特開 2024-92320 液体吐出装置および異常ノズル検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024092320

(43)【公開日】2024-07-08

(54)【発明の名称】液体吐出装置および異常ノズル検出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20240701BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 207

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022208161

(22)【出願日】2022-12-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(72)【発明者】

【氏名】亀井 謙二

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA14

2C056EB13

2C056EB27

2C056EB30

2C056EB40

2C056EB45

2C056EC08

2C056EC72

2C056FA04

2C056HA58

(57)【要約】

【課題】異常ノズルの検出精度を向上する。
【解決手段】
ノズルから液体を吐出して被検出部材にテストパターンを形成する液体吐出部と、前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影部と、前記撮影部が取得した前記テストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理部と、前記画像処理部の処理結果に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断部と、を備える液体吐出装置であって、前記テストパターンは、前記液体吐出部が被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成される。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルから液体を吐出して被検出部材にテストパターンを形成する液体吐出部と、
前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影部と、
前記撮影部が取得した前記テストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理部と、
前記画像処理部の処理結果に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断部と、
を備える液体吐出装置であって、
前記テストパターンは、前記液体吐出部が被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成されることを特徴とする液体吐出装置。

【請求項2】

前記テストパターンは、前記液体吐出部が前記被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて前記ノズルからの前記液体の吐出量を多くして形成されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記テストパターンは、前記液体吐出部が前記被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて前記液体のドット間距離を小さくして形成されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記ドット間距離を、環境温度に応じて変更することを特徴とする請求項３記載の液体吐出装置。

【請求項5】

前記環境温度が、前記液体吐出部からの液体の吐出量が減少する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を縮めて前記テストパターンを形成し、前記環境温度が、前記液体吐出部からの液体の吐出量が増加する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を広げて前記テストパターンを形成することを特徴とする請求項４記載の液体吐出装置。

【請求項6】

前記ドット間距離を、前記液体の種類に応じて変更することを特徴とする請求項３または４記載の液体吐出装置。

【請求項7】

前記液体を種類の異なる液体に交換したことによって、前記液体吐出部からの液体の吐出量が減少する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を縮めて前記テストパターンを形成し、前記液体を種類の異なる液体に交換したことによって、前記液体吐出部からの液体の吐出量が増加する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を広げて前記テストパターンを形成することを特徴とする請求項６記載の液体吐出装置。

【請求項8】

ノズルから液体を吐出して被検出部材にテストパターンを形成するテストパターン形成ステップと、
前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影ステップと、
前記撮影ステップで取得した前記テストパターン画像に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断ステップと、
を備える液体吐出装置の異常ノズル検出方法であって、
前記テストパターンは、被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成されることを特徴とする異常ノズル検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出装置および異常ノズル検出方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、印刷用紙上にインクを吐出する複数のノズルを有し、印刷用紙上に所定の解像度で画像を記録する記録ヘッドと、記録ヘッドにより記録された所定のテストパターンを、記録ヘッドの解像度よりも低い解像度で読み取るスキャナと、スキャナにより読み取られた読み取りデータを補間処理する補間処理手段と、補間処理手段により補間処理された読み取りデータに基づいて、ノズルの異常を判定する判定手段と、を備えたインクジェット方式の印刷装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－０５４９７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のようなテストパターンは、スキャナやカメラ等の読取装置によって読み取るだけでなく、明らかな異常はユーザが目視でも判断することが可能なように、ある程度の長さと幅を有した形状で形成されるのが一般的である。読取装置を用いてノズルの異常を判断する場合は、読取装置が取得したテストパターン画像に対して所定の画像処理を行い、画像処理の結果に基づいてノズルの異常を判断する。例えば、画像処理によってテストパターン画像の重心位置を求め、基準の重心位置からのずれ量を測定することでノズルに曲がりが発生しているかを判断する方法がある。

【0005】

しかし、この方法の場合、読取装置の読み取り誤差により、読取装置が本来取得すべきテストパターンよりも広い範囲をテストパターンとして誤認識してしまうことがある。誤認識されたテストパターン画像の面積は、正しく認識されたテストパターン画像の面積よりも大きいことから、テストパターン画像の重心位置も変動してしまう。その結果、ノズル曲がり等の異常ノズルを精度よく検出できないという課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、ノズルから液体を吐出して被検出部材にテストパターンを形成する液体吐出部と、前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影部と、前記撮影部が取得した前記テストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理部と、前記画像処理部の処理結果に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断部と、を備える液体吐出装置であって、前記テストパターンは、前記液体吐出部が被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、異常ノズルの検出精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る液体吐出装置の一例を示す概略構成図。

【図2】実施形態に係る液体吐出装置の一例を示す概略構成図。

【図3】ヘッドの概略構成を説明する図。

【図4】ノズルを複数有したヘッドの構成例を示す図。

【図5】複数のノズルが形成されたノズル面を二面有したヘッドの構成例を示す斜視図。

【図6】メディア板の構成例を示す図。

【図7】塗装システムの機能構成の一例を示す図。

【図8】制御装置のハードウエア構成の一例を示す図。

【図9】テストパターンの一例を示す説明図。

【図10】ノズルの状態とテストパターンの関係を説明する図。

【図11】ベタ塗りとノズル曲がりの関係を説明する図。

【図12】比較例における曲がり検出の一例を示す図。

【図13】実施形態における曲がり検出の一例を示す図。

【図14】ノズル汚れの様子を説明する図。

【図15】ノズル洗浄を説明する図。

【図16】洗浄液がテストパターンに及ぼす不具合を説明する図。

【図17】テストパターンの形成例を示す図。

【図18】テストパターンの形成例を示す図。

【図19】ドット間距離の調整例を説明する図。

【図20】異常判断の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態を説明する。図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0010】

＜液体吐出装置の概要＞
はじめに図１および図２を用いて液体吐出装置の概要について説明する。図１および図２は、実施形態に係る液体吐出装置の一例を示す概略構成図である。図１および図２には、自動車の車体を塗装する塗装ロボットを含む塗装システムが例示されている。

【0011】

液体吐出装置の一例である塗装システム１００００において、被吐出物の一例である車体Ｕの右側には塗装ロボット１０００Ａが設置され、車体Ｕの左側には塗装ロボット１０００Ｂが設置されている。例えば、塗装ロボット１０００Ａは車体Ｕの外板全体のうち右側半分を塗装し、塗装ロボット１０００Ｂは車体Ｕの外板全体のうち左側半分を塗装する。以降、塗装ロボット１０００Ａと塗装ロボット１０００Ｂを総称して説明する場合は「塗装ロボット１０００」という。

【0012】

塗装ロボット１０００は、例えば多関節ロボットであり、ベース１００１、ベース１００１と連結した第１アーム１００２、第１アーム１００２と連結した第２アーム１００３、および第２アーム１００３と連結したエンドエフェクタ１００４を備える。また、塗装ロボット１０００は、ベース１００１と第１アーム１００２とを連結する第１ジョイント１００５、第１アーム１００２と第２アーム１００３とを連結する第２ジョイント１００６、および第２アーム１００３とエンドエフェクタ１００４とを連結する第３ジョイント１００７を備える。

【0013】

ベース１００１は、Ｚ軸と平行な軸を回転軸にして矢印ａ方向に旋回可能である。また、ベース１００１は、第１アーム１００２が水平軸（ＸＹ平面と平行な軸）を回転軸にして矢印ｂ方向に回動可能となるように、第１ジョイント１００５を介して第１アーム１００２の一端部を支持している。第１アーム１００２の他端部は、第２アーム１００３が水平軸（ＸＹ平面と平行な軸）を回転軸にして矢印ｃ方向に回動可能となるように、第２ジョイント１００６を介して第２アーム１００３の一端部に接続されている。

【0014】

第２アーム１００３は、矢印ｃ方向の回転軸と直交する軸も備え、この直交する軸を回転軸にして第２ジョイント１００６に対し矢印ｄ方向の回転も可能である。第２アーム１００３の他端部は、エンドエフェクタ１００４が水平軸（ＸＹ平面と平行な軸）を回転軸にして矢印ｅ方向に回動可能となるように、第３ジョイント１００７を介してエンドエフェクタ１００４を支持している。エンドエフェクタ１００４は、矢印ｅ方向の回転軸と直交する軸も備え、この直交する軸を回転軸にして第３ジョイント１００７に対し矢印ｆ方向の回転も可能である。

【0015】

上記構成の塗装ロボット１０００は、車体Ｕに対してエンドエフェクタ１００４を自由に動かし、エンドエフェクタ１００４に取り付けられたヘッド１００を車体Ｕの塗装を施す位置に正確に配置することができる。ヘッド１００は、塗装位置に配置されると車体Ｕに向けて液体の一例である塗料を吐出して車体Ｕを塗装する。

【0016】

塗装システム１００００は、図２に示されるように塗装ロボット１０００が届く範囲に維持ステーション２０００を備える。維持ステーション２０００は、維持・洗浄部２００１を備え、塗装実施前、塗装終了時または塗装時間が規定の時間を経過した時、ヘッド１００は塗装ロボット１０００によって維持・洗浄部２００１に移される。

【0017】

維持・洗浄部２００１には、例えば、ヘッド１００のノズル面に対して拭き取り清掃を実行する清掃機構、ヘッド１００に対して空吐出を実行させた際にノズルから吐出された塗料を受けるための収容部（空吐出受け）等の維持装置が備えられている。

【0018】

また、維持・洗浄部２００１には、塗装実施前または塗装時間が規定の時間を経過した時、ヘッド１００のすべてのノズルで吐出動作が行われて形成されるテストパターンを保持するメディア板が備えられている。メディア板については後述する。

【0019】

また、維持・洗浄部２００１には、ヘッド１００のノズル面に対して洗浄液や洗浄エアを吹き付けてノズル面を洗浄する洗浄装置、およびメディア板に対して洗浄液や洗浄エアを吹き付けてメディア板からテストパターンを除去する洗浄装置が備えられている。

【0020】

なお、本実施形態において塗装システム１００００は、車体Ｕの両側に塗装ロボット１０００を１台ずつ設置した構成としたが、これに限るものではない。塗装ロボットの数は、車体Ｕの塗装面積、作業効率等を踏まえて適宜決めてよく、塗装ロボットは塗装システム１００００内に１台であってもよいし、３台以上であってもよい。

【0021】

また、塗装ロボット１０００が複数台の場合、維持ステーション２０００は、複数の塗装ロボットで共用にしてもよいし、塗装ロボット毎に設置してもよい。維持ステーション２０００は、上述の空吐出によってノズルから吐出された塗料や、ノズル面およびメディア板洗浄時の洗浄液などが車体Ｕに付着しないよう、車体Ｕから離れた位置に設置される。

【0022】

なお、被吐出物は自動車の車体に限るものではなく、航空機の機体、船舶の船体、鉄道車両の車体等、自動車以外の乗り物であってもよい。また、塗装ロボットは、定置型のロボットに限るものではなく、例えば、遠隔操作や自律走行によって移動が可能なロボットであってもよい。その場合の移動型ロボットは、地上を移動するものに限らず、壁面の登り降りが可能なクライミングロボット、あるいはドローンに代表される飛行が可能な無人飛行機を含む。移動型ロボットの場合、被吐出物は乗り物に限らず、道路や建物も被吐出物の対象となり、道路の路面標示（横断歩道、停止線、速度表示等）の塗装や、建物の外壁塗装等に対応することが可能になる。

【0023】

＜ヘッドの概略構成と動作＞
次に、図３を用いてヘッドの概略構成と動作について説明する。図３は、ヘッドの概略構成を説明する図であり、図３（ａ）はノズルが閉じた状態を示す要部概略図、図３（ｂ）はノズルが開いた状態を示す要部概略図である。

【0024】

塗装ロボット１０００のエンドエフェクタ１００４には、複数のノズルを備えたヘッドを搭載するが、図３にはヘッド最小単位（１ノズル）の構成が図示されている。

【0025】

ヘッド１００は、中空状に形成されたハウジング１１０と、ハウジング１１０の一端部に設けられたノズル板１０１を備える。ノズル板１０１は、塗料を吐出するノズル１０２が形成された板状の部材である。

【0026】

ハウジング１１０は、ノズル１０２に近い側面に、塗料が供給される供給口１１３を備える。供給口１１３に供給された塗料は、ハウジング１１０内の液室１１４へ送られる。液室１１４は、概略としてノズル板１０１と、ハウジング１１０内に設けた封止部材１３５との間の空間によって形成される。

【0027】

封止部材１３５は、例えばゴム等の弾性体からなる。本実施形態では、封止部材１３５としてゴム製のＯリングが用いられ、ハウジング１１０の内面と、液室１１４内に配置したニードル弁１３１の外周面との間の隙間を封止するように、ニードル弁１３１にＯリングが嵌められている。これにより、封止部材１３５は液室１１４の塗料が圧電素子１３２側へ流入することを防止する。

【0028】

圧電素子１３２は、封止部材１３５を境に液室１１４の隣（図３では上方）に形成されたハウジング１１０の空間１１０ａ内に設けられる。圧電素子１３２には、ニードル弁１３１が接合されており、後述するヘッド制御部９０２からの指示に応じて、圧電素子１３２はニードル弁１３１を、ノズル１０２を閉塞する位置とノズル１０２を開放する位置との間で移動させる。ノズル１０２を閉塞する位置では、ニードル弁１３１の先端がノズル板１０１に当接した状態となり、ノズル１０２を開放する位置では、ニードル弁１３１の先端がノズル板１０１から離間した状態となる。圧電素子１３２は、ジルコニアセラミックス等を用いて形成されたピエゾ素子であり、圧電素子１３２の形状等は、吐出させる塗料の量などに応じて適宜設定される。

【0029】

上記構成において、例えば、圧電素子１３２に駆動電圧（開放電圧）が印加されると、図３（ｂ）に示されるように圧電素子１３２が矢印Ａの方向に収縮する。圧電素子１３２の収縮に伴いニードル弁１３１はノズル板１０１から離間する。これにより、ノズル１０２が開き、ノズル１０２と液室１１４とが連通し、液室１１４内の塗料はノズル１０２から吐出される。圧電素子１３２は、例えば２ｋＨｚの周波数でノズル１０２を高速開閉させ、塗料を一滴ずつ液滴Ｄとして吐出することができる。

【0030】

圧電素子１３２に駆動電圧（閉塞電圧）が印加された場合は、圧電素子１３２が矢印Ａと反対の方向に伸長する。圧電素子１３２の伸長に伴いニードル弁１３１はノズル板１０１に当接する。これにより、ノズル１０２が閉じ、ノズル１０２と液室１１４との連通状態が遮断され、液室１１４内の塗料の吐出は停止される。

【0031】

＜ヘッドの構成例＞
続いて、図４および図５を用いてヘッドの構成例について説明する。図４は、ノズルを複数有したヘッドの構成例を示す図であり、ヘッドをノズル板側から見た平面図である。図５は、複数のノズルが形成されたノズル面を二面有したヘッドの構成例を示す斜視図である。

【0032】

図４において複数ノズルヘッド７００は、複数（本例では６個）のサブヘッド１００ａ～１００ｆから構成される。サブヘッド１００ａ～１００ｆはノズル板１０１を備え、各ノズル板１０１には複数（本例では８個）のノズル１０２ａ～１０２ｈが形成されている。つまり、１つのサブヘッドは、図３に示されたヘッドを実質８セット備えた構成となっている。８個のノズル１０２ａ～１０２ｈのうち、ノズル１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄで１つのノズル列を形成し、ノズル１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈでもう１つのノズル列を形成している。２つのノズル列は、図において上からノズル１０２ｅ、ノズル１０２ａ、ノズル１０２ｆ、ノズル１０２ｂ・・・、と互い違いに配置されるようにノズル板１０１に形成されており、複数のノズルが二次元配置されている。

【0033】

各ノズル１０２ａ～１０２ｈには、図３に示したようなニードル弁１３１および圧電素子１３２がノズル毎に設けられている。圧電素子１３２に駆動電圧（開放電圧）が印加されるとニードル弁１３１がノズル１０２を開く方向に移動し、ノズル１０２から塗料が吐出される。

【0034】

サブヘッド１００ａ～１００ｆは、それぞれのノズル１０２ａ～１０２ｈが相互に重ならないよう、上下方向にわずかに位置をずらして複数ノズルヘッド７００のハウジング７１０に取り付けられている。これにより、例えばサブヘッド１００ａのノズル１０２ｅとノズル１０２ａとの間は、別のサブヘッドのノズルによって補間され、高解像度での記録が可能になる。

【0035】

上記構成の複数ノズルヘッド７００は、塗装ロボット１０００のエンドエフェクタ１００４に取り付けることが可能であり、車体Ｕに対して高解像度での塗装を可能にする。

【0036】

なお、図４に示されたサブヘッドの数、ノズルの数は一例であり、これに限るものではない。例えば、サブヘッドは６個より少なくてもよいし、多くてもよい。また、１つのノズル板１０１に形成されるノズルは８個より少なくてもよいし、多くてもよい。また、１つのノズル板１０１に形成されるノズル列は２列に限らず、３列以上としてもよい。

【0037】

複数ノズルヘッド７００は、１つに限らず、複数ノズルヘッド７００を複数個アレイ状につなげて用いてもよい。例えば、塗装ロボット１０００のエンドエフェクタ１００４に、複数ノズルヘッド７００をアレイ状に隣接させて取り付けてもよい。これにより、塗装の解像度をより高めることができる。

【0038】

また、自動車の車体などは複雑な表面形状を含むものがあるため、図５に示されるようにノズル数を異ならせた複数ノズルヘッド７００Ａ，７００Ｂを備え、塗装面の表面形状に合わせて複数ノズルヘッド７００Ａ，７００Ｂを使い分ける構成としてもよい。例えば、複数ノズルヘッド７００Ａは９６個のノズル１０２Ａを有したノズル面１０１Ａを備え、複数ノズルヘッド７００Ｂは８個のノズル１０２Ｂを有したノズル面１０１Ｂを備える。

【0039】

複数ノズルヘッド７００Ａと複数ノズルヘッド７００Ｂは、ノズル面１０１Ａ，１０１Ｂの向きを異ならせてヘッド保持部材７２０に保持されている。本実施形態ではノズル面１０１Ａとノズル面１０１Ｂとを９０度ずらして設置している。また、ノズル面１０１Ｂは、ノズル面１０１Ａに比べて面積を小さくし、車体Ｕの狭い部位の塗装に対応できるサイズに構成されている。

【0040】

上記構成において、ヘッド保持部材７２０を塗装ロボット１０００のエンドエフェクタ１００４に取り付け、車体Ｕの形状に応じて複数ノズルヘッド７００Ａ，７００Ｂを切り替えることで複雑な表面形状への塗装が可能になる。なお、ノズル１０２Ａ、１０２Ｂの数や配列は一例であり、これに限るものではない。また、本例ではノズル面１０１Ａとノズル面１０１Ｂの向きが異なる構成としたが、ノズル面１０１Ａとノズル面１０１Ｂの向きは同じであってもよい。

【0041】

＜メディア板の構成例＞
続いて、図６を用いてメディア板の構成例について説明する。図６は、メディア板の構成例を示す図である。

【0042】

維持ステーション２０００の維持・洗浄部２００１には、塗装実施前または塗装時間が規定の時間を経過した時、すべてのノズルで吐出動作が行われて形成されるテストパターンを保持するメディア板２００２が備えられている。ここで、メディア板２００２は、被検出部材の一例である。

【0043】

メディア板２００２は、メディア板支持部材２００３にネジ等で固定されている。維持ステーション２０００のフレーム２００４にはベース板２００５が固定されており、このベース板２００５を介してカバー部材２００６が取り付けられている。メディア板２００２を乗せたメディア板支持部材２００３は、矢印Ｂ方向に往復動が可能であり、メディア板支持部材２００３はカバー部材２００６の内部をくぐり、ベース板２００５の後側に抜けることができる。ベース板２００５の後側には、メディア板２００２の表面に形成されたテストパターンを除去するための洗浄機構等が備えられている。

【0044】

テストパターン除去後のメディア板２００２を乗せたメディア板支持部材２００３は、次のテストパターン形成に合わせてカバー部材２００６の内部をくぐり、ベース板２００５の前側に移動する。メディア板２００２にテストパターンを形成する際は、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）を破線で示すようにメディア板２００２の真上に位置させ、この状態ですべてのノズルに対して吐出動作を実行させる。

【0045】

なお、上記の説明では、メディア板２００２を維持ステーション２０００内に備える構成としたが、メディア板２００２は維持ステーション２０００とは異なる場所に設置してもよい。

【0046】

＜塗装システムの機能構成＞
次に、図７を用いて実施形態に係る塗装システムの機能構成について説明する。図７は、塗装システムの機能構成の一例を示す図である。

【0047】

図７において、塗装システム１００００は、制御装置９０１、ヘッド制御部９０２、端末装置９０３、ロボット制御部９０４、維持制御部９０５、塗装ロボット１０００、および維持ステーション２０００を備える。

【0048】

制御装置９０１は、算出部９０１１、特定部９０１２、判断部９０１３、記憶・読出部９０１４、記憶部９０１５、撮影制御部９０１６、画像処理部９０１７、同期制御部９０１８および環境情報取得部９０１９等を備える。

【0049】

制御装置９０１は、車体Ｕの塗装データや指示を端末装置９０３から受信し、塗装システム１００００の全体動作を制御する。

【0050】

算出部９０１１は、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、端末装置９０３から受信する塗装データに基づいて車体Ｕの塗装領域におけるヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）の移動方向、および当該塗装領域において塗料を吐出させるノズル数を算出する。

【0051】

特定部９０１２は、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、端末装置９０３から受信する塗装データに基づいて車体Ｕの塗装領域等を特定する。

【0052】

判断部９０１３は、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、各種判断を行う。

【0053】

記憶・読出部９０１４は、主に、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、記憶部９０１５に各種データ（または情報）を記憶したり、記憶部９０１５から各種データ（または情報）を読み出したりする。

【0054】

記憶部９０１５は、後述のＲＯＭ９００２、ＲＡＭ９００３、ＨＤＤ／ＳＳＤ９００４等によって構築され、端末装置９０３から受信した塗装データ、塗装対象範囲（塗装対象サイズ）データ、塗装領域データ、塗料の仕様データ等を格納する。

【0055】

撮影制御部９０１６は、主に、後述するＩ／Ｏインターフェース９００５に対するＣＰＵ９００１の処理によって実現され、例えば、塗装ロボット１０００がカメラ等の撮影装置を備える場合、塗装ロボット１０００の撮影部１０１０に対する撮影処理を制御する。撮影制御部９０１６は、例えば、撮影部１０１０に対する撮影処理を指示する。また、撮影制御部９０１６は、例えば、撮影部１０１０による撮影処理で得られた撮影画像を取得する。

【0056】

画像処理部９０１７は、主に、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、撮影制御部９０１６が撮影部１０１０から取得した撮影画像に対して所定の処理を実行する。画像処理部９０１７は、例えば、撮影制御部９０１６が取得したヘッド１００の試し打ち画像（テストパターンを撮影した画像）に対して所定の処理を実行し、塗料の吐出状態の判断に用いる画像データを生成する。

【0057】

同期制御部９０１８は、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、端末装置９０３から受信した塗装データおよび塗装指示等に基づき、塗装ロボット１０００の動作と、塗料吐出部１０３０の吐出動作とを同期させる。

【0058】

環境情報取得部９０１９は、主に、後述するＩ／Ｏインターフェース９００５に対するＣＰＵ９００１の処理によって実現され、例えば、塗装システム１００００内の環境温度、あるいは塗料の温度等を示す温度情報を取得する。

【0059】

ヘッド制御部９０２は、制御装置９０１からの指示に基づき塗料吐出部１０３０における塗料の吐出動作を制御する。

【0060】

端末装置９０３は、ＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）部９０３１、レンダリング部９０３２、表示制御部９０３３および受付部９０３４を備える。

【0061】

ＲＩＰ部９０３１は、カラープロファイルやユーザの設定に応じて画像処理を行う。

【0062】

レンダリング部９０３２は、塗装データを走査毎（例えばヘッド１００の主走査方向の移動毎）の画像データに分解する。

【0063】

表示制御部９０３３は、主に、後述のＣＰＵ９００１の処理によって実現され、ディスプレイ等の表示部に各種画面を表示させる。

【0064】

受付部９０３４は、主に、通信インターフェース９００６に対するＣＰＵ９００１の処理によって実現され、ユーザから各種の選択または入力を受け付ける。受付部９０３４は、例えば、車体Ｕに施す塗装データおよび座標データの設定や、塗装モードの選択、塗装範囲（塗装開始位置、塗装終了位置）の設定、塗装指示等を受け付ける。なお、受付部９０３４はタッチパネルで構成されてもよい。

【0065】

また、端末装置９０３は、受付部９０３４が受け付けた塗装データ、および塗装ロボット１０００が備えるヘッド位置測定部１０２０から取得した位置データに基づき、塗装ロボット１０００の移動軌跡を生成する。

【0066】

ロボット制御部９０４は、制御装置９０１からの指示に基づきアーム駆動部１０５０の駆動を制御する。アーム駆動部１０５０の駆動を制御することによって、塗装ロボット１０００の第１アーム１００２、第２アーム１００３およびエンドエフェクタ１００４（ヘッド１００）は所望の位置に移動する。また、ロボット制御部９０４は、アーム駆動部１０５０の駆動状態を示す駆動状態情報を制御装置９０１に送信する。

【0067】

維持制御部９０５は、制御装置９０１からの指示に基づき維持ステーション２０００の洗浄液供給部２０１０、洗浄エア供給部２０２０および維持駆動部２０３０を制御する。また、維持制御部９０５は、維持ステーション２０００の動作状態を示す動作状態情報を制御装置９０１に送信する。

【0068】

塗装ロボット１０００は、撮影部１０１０、ヘッド位置測定部１０２０、塗料吐出部１０３０、アーム位置検出部１０４０およびアーム駆動部１０５０を備える。

【0069】

撮影部１０１０は、例えば、塗装ロボット１０００に取り付けたヘッド１００の近くに設置されるカメラ等の撮影装置によって実現され、撮影制御部９０１６からの指示に応じて撮影処理を実行する。また、撮影部１０１０は、撮影制御部９０１６からの指示に応じて撮影処理で得られた撮影画像を制御装置９０１へ送信する。

【0070】

ヘッド位置測定部１０２０は、例えば、塗装ロボット１０００に取り付けたヘッド１００の近傍に設置されるセンサによって実現され、車体Ｕの表面（塗装面）に対するヘッド１００の位置や姿勢（塗装面に対する傾き等）を測定する。ヘッド位置測定部１０２０には、３Ｄセンサ、３Ｄカメラ、レーザ変位計等を用いることができる。例えば、３Ｄセンサや３ＤカメラによってＸＹ方向の位置や傾きの測定、塗装開始位置の検出、および塗装対象サイズの検出等を行う。また、レーザ変位計によってＺ方向の測定、塗装面までの距離、および塗装面の表面形状（曲率等）の検出等を行う。また、ヘッド位置測定部１０２０は、上記の測定結果および検出結果を制御装置９０１へ送信する。

【0071】

塗料吐出部１０３０は、塗装ロボット１０００に取り付けたヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）によって実現され、ヘッド制御部９０２からの指示に基づき塗料を吐出する。塗料吐出部１０３０は、液体吐出部の一例である。

【0072】

アーム位置検出部１０４０は、例えば第１ジョイント１００５、第２ジョイント１００６および第３ジョイント１００７等が備えるエンコーダの各スリットを光学的に検出する。そして、第１アーム１００２、第２アーム１００３およびエンドエフェクタ１００４の回転量からそれらの位置を検出し、エンドエフェクタ１００４の３次元での位置情報を取得する。

【0073】

アーム駆動部１０５０は、ロボット制御部９０４からの指示に基づき塗装ロボット１０００の第１アーム１００２、第２アーム１００３およびエンドエフェクタ１００４（ヘッド１００）等を所望の位置へ動かす。また、アーム駆動部１０５０は、第１アーム１００２、第２アーム１００３およびエンドエフェクタ１００４等の駆動状態を示す駆動状態情報等をロボット制御部９０４に送信する。

【0074】

維持ステーション２０００は、洗浄液供給部２０１０、洗浄エア供給部２０２０および維持駆動部２０３０を備える。維持ステーションは、洗浄液供給部２０１０および洗浄エア供給部２０２０の供給動作の状態を示す動作状態情報、ならびに維持駆動部２０３０の駆動状態を示す駆動状態情報を維持制御部９０５に送信する。

【0075】

洗浄液供給部２０１０は、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）のノズル板１０１およびノズル１０２に洗浄液Ｌｃを吹き付ける洗浄ノズル等を備え、維持制御部９０５からの指示に基づき洗浄液を吐出する。

【0076】

洗浄エア供給部２０２０は、例えば、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）のノズル板１０１およびノズル１０２に洗浄エアを吹き付けるエアノズル等を備え、維持制御部９０５からの指示に基づき洗浄エアを吐出する。

【0077】

維持駆動部２０３０は、例えば、洗浄ノズルやエアノズルをヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）に対して進退移動させる移動機構、ノズル面を拭き取り清掃する清掃部材を移動させる移動機構、空吐出受けをヘッド１００に対して進退移動させる移動機構等、各種移動機構を駆動する。また、維持駆動部２０３０は、維持ステーション２０００が、ヘッド１００にテストパターンを打たせるためのメディア板を備えている場合、当該メディア板をヘッド１００に対して進退移動させる移動機構を駆動する。

【0078】

なお、ヘッド制御部９０２およびロボット制御部９０４は、塗装ロボットを複数台（１０００Ａ，１０００Ｂ，・・・）設置する場合は、塗装ロボット毎に設けられる。また、端末装置９０３に設けたＲＩＰ部９０３１、レンダリング部９０３２の機能、ならびにヘッド制御部９０２、ロボット制御部９０４および維持制御部９０５の機能は、制御装置９０１に設ける構成としてもよい。

【0079】

＜制御装置のハードウェア構成＞
次に、図８を用いて制御装置９０１のハードウエア構成について説明する。図８は、制御装置のハードウエア構成の一例を示す説明図である。なお、図８に示されているハードウエア構成は、必要に応じて構成要素が追加または削除されてもよい。

【0080】

制御装置９０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９００１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９００２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９００３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）／ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）９００４、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）インターフェース９００５、通信インターフェース９００６、およびバスライン９００７を備える。

【0081】

ＣＰＵ９００１は、ＲＯＭ９００２に格納されたプログラムもしくはデータをＲＡＭ９００３上に読み出し、処理を実行することで、対象とする装置または対象とするユニットの各機能を実現する演算装置である。

【0082】

ＲＯＭ９００２は、電源を切ってもプログラムまたはデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

【0083】

ＲＡＭ９００３は、ＣＰＵ９００１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。

【0084】

ＨＤＤ／ＳＳＤ９００４は、ＣＰＵ９００１の制御にしたがって各種データの読み出し、または書き込みを制御する。

【0085】

Ｉ／Ｏインターフェース９００５は、塗装ロボット１０００、ヘッド制御部９０２、ロボット制御部９０４、維持制御部９０５等の機器との間で入出力するためのインターフェースである。

【0086】

通信インターフェース９００６は、通信ネットワークを経由して端末装置９０３などのデータ処理を行う機器との通信（接続）を行うインターフェースである。

【0087】

バスライン９００７は、上記各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等であり、アドレス信号、データ信号、および各種制御信号等を伝送する。ＣＰＵ９００１、ＲＯＭ９００２、ＲＡＭ９００３、ＨＤＤ／ＳＳＤ９００４、Ｉ／Ｏインターフェース９００５、および通信インターフェース９００６は、バスライン９００７を介して相互に接続されている。

【0088】

＜テストパターンの概要＞
次に、図９乃至図１１を用いてテストパターンの概要について説明する。図９は、テストパターンの一例を示す説明図、図１０は、ノズルの状態とテストパターンの関係を説明する図、図１１は、ベタ塗りとノズル曲がりの関係を説明する図である。

【0089】

図９において、図９（ａ）は、テストパターンが形成されたメディア板の一例を示す平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＰ部の拡大図である。

【0090】

図９（ａ）には、図５に示された複数ノズルヘッド７００Ａ，７００Ｂによりメディア板２００２に形成されたテストパターンを示している。このテストパターンを得る場合は、複数ノズルヘッド７００Ａのノズル面１０１Ａがメディア板２００２と対向するように、塗装ロボット１０００によりヘッドを移動させ、複数ノズルヘッド７００Ａのすべてのノズル１０２Ａに対して吐出動作を実行させる。複数ノズルヘッド７００Ａのすべてのノズル１０２Ａが正常であれば、図９（ａ）に示すようなテストパターンＴＰＡが得られる。

【0091】

次に、塗装ロボット１０００によってヘッド保持部材７２０を９０度回転させて、複数ノズルヘッド７００Ｂのノズル面１０１Ｂを、テストパターンＴＰＡが形成されていないメディア板２００２の領域に対向させる。次に、複数ノズルヘッド７００Ｂのすべてのノズル１０２Ｂに対して吐出動作を実行させる。複数ノズルヘッド７００Ｂのすべてのノズル１０２Ｂが正常であれば、図９（ａ）に示すようなテストパターンＴＰＢが得られる。

【0092】

なお、以降の説明において、テストパターンの長さを「パターン長さ」とも呼び、パターン長さとは図９（ｂ）に示されるようにテストパターンの主走査方向の長さを意味するものとする。また、テストパターンの幅を「パターン幅」とも呼び、パターン幅とは図９（ｂ）に示されるようにテストパターンの副走査方向の長さを意味するものとする。

【0093】

図１０は、ノズルの状態とテストパターンの関係を示している。ここでは、複数ノズルヘッド７００Ａによって形成されるテストパターンＴＰＡを例に説明することとする。メディア板２００２に形成されたテストパターンＴＰＡから以下のようなノズル状態を把握することができる。

【0094】

ノズル状態の判断は、予め設定した基準パターンの面積値と、メディア板２００２に形成されたテストパターンＴＰＡの面積値とを比較することで行われる。

【0095】

図１０（ａ）は正常時を示している。この場合は基準パターンの面積値とテストパターンＴＰＡの面積値とが同等の値となるため、制御装置９０１はノズルが正常であると判断する。

【0096】

図１０（ｂ）は常時吐出を示している。この場合は例えば１つのノズルが塗料を吐出し続けるため、テストパターンＴＰＡ中に１本の線Ｔ１となって現れる。その結果、テストパターンＴＰＡの面積値は基準パターンの面積値よりも大きい値となるため、制御装置９０１は、常時吐出を起こしているノズルがあると判断する。

【0097】

図１０（ｃ）は不吐出を示している。この場合は例えば１つのノズルから塗料が吐出されないため、テストパターンＴＰＡ中に空白Ｔ２となって現れる。その結果、テストパターンＴＰＡの面積値は基準パターンの面積値よりも小さい値となるため、制御装置９０１は、不吐出を起こしているノズルがあると判断する。

【0098】

図１０（ｄ）は曲がりを示している。この場合はノズルから吐出された塗料が狙いの位置に正しく着弾せず、テストパターンＴＰＡ中に位置ずれを起こしたパターンＴ３となって現れる。曲がりの場合、テストパターンＴＰＡの面積値は基準パターンの面積値と同等の値であるため、面積値を比較する方法で曲がりを検出することは困難である。そこで、曲がりについては、曲がりがない状態の基準データを予め取得しておき、基準データの重心位置と、テストパターンＴＰＡを構成する個々のパターンの重心位置とを比較することによりパターンの曲がり量を測定する。測定の結果、曲がり量が規定の値を超えている場合は制御装置９０１は曲がりと判断する。なお、図１０（ｄ）については、現象をわかりやすくするためパターンＴ３の位置を大きくずらして図示されているが、実際のずれ量（曲がり量）は微小である。

【0099】

図１１は、正常なノズルでベタ塗りを行なった場合（図１１（ａ））と、曲がりが生じているノズルでベタ塗りを行なった場合（図１１（ｂ））とを示している。ノズルが副走査方向に曲がっていた場合、図１１（ｂ）に示すように塗料が着弾しない部分は、主走査方向に伸びるスジとなって現れる。当然、スジが現れた被吐出物（車体等）は不良品となる。

【0100】

以上のように、常時吐出および不吐出は、テストパターンの面積値に基づいて判断するのに対し、ノズルの曲がりは、テストパターンの重心位置に基づいて判断する。しかも、ノズルの曲がり量（重心位置のずれ量）は微小であるため、重心位置のずれ量の検出には高い精度が求められる。

【0101】

＜ノズル曲がりの検出について＞
図１２および図１３を用いてノズル曲がりの検出方法について説明する。図１２は、比較例における曲がり検出の一例を示す図であり、図１３は、実施形態における曲がり検出の一例を示す図である。

【0102】

図１２において、図１２（ａ）には本来取得したいパターン形状が示されている。実線で示した長円はパターンの外形を示しており、塗料は、実線にならうようにノズルから吐出されて上述のメディア板２００２にパターンを形成する。メディア板２００２に形成されたパターン（テストパターン）は、例えば、塗装ロボット１０００の撮影部１０１０によって撮影（取得）される。撮影部１０１０が取得したテストパターン画像は、制御装置９０１の画像処理部９０１７によって所定の画像処理が行われる。

【0103】

画像処理では、実線より内側の領域（グレーで示された領域）をパターンとして認識させたいのだが、その周囲には撮影部１０１０の解像度等により認識されたり、認識されなかったりする領域（ハッチングで示された領域）が存在する。そのため、実際に認識されたパターン形状は、例えば、図１２（ｂ）に示されるように誤差部分を含んだ形状で認識されてしまう場合がある。このように誤差部分を含んだ状態でパターンとして認識されてしまうと、パターンの重心の位置が副走査方向負側へΔＰ１移動する。その結果、比較例ではノズル曲がりが発生していないにもかかわらず、制御装置９０１はノズル曲がりと判断してしまう等、重心位置の検出精度の低下が懸念される。

【0104】

上記比較例に対し本発明は、車体Ｕを塗装する場合に比べて単位面積当たりの塗料の量を多くして、メディア板にテストパターンを形成するようにしている。

【0105】

図１３において、図１３（ａ）は被吐出物（車体Ｕ）の塗装時の液量で形成した場合のパターンを示している。メディア板２００２にテストパターンＴＰＡ，ＴＰＢを形成する際は、車体Ｕを塗装する場合に比べて単位面積当たりの液量を多くし、図１３（ｂ）に示されるようにパターン幅を太くする。パターン幅を太くすることで、パターン一つ当たりの面積が大きくなり、誤差部分がパターンの面積に対して占める割合が小さくなる。

【0106】

これにより、重心位置の副走査方向への移動量ΔＰ２は、比較例の場合の移動量ΔＰ１よりも減り、その結果、副走査方向の重心位置の検出精度を向上させることができる。なお、テストパターン形成時に単位面積当たりの液量を多くする方法としては、例えば、ノズルからの塗料の吐出量（Ｍｊ）を増やす方法や、ノズルから吐出する塗料のドット（液滴）間の距離を小さくする方法等が挙げられる。

【0107】

上述のように本実施形態は、ノズル１０２から塗料を吐出してメディア板２００２にテストパターンＴＰＡ，ＴＰＢを形成する塗料吐出部１０３０（ヘッド１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ）と、テストパターンＴＰＡ，ＴＰＢを撮影してテストパターン画像を取得する撮影部１０１０と、撮影部１０１０が取得したテストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理部９０１７と、画像処理部９０１７の処理結果に基づいてノズル１０２の異常の有無を判断する判断部９０１３と、を備える塗装システム１００００であって、テストパターンＴＰＡ，ＴＰＢは、塗料吐出部１０３０が車体Ｕに塗料を吐出する場合に比べて単位面積当たりの塗料の量が多くなるようにして、メディア板２００２に形成される。

【0108】

また、上述のように、テストパターンＴＰＡ，ＴＰＢは、塗料吐出部１０３０（ヘッド１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ）が車体Ｕに塗料を吐出する場合に比べてノズル１０２からの塗料の吐出量（Ｍｊ）を多くして形成される。

【0109】

また、上述のように、テストパターンＴＰＡ，ＴＰＢは、塗料吐出部１０３０（ヘッド１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ）が車体Ｕに塗料を吐出する場合に比べて塗料のドット間距離を小さくして形成される。

【0110】

これにより、誤差部分を含んだ形状でパターンが認識されたとしても、パターンの重心位置の移動量が低減され、重心の位置ずれに基づくノズル曲がりの検出精度を向上させることができる。

【0111】

＜洗浄液対応＞
次に、図１４乃至図１８を用いて、洗浄液による不具合への対応について説明する。

【0112】

図１４は、ノズル汚れの様子を説明する図、図１５は、ノズル洗浄を説明する図、図１６は、洗浄液がテストパターンに及ぼす不具合を説明する図、図１７および図１８は、テストパターンの形成例を示す図である。

【0113】

実施形態のようにニードル弁１３１によるノズル開閉によって塗料を吐出させる弁開閉方式のヘッドの場合、吐出開始前はノズル１０２がニードル弁１３１によって閉塞されているため、液室１１４内の塗料が乾燥したり増粘することはない。しかし、一度吐出が行われた後は、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すようにノズル１０２およびノズル板１０１には増粘した塗料Ｌａが残ることがある。また、図１４（ｃ）に示すように吐出時に発生するミストによってノズル１０２の周囲に残液が付着し、固着物Ｌｂとなって残ることがある。

【0114】

増粘した液体Ｌａや固着物Ｌｂは、ノズル１０２から塗料を吐出する際に抵抗となり、塗料の吐出曲がりをまねき、塗料を狙いの位置へ正しく吐出することができなくなる。また、液体Ｌａの増粘が大きい場合には、不吐出（ノズル１０２からの液体吐出不能）をまねくことがある。したがって、吐出品質を維持するためには、増粘した液体Ｌａおよび固着物Ｌｂを取り除く必要がある。

【0115】

増粘した液体Ｌａや固着物Ｌｂは、例えば、ノズル板１０１の表面に対して拭き取り（または掻き取り）清掃を行うことで除去される。または、例えば、定期的に塗装に寄与しない液滴を吐出させて、増粘した液体Ｌａや固着物Ｌｂをノズル１０２から吐き出させる空吐出（予備吐出、スピッティングなどともいう）を行うことで除去される。または、例えば、ノズル板１０１およびノズル１０２を洗浄することで除去される。

【0116】

本実施形態では、例えば、加圧された洗浄液Ｌｃを洗浄ノズルからノズル板１０１に吹き付けてノズル板１０１およびノズル１０２を洗浄する。ノズル１０２の洗浄を行う際は、図１５に示されるようにニードル弁１３１の先端をノズル１０２に当接（密着）させ、ノズル１０２を閉じた状態で洗浄液Ｌｃを吹き付ける。これにより、ノズル板１０１およびノズル１０２に付着した固着物Ｌｂや増粘した液体Ｌａ等の異物を洗い流すことができ、ヘッド１００の吐出品質を保つことが可能となる。なお、洗浄液供給機構等のヘッド維持機構は、図２に示された維持ステーション２０００の維持・洗浄部２００１に設けられる。

【0117】

ところが洗浄液でノズル板１０１およびノズル１０２の洗浄を行った場合、図１６（ａ）に示すように洗浄液Ｌｃがノズル１０２内に残ることがある。ノズル１０２内に洗浄液Ｌｃが残ったままの状態でメディア板２００２にテストパターンを形成させた場合、図１６（ｂ）に示すように先頭に洗浄液Ｌｃが現れ、パターンの形状を正しく認識できない場合がある。

【0118】

例えば、１滴目に塗料を着弾させるべきところを洗浄液Ｌｃが着弾してしまった場合は、取得したいパターン形状よりも主走査方向のパターン長さが短くなるため、正しい判断ができなくなる。または、ノズルから落下した洗浄液Ｌｃの後に取得したいパターン形状が形成された場合であって、洗浄液Ｌｃがパターンとして認識されてしまった場合は、取得したいパターン形状よりも主走査方向のパターン長さが長くなるため、正しい判断ができなくなる。

【0119】

このような場合、テストパターンの形成動作を実行する前に空吐出を実施し、ノズル１０２内の異物を吐き出させる工程を入れることも考えられるが、空吐出のための時間や設備が必要となり、コストアップになる。

【0120】

上記の説明で、テストパターン形成時に単位面積当たりの液量を多くする方法の一例として、ノズルから吐出する塗料のドット間の距離を小さくする方法を挙げたが、この方法は、上述の洗浄液による不具合に対しても有効である。

【0121】

図１７において、図１７（ａ）は被吐出物（車体Ｕ）の塗装時の液量で形成した場合のパターンを示し、１滴目に洗浄液Ｌｃが吐出された状態を示している。この状態では洗浄液Ｌｃの液滴がテストパターン認識に不具合をまねきやすくなる。

【0122】

これに対し、図１７（ｂ）に示されるように液滴のドット間距離を縮めてパターンを形成した場合は、洗浄液Ｌｃの液滴部分のほとんどが２滴目に滴下された塗料によって隠れるため、洗浄液Ｌｃの液滴部分はパターンとして誤認識されにくくなる。これにより、空吐出なしで洗浄液の影響を抑えることが可能となる。

【0123】

また、ドット間距離を縮めたテストパターン形成は、ヘッドの吐出周波数が一定の場合は、図１８に示すようにヘッドを備えた塗装ロボットのアーム移動速度が加速区間ＴＡにあるうち（例えば時間Ｔｔｐ）からテストパターン形成を開始する構成としてもよい。この場合にも１滴目と２滴目のドット間距離が縮まるため、図１７（ｂ）の場合と同様の効果が得られる。

【0124】

＜環境温度・塗料交換への対応＞
次に、図１９を用いて、環境温度が変化したり、使用する塗料が交換された場合の対応について説明する。図１９は、ドット間距離の調整例を説明する図である。

【0125】

塗装時の環境温度が変化した場合は、塗料吐出部１０３０（ヘッド１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ）における吐出条件を変更しないとノズル１０２からの塗料の吐出量（Ｍｊ）が変わってしまうおそれがある。実施形態では、環境情報取得部９０１９によって塗装システム１００００内の環境温度あるいは塗料の温度等を示す温度情報を取得しており、取得した温度情報に基づきテストパターンのドット間距離を調整し、パターン幅が一定に保たれるようにしている。

【0126】

具体的には、環境温度の変化によって吐出量が減少する場合は図１９（ａ）に示されるようにドット間距離を縮めてテストパターンを形成する。逆に、環境温度の変化によって吐出量が増加する場合は図１９（ｂ）に示されるようにドット間距離を広げてテストパターンを形成する。これによりパターン幅を一定に保つことができるようになる。このようなドット間距離の調整を自動で実施させることにより、検出精度を低下させることなく、ノズルの状態を高精度で検出することが可能になる。

【0127】

また、実施形態の塗装システム１００００においては、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）に対して、塗装に用いる塗料を入れ替えて使用される。例えば色の変更である。このように、塗装に用いる塗料を、種類の異なる塗料に交換した場合も、塗料吐出部１０３０（ヘッド１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ）における吐出条件を変更しないと塗料の特性差によりノズル１０２からの塗料の吐出量（Ｍｊ）が変わるおそれがある。

【0128】

実施形態では、例えば、塗装システム１００００で使用される塗料の特性を示す塗料情報が予め記憶部９０１５に格納されている。端末装置９０３でユーザが塗料を選択すると、記憶・読出部９０１４は、記憶部９０１５からユーザが選択した塗料に対応する塗料情報を読み出し、読み出された塗料情報に基づき特定部９０１２はテストパターンのドット間距離を特定する。そして、制御装置９０１が特定部９０１２の特定結果に基づきテストパターンのドット間距離を調整することで、パターン幅が一定に保たれるようにしている。

【0129】

具体的には、塗料を種類の異なる塗料に交換したことによって、吐出量が減少する場合は図１９（ａ）に示されるようにドット間距離を縮めてテストパターンを形成する。逆に、塗料を種類の異なる塗料に交換したことによって、吐出量が増加する場合は図１９（ｂ）に示されるようにドット間距離を広げてテストパターンを形成する。これによりパターン幅を一定に保つことができるようになる。このようなドット間距離の調整を自動で実施させることにより、検出精度を低下させることなく、ノズルの状態を高精度で検出することが可能になる。

【0130】

上述のように本実施形態は、ドット間距離を、環境温度に応じて変更する。

【0131】

また、上述のように、環境温度が、塗料吐出部１０３０からの塗料の吐出量が減少する方向に変化した場合は、ドット間距離を縮めてテストパターンを形成し、環境温度が、塗料吐出部１０３０からの塗料の吐出量が増加する方向に変化した場合は、ドット間距離を広げてテストパターンを形成する。

【0132】

また、上述のようにドット間距離を、塗料の種類に応じて変更する。

【0133】

また、上述のように、塗料を種類の異なる塗料に交換したことによって、塗料吐出部１０３０からの塗料の吐出量が減少する方向に変化した場合は、ドット間距離を縮めてテストパターンを形成し、塗料を種類の異なる液体に交換したことによって、塗料吐出部１０３０からの塗料の吐出量が増加する方向に変化した場合は、ドット間距離を広げてテストパターンを形成する。

【0134】

これにより、パターン幅が一定に維持され、常にノズルの状態を高精度で検出することができる。

【0135】

＜異常判断のフロー＞
図２０を用いて実施形態における異常判断のフローを説明する。図２０は、異常判断の一例を示すフローチャートである。

【0136】

異常判断においては、まず塗装ロボット１０００のエンドエフェクタ１００４に取り付けたヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）の洗浄回数がリセットされる（ステップＳ１）。次に、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）に対して実施された洗浄回数が確認される（ステップＳ２）。

【0137】

ステップＳ２において、洗浄回数が所定値Ｍを超えている（Ｎ＞Ｍ）と判断された場合は、塗装を停止し（ステップＳ８）、終了（システム停止）となる。これは、洗浄をＭ回実施したが洗浄だけでは異常状態を解消することができなかったことを意味する。ステップＳ２において、洗浄回数が所定値Ｍ以下（Ｎ≦Ｍ）と判断された場合は、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）に対して維持動作が実行される（ステップＳ３）。

【0138】

なお、ステップＳ１から実行した場合は、洗浄回数Ｎは必ずＭ以下となるため、その場合はステップＳ２をスキップし、ステップＳ３（維持動作）を実行する構成としてもよい。ステップＳ３（維持動作）では、ヘッドのノズル面（ノズル板１０１表面）の拭き取り清掃、ヘッドの空吐出、または洗浄液、洗浄エアによるノズル面の洗浄等の手段によって、適宜、維持動作が実行される。

【0139】

次に、ヘッド１００（７００，７００Ａ，７００Ｂ）は、メディア板２００２と対向する位置に移動し、メディア板２００２に塗料を吐出してメディア板２００２にテストパターンを形成する（ステップＳ４）。

【0140】

次に、メディア板２００２に形成されたテストパターンを撮影する（ステップＳ５）。テストパターンの撮影は、例えば、塗装ロボット１０００の撮影部１０１０によって行われる。撮影部１０１０が撮影（取得）したテストパターン画像は、制御装置９０１の画像処理部９０１７によって所定の画像処理が行われ、画像処理部９０１７での処理結果に基づき異常判断が実行される（ステップＳ６）。

【0141】

ステップＳ６において、「異常なし」と判断された場合は、塗装の実施が可能となる（ステップＳ７）。ステップＳ６において、「異常あり（常時吐出）」と判断された場合は、塗装を停止し（ステップＳ８）、終了となる。常時吐出は、ノズルが塗料を吐出し続ける現象であり、維持動作では対処できないためである。ステップＳ６において、「異常あり（不吐出・曲がり）」と判断された場合は、維持動作によって解消できる可能性があるため、ステップＳ２に戻る。このとき洗浄回数Ｎには１が加算される。加算後の洗浄回数が所定値Ｍを超える場合はステップＳ８へ移行し、所定値Ｍ以下である場合は再びステップＳ３以降の工程が実行される。そして、所定値Ｍを超えないうちに「異常あり（不吐出・曲がり）」が解消されたならば、塗装の実施が可能となり、所定値Ｍを超えても「異常あり（不吐出・曲がり）」が解消されなかった場合は、塗装を停止し（ステップＳ８）、終了となる。

【0142】

＜補足＞
本発明において「液体吐出装置」は、液体を吐出するヘッドを備え、ヘッドを駆動させて液体を吐出する装置である。液体吐出装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

【0143】

この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの供給、搬送、排出に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

【0144】

また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

【0145】

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、紙、フィルム、布、鋼板などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

【0146】

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、アルミニウム箔や銅箔といった集電体、または集電体上に活物質層が形成された電極など、液体が一時的でも付着可能であればよい。

【0147】

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、電極材料として用いられる活物質や固体電解質、導電性材料や絶縁性材料を含むインクなどを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどが挙げられる。これらは例えば、塗工用塗料、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液、電極、電気化学素子等の用途で用いることができる。

【0148】

また、「液体吐出装置」は、ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、ヘッドを移動させるシリアル型装置、ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

【0149】

また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

【0150】

また、「液体吐出装置」は、定置型の装置に限るものではない。液体吐出装置は、例えば、ヘッドが搭載された、遠隔操作や自律走行によって移動が可能なロボットであってもよく、移動可能なロボットにより建物の外壁塗装や道路の路面標示（横断歩道、停止線、速度表示等）の塗装等への適用も可能になる。この場合の建物や道路もまた「液体が付着可能なもの」に含まれる。

【0151】

以上説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。

【0152】

[第１態様]
第１態様は、ノズルから液体（例えば塗料）を吐出して被検出部材（例えばメディア板２００２）にテストパターンを形成する液体吐出部（例えば塗料吐出部１０３０）と、前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影部（例えば撮影部１０１０）と、前記撮影部が取得した前記テストパターン画像に対して画像処理を行う画像処理部（例えば画像処理部９０１７）と、前記画像処理部の処理結果に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断部（例えば判断部９０１３）と、を備える液体吐出装置（例えば塗装システム１００００）であって、前記テストパターンは、前記液体吐出部が被吐出物（例えば車体Ｕ）に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成されることを特徴とするものである。

【0153】

[第２態様]
第２態様は、第１態様において、前記テストパターンは、前記液体吐出部が前記被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて前記ノズルからの前記液体の吐出量を多くして形成されることを特徴とするものである。

【0154】

[第３態様]
第３態様は、第１態様において、前記テストパターンは、前記液体吐出部が前記被吐出物に前記液体を吐出する場合に比べて前記液体のドット間距離を小さくして形成されることを特徴とするものである。

【0155】

[第４態様]
第４態様は、第３態様において、前記ドット間距離を、環境温度に応じて変更することを特徴とするものである。

【0156】

[第５態様]
第５態様は、第４態様において、前記環境温度が、前記液体吐出部からの液体の吐出量が減少する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を縮めて前記テストパターンを形成し、前記環境温度が、前記液体吐出部からの液体の吐出量が増加する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を広げて前記テストパターンを形成することを特徴とするものである。

【0157】

[第６態様]
第６態様は、第３態様または第４態様において、前記ドット間距離を、前記液体の種類に応じて変更することを特徴とするものである。

【0158】

[第７態様]
第７態様は、第６態様において、前記液体を種類の異なる液体に交換したことによって、前記液体吐出部からの液体の吐出量が減少する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を縮めて前記テストパターンを形成し、前記液体を種類の異なる液体に交換したことによって、前記液体吐出部からの液体の吐出量が増加する方向に変化した場合は、前記ドット間距離を広げて前記テストパターンを形成することを特徴とするものである。

【0159】

[第８態様]
第８態様は、ノズルから液体（例えば塗料）を吐出して被検出部材（例えばメディア板２００２）にテストパターンを形成するテストパターン形成ステップ（例えばステップＳ４）と、前記テストパターンを撮影してテストパターン画像を取得する撮影ステップ（例えばステップＳ５）と、前記撮影ステップで取得した前記テストパターン画像に基づいて前記ノズルの異常の有無を判断する判断ステップ（例えばステップＳ６）と、を備える液体吐出装置（例えば塗装システム１００００）の異常ノズル検出方法であって、前記テストパターンは、被吐出物（例えば車体Ｕ）に前記液体を吐出する場合に比べて単位面積当たりの前記液体の量が多くなるようにして、前記被検出部材に形成されることを特徴とするものである。

【符号の説明】

【0160】

１００，７００，７００Ａ，７００Ｂ ヘッド
１０１ ノズル板
１０２ ノズル
１３１ ニードル弁
１３２ 圧電素子
９０１ 制御装置
９０１３ 判断部
９０１７ 画像処理部
９０２ ヘッド制御部
９０３ 端末装置
９０４ ロボット制御部
９０５ 維持制御部
１０００ 塗装ロボット
１０１０ 撮影部
１０３０ 塗料吐出部（液体吐出部の一例）
２０００ 維持ステーション
２００２ メディア板（被検出部材の一例）
１００００ 塗装システム
Ｕ 車体（被吐出物の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】