の制御内容を図２に示す。温湿
度センサ２０からの信号が雰囲気条件入力部２１に入力
される。雰囲気条件入力部２１では、その信号から現実
の塗装ブース１内の相対湿度が求められる。そして空調
装置制御部２２で現実の相対湿度が基準相対湿度である
６５％と比較され、現実の相対湿度が６５％未満の場合
は何もしない。しかし現実の相対湿度が６５％以上のと
きには、空調装置制御部２２は空調装置１１を制御して
塗装ブース１内の絶対湿度を低くする。これにより塗装
ブース１内の相対湿度が６５％未満に低下するので、車
体１００に塗布されたインク表面の飽和蒸気圧は雰囲気
の飽和蒸気圧より十分高くなって水が円滑に蒸発しイン
クの垂れが防止される。

【００１８】なお、インクからの水分の蒸発により塗装
ブース１内の湿度が上昇するが、塗装ブース１内の空気
は排気口１３から常時排出され、塗装ブース１内には空
調装置により空調された新鮮な外気が供給されるので、
安定した制御を行うことができる。また本実施例では塗
装ブース１全体の相対湿度を制御するようにしたが、図
３に示すように空調装置１１により空調された空気を描
画装置１０，１０’と車体１００の間に設けられた吹き
出し口１４から吹き出すように構成すれば、描画領域の
周辺の相対湿度を局部的に６５％未満とすることがで
き、この場合も塗装ブース１全体の相対湿度を６５％未
満とする場合と同様にインクの垂れを防止することがで
きる。この場合には、温湿度センサ２０は図３に示すよ
うに吹き出し口１４近傍に設け、描画領域の周辺の相対
湿度を検出するように構成することが望ましい。

【００１９】（実施例２）図４に本発明の第２の実施例
の描画方法を行う塗装装置の概略構成図を示す。この塗
装装置では、塗装ブース１内には実施例１と同様の温湿
度センサ２０が設けられ、その検出信号は制御装置３に
入力されている。また描画装置１０，１０’と車体１０
０との間に熱風ヒータからなる加熱装置１５，１５’が
配置され、制御装置３でその熱量が制御されている。ま
た加熱装置１５，１５’にはそれぞれ温度センサ２３が
設けられ、車体１００の表面近傍の温度を検出して制御
装置３に入力している。

【００２０】本実施例の描画方法では、図５に示すよう
に、温湿度センサ２０の検出信号が条件入力部３０を介
して制御部３１に入力されると、制御部３１は塗装ブー
ス１内の現実の相対湿度を基準相対湿度である６５％と
比較する。そして現実の相対湿度が６５％以上のときに
加熱装置１５，１５’を駆動し、車体１００の表面を加
熱する。そして温度センサ２３が車体１００表面近傍の
温度を検出し、その検出値を条件入力部３０を介して制
御部３１に入力する。制御部３１は温度センサ２３の検
出値を監視し、所定温度（６０℃）にフィードバック制
御する。

【００２１】したがって本実施例の描画方法によれば、
車体１００の描画表面が暖められ、塗布されたインクも
暖められるためインク表面の飽和蒸気圧が高くなり、イ
ンク中から水が活発に蒸発するので、描画領域の雰囲気
の相対湿度が６５％未満の場合と同様に描画することが
でき、実施例１と同様にインクの垂れを防止することが
できる。また加熱装置１５，１５’による過加熱も防止
されている。

【００２２】（実施例３）自動車車体にインクジェット
方式により塗装する場合には、インクジェット塗装は透
過性塗装であるので下地を白色とする必要がある。この
場合には図６に示すような工程で塗装が行われる。つま
り先ず白色の下地用塗料が塗装され、その塗膜が焼き付
け乾燥される。そしてファンなどの冷却装置を用いて、
強制的に室温程度まで冷却後にインクジェット塗装が行
われ、その後クリア塗装されて再び焼き付け乾燥され
る。

【００２３】本実施例では、下地の焼き付け乾燥後の余
熱を利用してインクの垂れを防止することを目的として
いる。つまり余熱を利用してインクジェット塗装時の車
体の温度を室温より高い所定温度とすることにより、付
着したインクの温度が上昇して表面の飽和蒸気圧が雰囲
気の飽和蒸気圧より高くなる。したがって雰囲気の相対
湿度が６５％以上であっても、付着したインクから水が
活発に蒸発するので垂れを防止できる。しかし車体の熱
容量や冷却手段あるいは雰囲気温度によって焼き付け乾
燥後の冷却速度が異なり、インクジェット塗装の開始時
から終了時まで付着したインクの飽和蒸気圧を高く維持
するには、インクの付着による車体の温度低下も考慮す
る必要がある。

【００２４】図７に示すように、インクジェット塗装終
了時に描画表面に付着したインクに垂れが発生しない温
度、つまり付着したインク表面の飽和蒸気圧が雰囲気の
飽和蒸気圧より十分高い温度をＴe とすると、インクジ
ェット塗装の間の車体の温度低下を考慮すれば、インク
ジェット塗装開始時の温度をＴc （Ｔc ＞Ｔe ）とする
必要がある。したがって冷却装置では温度Ｔc まで冷却
すればよい。

【００２５】図８に本実施例の描画方法に用いた装置を
ブロック図で示し、図８にその制御内容のフローチャー
トを示す。先ず原画入力装置４０と描画条件入力装置４
１から、車体１００の形状、原画のデータ、描画条件な
どがインクジェット制御装置４２に入力される。インク
ジェット制御装置４２はこれらのデータを演算し、制御
装置５の条件設定装置５０に車体形式Ｍと、インクジェ
ット塗装に必要な時間ｔを入力する。また実施例１と同
様の温湿度センサ２０から、塗装ブース１内の現実の温
度と湿度が雰囲気条件設定部５１に入力される（ステッ
プ６０）。

【００２６】制御装置５では、現実の相対湿度Ｒと基準
相対湿度である６５％とが比較される（ステップ６
１）。そしてＲ＜６５％の場合にはステップ６２で冷却
目標温度がＴ0 とされ、インクの垂れが生じないので冷
却装置は通常通り駆動される。一方、Ｒ≧６５％の場合
には、冷却目標温度演算装置５２で冷却目標温度がＴc
とされる。つまり車体の形式Ｍからその熱容量及びイン
クジェット塗装面積がわかり、予め求められた回帰式よ
り冷却係数Ｋn が選定される（ステップ６３）。また、
Ｋn とインクジェット塗装に要する時間ｔ及び雰囲気温
度から、インクジェット塗装の間に生じる車体の温度低
下量が算出される。したがってインクジェット塗装終了
時に必要な最終温度Ｔe （例えば３５℃）から逆算し
て、インクジェット塗装開始時の必要温度Ｔc が算出さ
れる（ステップ６４）。そして冷却目標温度演算装置５
２は、図示しない冷却装置制御部を介して冷却装置を駆
動し、車体の温度がＴc となるまで冷却を行う。

【００２７】その後冷却装置の駆動を停止し、インクジ
ェット塗装を時間ｔの間行う。すると車体の温度はＴc
からＴe に低下するが、その間付着したインクの垂れを
生じることなく安定してインクジェット塗装を行うこと
ができる。

【００２８】

【発明の効果】すなわち本発明のインクジェット方式に
よる描画方法によれば、描画雰囲気の相対湿度が６５％
以上であっても、被描画物に付着したインクの垂れが生
じず、垂れによる不良を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例で用いた塗装装置の概略構成
説明図である。

【図２】本発明の一実施例における制御内容のブロック
図である。

【図３】本発明の一実施例で用いた塗装装置の他の態様
を示す概略構成説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例で用いた塗装装置の概略
構成説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例における制御内容のブロ
ック図である。

【図６】インクジェット塗装を自動車車体に施す場合の
塗装フローチャートである。

【図７】本発明の第３の実施例における冷却の降温計画
を示すグラフである。

【図８】本発明の第３の実施例における制御内容のブロ
ック図である。

【図９】本発明の第３の実施例における制御内容のフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１：塗装ブース ２：制御装置 １
０：描画装置 １１：冷却装置 ２０：温湿度センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対湿度６５％以上の雰囲気下でインク
   ジェット方式により描画する方法であって、被描画物の
   少なくとも描画領域の表面近傍の雰囲気を空気調整する
   ことで相対湿度を６５％未満に制御して描画することを
   特徴とするインクジェット方式による描画方法。
2. 【請求項２】 相対湿度６５％以上の雰囲気下でインク
   ジェット方式により描画する方法であって、被描画物の
   少なくとも描画領域の表面温度及び塗布されるインクの
   温度の少なくとも一方を該描画領域の表面近傍の雰囲気
   より高い温度に加熱保持して描画することを特徴とする
   インクジェット方式による描画方法。