特許 7181417 塗装装置および塗装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-21

(45)【発行日】2022-11-30

(54)【発明の名称】塗装装置および塗装方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20221122BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20221122BHJP

   B05D 7/00 20060101ALI20221122BHJP

   B05D 3/00 20060101ALI20221122BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20221122BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

B05D7/00 K

B05D3/00 D

B05D1/26 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021543086

(86)(22)【出願日】2020-08-28

(86)【国際出願番号】 JP2020032768

(87)【国際公開番号】W WO2021040028

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2022-02-16

(31)【優先権主張番号】P 2019159144

(32)【優先日】2019-08-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】穂積 大輔

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４７５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１１７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５４１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１３８０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３１８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６８０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６８２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０３９２９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１２－５０６３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０２０５７７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

Ｂ４１Ｊ ２／０１

２／１６５－２／２０

２／２１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に延びる凹部を有する被塗装物を塗装する塗装装置であって、
ノズル面を有するヘッドと、
前記ヘッドを保持するアームと、
前記アームを介して前記ヘッドの動きを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１方向に沿う前記ヘッドの第１成分の長さが、前記第１成分に交差する前記ヘッドの第２成分の長さよりも大きくなるように前記ノズル面と前記凹部とを対向させながら、前記第１方向に前記ヘッドを移動させ、
前記ヘッドは、前記ノズル面が、前記凹部の内面と向かい合うように揺動する
塗装装置。

【請求項2】

前記制御部は、
平面視した前記ヘッドの長さ方向に交差する幅方向が前記第１方向に沿うように前記ノズル面と前記凹部以外の前記被塗装物とを対向させながら、前記第１方向に前記ヘッドを移動させる
請求項１に記載の塗装装置。

【請求項3】

前記制御部は、
平面視した前記ヘッドの長さ方向が前記第１方向に沿うように前記ノズル面と前記凹部とを対向させながら、前記第１方向に前記ヘッドを移動させる
請求項１または２に記載の塗装装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記凹部の側面に対応する塗装材料の吐出量が、側面以外に対応する前記塗装材料の吐出量よりも大きくなるように前記ノズル面からの前記塗装材料の吐出を異ならせる
請求項１～３のいずれか１つに記載の塗装装置。

【請求項5】

前記ノズル面は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔を有する第１領域と、前記第１領域を囲む第２領域とを有し、
前記第１方向に交差する第２方向の長さは、前記第１領域の方が、前記凹部よりも大きい
請求項１～４のいずれか１つに記載の塗装装置。

【請求項6】

前記第１方向に交差する第２方向の長さは、前記ノズル面の方が、前記凹部よりも大きい
請求項１～５のいずれか１つに記載の塗装装置。

【請求項7】

前記ノズル面は、前記ヘッドの長さ方向に並ぶ複数の吐出孔を１単位とする行を前記ヘッドの幅方向に複数有し、
互いに隣り合う前記行の間隔が最大となるときの対応する吐出孔同士の前記長さ方向の距離をｘ、前記幅方向の距離をｙとしたとき、前記第１方向に交差する第２方向に対する前記ヘッドの長さ方向の角度θが、ｔａｎθ≧（ｘ／ｙ）の関係を有する
請求項１～６のいずれか１つに記載の塗装装置。

【請求項8】

前記塗装装置を用いて塗装された塗装膜の厚みは、前記凹部の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項１～７のいずれか１つに記載の塗装装置。

【請求項9】

前記塗装膜の厚みは、前記凹部の側面の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項８に記載の塗装装置。

【請求項10】

前記塗装膜の厚みは、前記凹部の側面のうち、ヘッド側の端部に位置する角部の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項８または９に記載の塗装装置。

【請求項11】

第１方向に延びる凹部を有する被塗装物を塗装する塗装方法であって、
前記第１方向に沿うヘッドの第１成分の長さが、前記第１成分に交差する前記ヘッドの第２成分の長さよりも大きくなるように前記ヘッドのノズル面と前記凹部とを対向させる工程と、
前記第１方向に前記ヘッドを移動させる工程と、
前記ノズル面が前記凹部の内面と向かい合うように前記ヘッドを揺動させる工程と
を含む塗装方法。

【請求項12】

前記塗装方法を用いて塗装された塗装膜の厚みは、前記凹部の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項１１に記載の塗装方法。

【請求項13】

前記塗装膜の厚みは、前記凹部の側面の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項１２に記載の塗装方法。

【請求項14】

前記塗装膜の厚みは、前記凹部の側面のうち、ヘッド側の端部に位置する角部の方が、前記凹部が位置しない部分よりも大きい
請求項１２または１３に記載の塗装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、塗装装置および塗装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット方式を利用した塗装装置が知られている。このようなインクジェット方式の塗装装置には、塗装材料を吐出させるためのヘッドが搭載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－２０２７８１号公報

【文献】特開２０１８－２０２３４４号公報

【発明の概要】

【0004】

実施形態の一態様に係る塗装装置は、第１方向に延びる凹部を有する被塗装物を塗装する。塗装装置は、ヘッドと、アームと、制御部とを備える。ヘッドは、ノズル面を有する。アームは、前記ヘッドを保持する。制御部は、前記アームを介して前記ヘッドの動きを制御する。前記制御部は、前記第１方向に沿う前記ヘッドの第１成分の長さが、前記第１成分に交差する前記ヘッドの第２成分の長さよりも大きい姿勢で、前記ノズル面と前記凹部とを対向させながら、前記第１方向に前記ヘッドを移動させる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】図１は、実施形態に係る塗装装置の説明図である。

【図2】図２は、塗装された被塗装物の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す平面図である。

【図4】図４は、第２の実施形態に係る塗装装置による凹部の塗装例を示す断面図である。

【図5A】図５Ａは、塗装材料の吐出手法を比較する説明図である。

【図5B】図５Ｂは、塗装材料の吐出手法を比較する説明図である。

【図6】図６は、第３の実施形態に係る塗装装置による凹部の塗装例を示す説明図である。

【図7A】図７Ａは、第４の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドと凹部との関係を示す説明図である。

【図7B】図７Ｂは、塗装装置が有するヘッドと凹部との関係を示す説明図である。

【図8】図８は、第５の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す平面図である。

【図9】図９は、ヘッドのノズル面の一例を示す平面図である。

【図10】図１０は、第６の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドと凹部との関係を示す説明図である。

【図11A】図１１Ａは、実施形態に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【図11B】図１１Ｂは、実施形態に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【図11C】図１１Ｃは、実施形態に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【図12】図１２は、被塗装物の他の一例を示す断面図である。

【図13A】図１３Ａは、実施形態の変形例に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【図13B】図１３Ｂは、実施形態の変形例に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する塗装装置および塗装方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0007】

＜塗装装置の構成＞
まず、図１を参照して実施形態に係る塗装装置の概要について説明する。図１は、実施形態に係る塗装装置の説明図である。なお、説明を分かりやすくするために、図１には、鉛直上向きを正方向とし、鉛直下向きを負方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、後述の説明に用いる他の図面でも示す場合がある。また、図１に示す塗装装置１と同様の構成については同じ符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

【0008】

図１に示すように、塗装装置１は、ヘッド１０と、ロボット２０と、制御装置４０とを備える。ヘッド１０は、例えば、バルブ方式、ピエゾ方式、またはサーマル方式のインクジェットヘッドを用いることができる。ヘッド１０として、ピエゾ方式、またはサーマル方式のインクジェットヘッドを用いると、高解像度化を実現しやすい。

【0009】

ヘッド１０は、ロボット２０に固定されている。ヘッド１０は、制御装置４０によって制御されるロボット２０の動作に応じて移動する。

【0010】

ヘッド１０は、ノズル面１２に位置する複数の吐出孔１１から吐出した塗装材料を、ノズル面１２と対向する被塗装物３０の表面に着弾させることにより、被塗装物３０を塗装する。

【0011】

ヘッド１０には、図示しないタンクから塗装材料が供給される。ヘッド１０は、タンクから供給される塗装材料を吐出する。塗装材料は、揮発成分と不揮発成分とを含む混合物であり、流動性を有する。なお、タンクは、ヘッド１０に収容された図示しないリザーバであってもよい。

【0012】

揮発成分は、例えば、水、有機溶剤、アルコールなどであり、例えば粘度や表面張力といった塗装材料の物性を調整する。不揮発成分は、例えば、顔料、樹脂材料、添加剤を含む。顔料は、所望する塗装色に応じて使用される１または複数の着色顔料を含む。樹脂材料は、被塗装物３０に付着して成膜する。添加剤は、例えば耐候性等を目的として添加される機能性材料である。

【0013】

なお、吐出孔１１に供給される塗装材料は、複数の着色顔料または塗装材料を所定の割合で混合させて所望の塗装色が発現するように調製されたものである。

【0014】

ロボット２０は、ヘッド１０を保持する。ロボット２０は、例えば、６軸の多関節ロボットである。ロボット２０は、例えば、垂直多関節ロボットまたは水平多関節ロボットであってもよい。ロボット２０は、複数のアーム２１を有し、アーム２１の先端には、ヘッド１０が固定されている。ロボット２０は、床面や壁面、天井面などに固定される。なお、保持したヘッド１０を適切に移動させることができれば、ロボット２０が有するアーム２１の自由度に制限はない。

【0015】

制御装置４０は、塗装装置１を制御する。制御装置４０は、塗装装置１を制御する制御部４１と、記憶部４５とを含む。制御部４１は、吐出制御部４２と、動作制御部４３とを含む。

【0016】

制御部４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Desk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種回路を含む。かかるコンピュータのＣＰＵは、例えば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部４１として機能する。また、制御部４１をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成してもよい。

【0017】

吐出制御部４２は、記憶部４５に記憶された設定情報に基づいてヘッド１０を制御し、複数の吐出孔１１から被塗装物３０に向けて塗装材料を吐出させる。動作制御部４３は、記憶部４５に記憶された設定情報に基づいて複数のアーム２１の動作を制御し、アーム２１を介してヘッド１０の動きを制御する。ヘッド１０と被塗装物３０との間の距離は、例えば、０．５～１４ｍｍ程度に保持される。なお、塗装材料の吐出を含むヘッド１０の詳細な動きについては後述する。

【0018】

記憶部４５は、例えば、ＲＯＭおよびＨＤＤに対応する。ＲＯＭおよびＨＤＤは、制御装置４０における各種制御のための設定情報を記憶することができる。記憶部４５は、ヘッド１０による塗装材料の吐出制御に関する情報を記憶する。また、記憶部４５は、複数のアーム２１の動作制御に関する情報を記憶する。なお、記憶部４５は、図示しない端末装置を用いたユーザの教示作業によって入力されたデータを、ロボット２０を動作させるための教示データとして記憶してもよい。また、制御部４１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して設定情報を取得することとしてもよい。

【0019】

被塗装物３０は、例えば、車体である。被塗装物３０は、図示しない搬送装置に載置され、搬出入が行われる。実施形態に係る塗装装置１は、搬送装置を停止させた状態で被塗装物３０を塗装する。なお、塗装装置１は、搬送と停止を繰り返し行う被塗装物３０を塗装するものであってもよく、被塗装物３０の搬送に並行して塗装するものであってもよい。

【0020】

図２は、塗装された被塗装物の一例を示す断面図である。図２に示す被塗装物３０は、基材３１と、プライマ層３２と、第１塗装層３３とを含む。基材３１は、例えば所定の形状に加工された鋼板であり、必要に応じて電着処理が施されて防錆性が付与される。プライマ層３２は、例えば耐候性、発色性、耐剥離性を付与するために設けられる。第１塗装層３３は、例えば、平滑性および耐候性を有し、所望の塗装色を付与するベース層である。第１塗装層３３の表面が、実施形態に係る塗装装置１で塗装される被塗装面３０ａとなる。

【0021】

被塗装面３０ａである第１塗装層３３上には、第２塗装層３４が位置している。第２塗装層３４は、第１塗装層３３とは異なる塗装色を有する塗装材料によって、第１塗装層３３の一部を覆うように位置する。これにより、被塗装物３０は、第２塗装層３４が位置する領域３６と、第２塗装層３４が位置せずに第１塗装層３３が露出した領域３５とが第２塗装層３４の端部３７を境界として並ぶいわゆるツートーンカラーに塗装が施された塗装体３８となる。

【0022】

図２に示した例では、塗装装置１は、第１塗装層３３上の被塗装面３０ａに第２塗装層３４を位置させるとして説明したが、これに限らず、例えばプライマ層３２上の塗装面３２ａに第１塗装層３３を位置させる場合に塗装装置１を適用してもよい。

【0023】

なお、塗装体３８は、図２に示した例に限られない。例えば、領域３５，３６の表面に図示しない被覆層が位置してもよい。また、第２塗装層３４を有さず、第１塗装層３３のみを有してもよく、第１塗装層３３の全面に第２塗装層３４が位置してもよい。さらに、被塗装物３０または塗装体３８が、１または複数の図示しない層をさらに有してもよい。

【0024】

＜第１の実施形態＞
図３は、第１の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す説明図である。図３は、ヘッド１０およびヘッド１０のノズル面１２（図１参照）と対向する被塗装物３０をＺ軸正方向側から見た平面図に相当する。なお、説明を容易にするために、被塗装物３０は、例えば車体のルーフなど、ＸＹ平面に沿う平面形状であるとする。

【0025】

また、被塗装物３０は、第１方向としてのＹ軸方向に沿って延びる凹部が位置する部分５１と、凹部が位置しない部分５２とを有する。部分５１は、例えば車体のルーフに位置するルーフレール取付用の溝である。

【0026】

また、以下に説明する各実施形態では、ヘッド１０が被塗装面３０ａ上に第２塗装層３４を位置させる塗装材料を吐出する場合を例に挙げて説明する。また、以下に説明する各実施形態に係る塗装装置１は、ヘッド１０の動作を除いて共通の構成を有している。このため、例えばロボット２０や制御装置４０など、ヘッド１０を除く他の構成は図示を省略する。

【0027】

図３に示すヘッド１０－１は、長さ方向がＹ軸方向に沿うように位置し、部分５１とノズル面１２（図１参照）とを対向させた状態で、Ｙ軸方向に移動する。ヘッド１０－１は、長さ方向への移動によって狭い範囲の被塗装面３０ａに対する塗装材料の吐出量を増やすことができる。このため、かかるヘッド１０－１を用いると、部分５２と比較して被塗装面３０ａとの距離が大きくなる部分５１（凹部）であっても、見栄えよく塗装することができる。

【0028】

これに対し、ヘッド１０－２は、長さ方向が第１方向に交差する第２方向としてのＸ軸方向に沿うように位置し、部分５２とノズル面１２（図１参照）とを対向させた状態で、Ｙ軸方向に移動する。これにより、ヘッド１０－２は、長さ方向に交差する幅方向への１回の移動によってヘッド１０－２のサイズに対して広範囲の被塗装面３０ａを見栄えよく塗装することができる。このため、部分５２の塗装に適している。

【0029】

ここで、ヘッド１０－１，１０－２を用いて、例えば、１ｍ^２／分以上５ｍ^２／分以下の面積塗装速度を達成すればよい。このような面積塗装速度を達成するためには、部分５２を塗装するヘッド１０－２の印画領域の長さを１００ｍｍとしたときに、ヘッド１０－２のＹ軸方向への移動速度ｖ２は、例えば１．６７×１０^２ｍｍ／ｓ以上４１．６７×１０^２ｍｍ／ｓ以下の所定の速度とすればよい。

【0030】

また、部分５１を塗装するヘッド１０－１のＹ軸方向への移動速度ｖ１は、ヘッド１０－１の長さ方向の大きさをａ、長さ方向に交差する幅方向の大きさをｂとしたとき、ｖ１≦ｖ２×（ａ／ｂ）とすることができる。このように、本実施形態に係る塗装装置によれば、移動速度ｖ１、ｖ２を規定することにより、被塗装面３０ａの全体にわたり見栄えよく塗装することができる。

【0031】

このように凹部の有無に応じてヘッド１０の姿勢を変更して位置させることにより、被塗装面３０ａの全体にわたって見栄えが良くなる。このため、塗装品質を向上することができる。なお、図３に示したヘッド１０－１、１０－２は、例えば図１に示す塗装装置１が有する１つのヘッド１０を制御して、塗装する部分に応じた姿勢となるように位置させることを意味したものである。ただし、塗装装置１が、ヘッド１０－１、１０－２をそれぞれ個別に有してもよい。

【0032】

また、塗装装置１が有するヘッド１０の解像度は、例えば、１５０ｄｐｉ（dots per inch）以上とすることができる。より好ましくは、ヘッド１０の解像度は、３００ｄｐｉ以上である。ヘッド１０の解像度が、１５０ｄｐｉ以上であることにより、レベリング性が向上し、塗装膜の品質が向上する。なお、必ずしもヘッド１０の解像度は１５０ｄｐｉ以上でなくてもよい。

【0033】

＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態に係る塗装装置による凹部の塗装例を示す断面図である。図４に示すように、部分５１の側面としての第１面５１ａでは、部分５１の底面としての第２面５１ｂおよび部分５２と比較して、塗装材料の吐出量が異なる。具体的には、本実施形態に係る塗装装置は、第１面５１ａに対応する塗装材料の吐出量が、第１面５１ａ以外に対応する塗装材料の吐出量よりも大きくなるようにヘッド１０からの塗装材料の吐出滴の大きさを異ならせる。一例としては、第１面５１ａに吐出される吐出滴１６ａを、他の部分に吐出される吐出滴１６ｂよりも大きくする。

【0034】

一般に、ヘッド１０のノズル面１２（図１参照）に対して交差する方向に位置する第１面５１ａは、第１面５１ａ以外の部分と比較して吐出滴のわずかな位置ずれによる影響が大きく、塗装が難しい。そこで、本実施形態に係る塗装装置は、第１面５１ａに対応する塗装材料の吐出量を他の部分と比較して大きくすることにより、吐出滴が位置ずれした場合であっても、他の吐出滴が位置ずれした部分をカバーすることができ、塗装精度が向上する。このため、本実施形態に係る塗装装置によれば、塗装品質を向上することができる。

【0035】

ここで、塗装材料の吐出滴を大きくする手法の具体例について、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。図５Ａ、図５Ｂは、塗装材料の吐出手法を比較する説明図である。なお、図５Ａ、図５Ｂでは、図示による説明を簡単にするために、ヘッド１０のノズル面１２に対して交差する方向に位置する第１面５１ａの代わりに、ノズル面１２と対向して位置する被塗装面３０ａを示している。

【0036】

図５Ａに示す例では、ヘッド１０のノズル面１２から吐出された塗装材料１６ａ１に対応する大きさの吐出滴１６ａが被塗装面３０ａ上に位置する。すなわち、塗装材料１６ａ１の吐出量は、吐出滴１６ａの大きさに対応している。図５Ａに示すヘッド１０は、例えば、吐出滴１６ｂを吐出するヘッド１０とは別に用意するとよい。このため、実施形態に係る塗装装置１は、吐出滴の大きさの異なる複数のヘッド１０を含むことができる。

【0037】

一方、図５Ｂに示す例では、ヘッド１０のノズル面１２から吐出された塗装材料１６ａ２のサイズが、吐出滴１６ａよりも小さい点で図５Ａに示す例と相違する。塗装材料１６ａ２の吐出間隔を制御して、被塗装面３０ａに到達するまでに複数の塗装材料１６ａ２を合一させることで、塗装材料１６ａ２よりも大きな吐出滴１６ａを被塗装面３０ａ上に位置させることができる。このため、実施形態に係る塗装装置１は、吐出制御部４２がノズル面１２からの吐出間隔を制御することにより、１種類のヘッド１０で端部領域３６ｃおよび中央領域３６ｄを塗装することができる。

【0038】

図４に戻り、凹部の幅、すなわち、部分５１のＸ軸方向に沿う長さｗは、凹部の深さ、すなわち第１面５１ａのＺ軸方向に沿う長さｄ以上とすることができる。このような形状を有する凹部であれば、見栄えよく塗装させやすい。ただし、吐出滴１６ａの大きさを適切に制御することにより、ｄ＞ｗとなる部分５１であっても、塗装品質を向上することができる。

【0039】

＜第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態に係る塗装装置による凹部の塗装例を示す説明図である。本実施形態に係る塗装装置１が有するヘッド１０は、ノズル面１２が、凹部の内面、すなわち第１面５１ａおよび第２面５１ｂと向かい合うように位置Ｐ１から位置Ｐ２まで揺動する。このようにヘッド１０を揺動させることにより、第１面５１ａおよび第２面５１ｂだけでなく、第１面５１ａおよび第２面５１ｂが交差する隅部５１ｃについても塗装材料を適切に行き渡らせやすくなる。このため、塗装品質を向上することができる。

【0040】

＜第４の実施形態＞
図７Ａ、図７Ｂは、塗装装置が有するヘッドと凹部との関係を示す説明図である。図７Ｂに示すヘッド１０は、Ｘ軸方向に沿うノズル面１２の長さＬ１が、部分５１の長さｗよりも小さい。このため、ヘッド１０の周囲からの気流６１が部分５１の内部に入り込みやすくなる。これにより、ノズル面１２から吐出される塗装材料が所望する位置からずれて部分５１の内部に到達し、塗装品質が低下しやすくなる。

【0041】

これに対し、図７Ａに示すように、第４の実施形態に係る塗装装置が有するヘッド１０は、Ｘ軸方向に沿うヘッド１０のノズル面１２の長さＬ１が、部分５１の長さｗよりも大きい。このため、ノズル面１２がヘッド１０の周囲からの気流６１の進入を妨げ、部分５１の内部に入り込みにくくなる。これにより、本実施形態に係る塗装装置によれば、部分５１の内部における塗装品質が向上する。

【0042】

ここで、本実施形態に係る塗装装置が有するヘッド１０と凹部との間隔、すなわちノズル面１２と部分５２との間隔ｄ１（図７参照）は、例えば、０．５～１４ｍｍ程度とすることができる。このように間隔ｄ１を規定することにより、気流６１の進入を妨げやすくなる。

【0043】

＜第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドの一例を示す平面図である。図８に示すヘッド１０－３は、長さ方向に交差する幅方向の寸法が、部分５１のＸ軸方向に沿う長さよりも小さい。このようなヘッド１０－３では、Ｙ軸方向への１回の移動により部分５１をすべて塗装できるよう、ヘッド１０－３の長さ方向を、Ｙ軸方向に対して傾けるとよい。このとき、ヘッド１０－３は、Ｙ軸方向の長さ、すなわちＸ軸方向に投影した第１成分の長さａ１が、Ｘ軸方向の長さ、すなわちＹ軸方向に投影した第２成分の長さｂ１よりも大きくなるように角度θを規定すると、部分５１の内部における塗装品質が向上する。

【0044】

また、角度θは、ノズル面１２に位置する吐出孔１１の配列に基づいて設定してもよい。図９は、ヘッドのノズル面の一例を示す平面図である。

【0045】

図９に示すように、ノズル面１２は、ヘッド１０－３の長さ方向、ここではＸ軸方向に沿って並ぶ複数の吐出孔１１を１単位とする行を、ヘッド１０－３の幅方向、ここではＹ軸方向に複数有している。このとき、互いに隣り合う行の間隔が最大となるときの対応する吐出孔１１同士の長さ方向の距離をｘ、幅方向の距離をｙとしたとき、Ｘ軸方向に対するヘッド１０－３の長さ方向の傾き、すなわち角度θが、例えばｔａｎθ≧（ｘ／ｙ）の関係を有する。このように角度θを規定することにより、例えば隣り合う行間の隙間が大きい場合であっても、近接する吐出孔１１から吐出される吐出滴が隙間を埋めることで塗装スジが生じにくくなり、塗装品質が向上する。

【0046】

＜第６の実施形態＞
図１０は、第６の実施形態に係る塗装装置が有するヘッドと凹部との関係を示す説明図である。図１０に示すように、本実施形態に係る塗装装置１が有するヘッド１０のノズル面１２は、塗装材料を吐出する複数の吐出孔１１を有する第１領域Ｒ１と、第１領域Ｒ１を囲む第２領域Ｒ２とを有する。このとき、第１領域Ｒ１のＸ軸方向の長さＬ２を、部分５１のＸ軸方向の長さｗよりも大きくすることにより、Ｙ軸方向への１回の移動によって部分５１の全体を塗装することができる。このため、生産性が向上する。特に、Ｌ２－Ｗ≧３ｍｍとすると、部分５１の塗装ムラの発生がさらに低減する。

【0047】

＜塗装膜＞
次に、上記の各実施形態に係る塗装装置１によって塗装された塗装膜について説明する。図１１Ａ～図１１Ｃは、実施形態に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【0048】

図１１Ａに示す塗装体３８は、凹部の底面としての第２面５１ｂ上に位置する塗装膜としての第２塗装層３４の厚みｔ２が、凹部が位置しない部分５２上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１よりも大きい。このように厚みｔ２を大きくすることにより、例えば部分５１にルーフレールなどの部材を取り付ける場合であっても、第２塗装層３４が剥離しにくい。このため、実施形態に係る塗装膜によれば、塗装品質が向上するとともに、塗装体３８の環境強度が向上する。

【0049】

また、図１１Ｂに示す塗装体３８は、凹部の側面としての第１面５１ａ上に位置する第２塗装層３４のＸ軸方向の幅ｗ１が、凹部が位置しない部分５２上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１よりも大きい。このように幅ｗ１を大きくすることにより、例えば部分５１にルーフレールなどの部材を取り付ける場合であっても、第２塗装層３４が剥離しにくい。このため、実施形態に係る塗装膜によれば、塗装品質が向上するとともに、塗装体３８の環境強度が向上する。

【0050】

また、図１１Ｃに示す塗装体３８は、凹部の側面としての第１面５１ａのうち、ヘッド側の端部に位置する角部５３上に、Ｚ軸方向に突出する凸部３３ａを有する。これにより、角部５３上に位置する第２塗装層３４のＺ軸方向の厚み（ｔ１＋ｔ３）は、凹部が位置しない部分５２上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１よりも大きくなる。このように角部５３上に位置する第２塗装層３４の厚みを大きくすることにより、例えば部分５１にルーフレールなどの部材を取り付ける場合であっても、第２塗装層３４が剥離しにくい。このため、実施形態に係る塗装膜によれば、塗装品質が向上するとともに、塗装体３８の環境強度が向上する。

【0051】

＜変形例＞
上記した各実施形態では、被塗装物３０は第１方向に延びる凹部を有するとして説明したが、これに限らず、例えば第１方向に延びる凸部を有してもよい。図１２は、被塗装物の他の一例を示す断面図である。また、図１３Ａ，図１３Ｂは、実施形態の変形例に係る塗装体の一例を示す断面図である。

【0052】

図１２に示す被塗装物３０は、第１方向としてのＹ軸方向に沿って延びる凸部が位置する部分５１Ａと、凸部が位置しない部分５２Ａとを有する。部分５１は、例えばボルテックスジェネレータ、あるいはコルゲートルーフである。

【0053】

また、図１３Ａに示す塗装体３８は、凸部としての部分５１Ａ上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１２が、凸部が位置しない部分５２Ａ上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１１よりも大きい。このように厚みｔ１２を大きくすることにより、例えば部分５１Ａに部材を取り付ける場合であっても、第２塗装層３４が剥離しにくい。このため、実施形態に係る塗装膜によれば、塗装品質が向上するとともに、塗装体３８の環境強度が向上する。

【0054】

また、図１３Ｂに示す塗装体３８は、凸部としての部分５１Ａに位置する第２塗装層３４のＸ軸方向の幅ｗ１１が、凸部が位置しない部分５２Ａ上に位置する第２塗装層３４の厚みｔ１１よりも大きい。このように幅ｗ１１を大きくすることにより、例えば部分５１Ａに部材を取り付ける場合であっても、第２塗装層３４が剥離しにくい。このため、実施形態に係る塗装膜によれば、塗装品質が向上するとともに、塗装体３８の環境強度が向上する。

【0055】

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、単色の塗装材料を吐出する１つのヘッド１０を備える塗装装置１について説明したが、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）といった基本色の塗装材料を吐出するヘッド１０をそれぞれ保持するロボット２０を備えてもよい。

【0056】

また、上述の実施形態では、被塗装面３０ａ上をＺ軸正方向側から塗装する例について示したが、これに限らず、例えばＺ軸負方向側から塗装してもよく、ＹＺ平面またはＺＸ平面に沿うように位置する側面を被塗装面３０ａとしてもよい。さらに、Ｚ軸に対して斜めに位置する被塗装面３０ａを塗装する場合に塗装装置１を適用してもよい。

【0057】

また、各実施形態のうち２つ以上を適宜組み合わせてもよい。

【0058】

以上のように、実施形態に係る塗装装置１は、第１方向に延びる凹部を有する被塗装物３０を塗装する。塗装装置１は、ヘッド１０と、アーム２１と、制御部４１とを備える。ヘッド１０は、ノズル面１２を有する。アーム２１は、ヘッド１０を保持する。制御部４１は、アーム２１を介してヘッド１０の動きを制御する。制御部４１は、第１方向に沿うヘッド１０の第１成分の長さが、第１成分に交差するヘッド１０の第２成分の長さよりも大きい姿勢で、ノズル面１２と凹部とを対向させながら、第１方向にヘッド１０を移動させる。このため、塗装品質を向上できる。

【0059】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0060】

１ 塗装装置
１０ ヘッド
１１ 吐出孔
１２ ノズル面
１６ａ，１６ｂ 吐出滴
２０ ロボット
２１ アーム
３０ 被塗装物
３０ａ 被塗装面
４０ 制御装置
４１ 制御部
４２ 吐出制御部
４３ 動作制御部
４５ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図12】

【図13A】

【図13B】