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【発明の名称】 塗布装置
【発明者】 【氏名】斎藤 聡

【氏名】高木 晃

【要約】 【課題】従来の位置決め機構では、誤差分に余裕を持たせて位置決めを行っており、精度の高い位置決めが出来ない。

【構成】本発明によると、幅方向の寸法が正規寸法よりも小さく出来た基材でも、基材とローラの間に隙間が出来たり、ガタが生じることなく位置決め出来る。また、正規寸法よりも大きく出来た基材でも、ローラでの過剰な挟み込みによる変形や搬送不良を起こすことなく位置決め出来る。また、基材幅方向の反りの有無にかかわらず有効である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材を搬入するローダ機構部と、基材の搬送方向に対して水平直角方向の位置を合わせる位置決め部と、基材面上に複数の異なる色のインクで塗装を施す複数のインク吐出ヘッドからなる塗布ユニット部と、上記基材を搬送する搬送機構部と、塗装を施された基材を装置外に搬出するアンローダ機構部と、前記各部を制御する制御部からなる塗布装置において、
コンベア上において基材の先端と後端又は基材の中心より先端側と基材の中心より後端側の二ヶ所に幅方向に位置決めする位置決め機構を備え、前記位置決め機構が、受け側に1個又はそれ以上のローラからなる位置決め機構と、押し込み側は、1個又はそれ以上のローラと前記ローラの支持部に1個以上のバネを設け、前記バネ支持部を押すシリンダから構成されている塗布装置。
【請求項2】
請求項1において、基材幅方向に対になったローラの片側を受け側とし、受け側のローラは、基準位置に固定されているか又は基準位置に移動可能に構成され、受け側のローラが基準位置に移動する場合は、基準位置に移動終了後に、押し付け側のローラが移動して基材の位置決めを行う構成とした塗布装置。
【請求項3】
請求項1及び請求項2において、前記押し付け側ローラの移動が前記シリンダに代えて、ベルト駆動又はボールネジ駆動で行われる構成とした塗布装置。
【請求項4】
請求項1及び請求項2において、前記押し付け側のローラを支持するバネに代えてシリンダを設け、ローラ移動用シリンダと合わせてシリンダを2段に設けた構成とした塗布装置。
【請求項5】
請求項3において、前期位置決め機構がベルト駆動式とし、ベルト駆動軸にプーリを締め付けて締結し、前記締め付け力を調整して、ローラに一定以上の力が加わった場合に、駆動プーリが一定のトルクを保ちながら、駆動軸に対して空転し、ベルト駆動用のモータが停止するまで基材に当たったローラは一定の押し付け力を保つことを特徴とする塗布装置。
【請求項6】
請求項3において、前記押し付け側のローラをボールネジ駆動式とした場合に、ボールネジからモータへの動力伝達部にスリップトルク等のすべり機構またはクラッチ機構を設け、その締め付け力を加減して、ローラに一定以上の力が加わった場合に、すべり機構又はクラッチ機構により、ボールネジに一定のトルクを伝えながら、モータが空転し、ベルト駆動用のモータが停止するまで基材に当たったローラは一定の押し付け力を保つことを特徴とする位置決め機構。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明はインクジェットヘッドを用いて、基材上の所定領域に異なる色のインクを塗布する塗布装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のインクジェットヘッドを用いた塗布装置として、特許文献1に記載のように、基材を搬入するローダ機構部と、基材の位置を合わせる位置決め部と、基材面状に複数の異なる色のインクで塗装を施す複数のインク突出ヘッドからなり上記基材を搬送する搬送機構を有する塗布ユニット部と、塗装を施された基材を装置外に搬出するアンローダ部と前記各部を制御する制御部からなる塗布装置がある。
【0003】
【特許文献1】特開2004−255358号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の装置では、窯業系サイディングボードやタイルのように搬送方向に対して水平直角方向に反りが無く、機材幅方向の精度も良く寸法誤差を考える必要が無い基材を対象としており、基材側面の搬送方向に対してほぼ中央部を一定のストロークで挟み込むことにより搬送方向に対し直角方向の位置が位置決め部により位置決めされ、そのままの姿勢でローダ機構部,搬送機構部と搬送され、水平方向に固定されたインク吐出ヘッドからなる塗布ユニット部の下を通過することにより塗布され、基材と塗布図柄は一致する。
【0005】
金属系サイディングボードのように長尺で幅方向に反りがあるものに対しては、長尺の位置決め機構や基材両端を複数のローラで位置決めする方法がある。しかし、幅寸法に誤差があるものが多く、従来の長尺の位置決め機構や基材両端を複数のローラで挟む機構のように一定のストロークで挟み込むだけでは寸法誤差に対応できなかった。基材の幅方向に寸法誤差があり寸法誤差分正規寸法よりも大きくなる場合、基材の位置決めによる変形防止や押さえ付けの力により搬送できなくなるのを防止するため、誤差分の余裕を持たせた位置決めを行う必要があり、この状態で正規寸法の基材や正規数法よりも誤差分小さくできた基材を位置決めすると、位置決めローラと隙間が出来る。この為、精度の高い位置決めが出来ない。マイナス誤差側に位置決め幅を合わせ、基材が変形しないようにレギュレータにより圧力を調整することにより誤差を吸収する方法もあるが、誤差吸収は調整が難しく、弱すぎる場合は位置決めできず、位置決め出来たとしても、動作が遅く搬送速度に間に合わない。
【0006】
本発明の目的は、塗布する基材の幅方向に誤差がある場合でも、少なくとも両端部の位置決めを高精度に行え、その位置決めされた基材面上に高精度に塗布可能とした塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために本発明では、基材の先端と後端、又は、基材の中心より先端側と基材の中心より後端側の二ヶ所に幅方向に位置決めする位置決め機構を備えている。前記位置決め機構の受け側は1個又はそれ以上のローラからなる位置決め機構とし基準位置に固定されているか又は基準位置に移動する。押し付け側は、1個又はそれ以上のローラ及びシリンダ・モータ等の駆動部を設け、基材の寸法誤差を吸収するバネや誤差吸収用シリンダやスリップ機構を設けた。基材の幅方向の寸法誤差があっても押し付け側のローラが基材を一定の力で押し付け、受け側のローラに基材が密着するまで確実に押し付けることが出来、基材幅以上には締め付けることがないようにした。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、幅方向の寸法が正規寸法よりも小さく出来た基材でも、基材とローラの間に隙間が出来たり、ガタが生じたりすることなく位置決め出来る。また、正規寸法よりも大きく出来た基材でも、ローラでの過剰な挟み込みによる変形や搬送不良を起こすことなく位置決め出来る。また、基材幅方向の反りの有無にかかわらず有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例1】
【0010】
本発明の塗布装置の全体構成を図1に示す。本装置は大きく6つの部分からなる。すなわち基材1を搬入するローダ機構部2と、基材面上に複数の異なる色のインクで塗装を施す複数のインク吐出ヘッドからなり搬送しながら基材面状に塗装を施す塗布ユニット部6と、塗布ヘッドの保守点検を行うヘッド保守機構部5と、上記基材を搬送する搬送機構部4と、塗装を施された基材を装置外に搬出するアンローダ機構部11と、前記装置の各部駆動機構を制御する制御部13から構成されている。ローダ機構部2内には位置決め機構3が設けてあり、ローダ機構部2の搬送方向に対して直角方向の両端部側に、入口側に第一位置決め機構(Y1側3a1,Y2側3a2)が、出口側に第二位置決め機構(Y1側
3b1,Y2側3b2)が設けてある。なお、第一位置決め機構及び第二位置決め機構を設置する位置は、ローダ機構部2から搬送機構部4の塗布ユニット部6より上流のいずれの場所でも良い。
【0011】
なお、本実施例ではローダ機構部2,搬送機構部4、及びアンローダ機構部11は基材を搬送するために、それぞれ無端状ベルトと、そのベルトを駆動する支持ローラと駆動ローラとを備えている。すなわち、ローダ機構部2の搬送機構部4側端部には搬入ベルトを駆動するための駆動モータ17aが設けてある。また搬送機構部4のアンローダ機構部
11側の端部には駆動ローラを駆動する駆動モータ17bが、アンローダ機構部11の基材排出側端部には駆動モータ17cが駆動ローラに取り付けてある。
【0012】
基材1は、例えばロール上に巻かれた金属板を連続してエンボス加工し(例えば幅455
mm程度)作られる。更に裏面に発泡樹脂材及びアルミライナー紙が設けてある場合もある。また、その他の工程を経る場合もある。その後、任意の長さ(例えば4000mm)に裁断して作られた基材で、厚さは薄い(例えば15mm〜50mm)ものが多い。上記のような基材の製作工程で搬送方向に対し、キャンバーと呼ばれる直角方向の反りができることがある。また、薄圧の金属板をエンボス加工して作るため、図柄の影響により基材幅中央部が部分的に膨らみを有することがある。これらの原因により基材の寸法は部分的あるいはロットにより誤差を生じる事がある。本発明はこの幅方向に寸法誤差のある基材に対応し、基材幅寸法形状に追従した位置決めを行い、基材幅方向の塗布位置を正確に合わせることが出来るようにしたものである。
【0013】
本実施例の位置決め部は、第一位置決め機構のY1側3a1と、第二位置決め機構のY1側3b1を受け側とし、第一位置決め機構のY2側3a2,第二位置決め機構のY2側3b2が押し込み(押し付け)側としてある。この受け側と押し付け側は逆の配置にしても良いことは言うまでもない。この受け側の位置を塗布の位置に位置合わせすると共に、基材の搬送速度も低下させないようにすることで、高精度の塗布を可能にしたものである。
【0014】
位置決め機構と塗布ユニット部6との間には、搬送面から上方に沿った基材を基材上部から押さえ込むローラを取り付ける場合や、図柄を認識するカメラを取り付ける場合もある。
【0015】
従来の位置決め機構は図2に示す様に上流側の第一位置決め機構のY1側3a1及び第一位置決め機構のY2側3a2に複数のフリーのローラ18が配置され、このフリーのローラ18を押付駆動するためにガイドシャフト19及びシリンダ20が配置されている。第一位置決め機構のY1側3a1は、ガイドシャフト19及びシリンダ20が無い場合もある。図3は従来の種々の位置決め機構を用いて長尺の反りのある基材1aを位置決めしようとしているところを示したものである。図3(a)は図2に示した第一位置決め機構のY1側3a1及び第一位置決め機構のY2側3a2を1セット使ったものである。位置決め機構の基材接触部の長さに対して基材長さが長く、押付位置決めが不十分となる。図3(b)は基材長さに対応して、位置決め機構の基材との接触部の長さを長くし、位置決めの効果を上げようとしたものである。図3(c)は図2に示した位置決め機構に第二位置決め機構のY1側3b1,第二位置決め機構のY2側3b2を追加し、2セット使いとして、位置決め効果をさらに上げようとしたものである。図3(d),(e)は基材が幅方向に弓なりに(湾曲)変形しているものに対応するように基材長さ方向の略中央部に第三の位置決め機構3c1、又は3c2を、その両端側に第一と第二の位置決め機構のY1側
3a1,3b1、又は第一と第二の位置決め機構のY2側3a2,3b2を配置することで湾曲に対応するようにしたものである。しかし、いずれの場合も基材幅方向に寸法誤差があるものに対して動作させると、基材の搬送速度が変化する恐れもあり、十分に対応した位置決め機構とはいえない。
【0016】
本実施例では図1の位置決め部を拡大した図4に示す。前述のように基材1aは、長さが4000mm程度であり、このため、位置決め機構を基材の先端から0〜500mmの位置と後端から0〜500mmの位置に設けている。これら位置決め機構は、図のように第一位置決め機構のY1側3a1,第一位置決め機構のY2側3a2、及び第二位置決め機構のY1側3b1,第二位置決め機構のY2側3b2を有している。また、図4では反りのある長尺の基材1aを位置決めしようとしている図である。その構造は第一位置決め機構のY1側3a1,第二位置決め機構のY1側3b1が基準側となっており、夫々ローラ1個とシリンダ1個の構成としてある。シリンダはガイド付きシリンダ又はガイドを別に設けても良い。このシリンダを動作させてローラの頂点位置が基準位置(基材片側の位置合わせ位置)になるようする。なお、シリンダを用いずにローラの頂点部が常に基準位置にあるようにしてもよい。
【0017】
次に、押し付け側の第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側
3b2を図5に示す。押し付け側の位置決め機構の一例は、図5に示す様に基材側面に接触するローラ18と、ローラ18の支持部に一対の寸法誤差吸収バネ21を備え、寸法誤差吸収バネ21を基材側に変位させるためのシリンダ20とから構成されている。ローラ18は各1個使用している。シリンダ20はガイド付き又はガイドを別につけても良い。寸法誤差吸収バネ21はガイド付きとし、2個使用している。ガイドが回転防止付きの場合には、寸法誤差吸収バネ21及びガイドは1個でも可能である。図5(a)はシリンダを伸ばした状態の上面図を、(b)その側面図を示しており、図5(c)はシリンダを縮めた状態の上面図を、(d)その側面図を示している。
【0018】
第一位置決め機構のY1側3a1と、第二位置決め機構のY1側3b1を押し込み側とし、第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側3b2を基準側とする場合は、搬送上流から見て左右の機構は反転された構造となる。このように、ローラ
18が基材幅方向の誤差に追従して動作できるようにすることで、幅方向誤差を有する基材も所定の精度内に位置決めをすることが可能となる。また、搬送方向に対する抵抗も最小にすることが可能となり、基材搬送速度の変動を抑制することが可能となる。
【0019】
図6に位置決めの手順を示す。上流の他の装置から搬送された基材は(1)に示す様に基材1a搬送前又は基材1a位置決め直前までに受け基準側の第一位置決め機構のY1側
3a1と、第二位置決め機構のY1側3b1が基準位置へ移動する。(2)では押し付け側の第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側3b2が移動し始める。(3)では、第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側3b2が基材1aを受け準側のローラに押し付けることで、受け側に位置決めしている。また、寸法誤差吸収バネ21により基準側方向への押し付け力を維持しており、基材の幅方向の寸法誤差があっても十分に押し付けが可能である。(4)では、押し付けが完了し、押し付け側のシリンダが退避し、押し付け側のローラが基材から離れてから受け側のローラが退避する。(5)では、位置決めが完了し、4ヵ所の位置決め機構が退避した状態を示す。精度の高い位置決めが完了した基材は図1に示す様に塗布ユニット部6へ搬送され、そこでイエロー用ヘッド7,マゼンタ用ヘッド8,シアン用ヘッド9,ブラック用ヘッド
10の各色毎に設けられたヘッドの下を通過することにより塗布され、下流の乾燥装置等へ搬送される。
【0020】
このように本実施例の位置決め部によると、幅方向に寸法誤差がある基材でも部分的な寸法の変化のある基材でも精度良く位置決めでき、その結果精度の良い塗布が可能となる。
【実施例2】
【0021】
図7に本発明の第2の実施例を示す。本実施例は実施例1の方式に対し、第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側3b2において、図5の寸法誤差吸収バネ21及びガイドの部分を寸法誤差吸収シリンダ22に変更したものである。寸法誤差吸収シリンダ22はシリンダ径を小さくするか、レギュレータの調整及び両方の方法を組み合わせた方法により押し付け力を調整し、基材を押し潰さずに、位置決めできる程度にすることにより寸法誤差を吸収するものである。この方式も実施例1と同等の効果が得られる。
【実施例3】
【0022】
図8に本発明の第3の実施例を示す。本実施例は実施例1の方式に対し、第一位置決め機構のY2側3a2及び第二位置決め機構のY2側3b2においてシリンダ駆動方式を、ベルト27によるモータ駆動にしたものである。また、ローラ18はLMブロック23に連結され、LMブロック23がLMガイドレール24にガイドされ、さらに、LMブロック23がベルト27に連結されている。ベルト27は一端部側に設けたモータ28の駆動軸に取り付けられている。ベルト27の駆動軸には、摩擦力固定プーリ26及びプーリ押付バネ25を設けてある。これにより、ローラ18が一定以上の抵抗を受けた場合、プーリ押付バネ25のバネ力により摩擦力固定プーリ26がベルト駆動軸に対して一定のトルクを保ちながら空転する。そのトルクによりローラ18にも一定の押し付け力が発生する。基材を基準位置に押し付け後、この押し付け力が保持されることにより幅方向の寸法誤差を吸収し、寸法の変化も吸収でき、常に受け側に押し付け続けることが出来る。
【0023】
実施例1、及び実施例2では、図6の(4)で押し付けが完了し、押し付け側のシリンダが退避し、押し付け側のローラが基材から離れてから受け側のローラが退避する必要があった。しかし、この実施例3では、退避動作時、押し付け側のローラ18に、受け側に押し付ける力が残らないため、受け側のローラも押し付け側のローラと同時に退避できる特徴がある。
【実施例4】
【0024】
図9に本発明の第4の実施例を示す。本実施例は実施例3に対しベルト27,摩擦力固定プーリ26及びプーリ押付バネ25による方式を、スリップトルク又はクラッチ29及びボールネジ30に変えたものである。ローラ18はLMブロック23及びLMガイドレール24にガイドされボールネジ30に連結されている。ボールネジ30はカップリング
31を経由してモータ28の軸とスリップトルク又はクラッチ29により連結されている。ローラ18が一定以上の抵抗を受けた場合、スリップトルク又はクラッチ29がモータ28の軸に対して一定のトルクを保ちながら空転する。そのトルクによりローラ18にも一定の押し付け力が発生する。基材を基準位置に押し付け後、この押し付け力が保持されることにより幅方向の寸法誤差を吸収し、寸法の変化も吸収でき、常に受け側に押し付け続けることが出来る。
【0025】
この実施例4も実施例3と同様に、図6の(4)で押し付けが完了後、退避動作時、押し付け側のローラ18に、受け側に押し付ける力が残らないため、受け側のローラも押し付け側のローラと同時に退避できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施例1の全体概略構成を示す図である。
【図2】従来の位置決め部の拡大図である。
【図3】従来の位置決め部の種々の形態を示す概略図である。
【図4】本発明の実施例1の位置決め機構の配置を示す図である。
【図5】本発明の実施例1の押付側位置決め部詳細図である。
【図6】本発明の実施例1の位置決め動作説明図である。
【図7】本発明の実施例2の位置決め部詳細図である。
【図8】本発明の実施例3の位置決め部詳細図である。
【図9】本発明の実施例4の位置決め部詳細図である。
【符号の説明】
【0027】
1,1b,1c…基材、2…ローダ機構部、3…位置決め機構、3a1…第一位置決め機構のY1側、3a2…第一位置決め機構のY2側、3b1…第二位置決め機構のY1側、3b2…第二位置決め機構のY2側、3c1…第三位置決め機構のY1側、3c2…第三位置決め機構のY2側、4…搬送機構部、5…ヘッド保守機構部、6…塗布ユニット部、7…イエロー用ヘッド、8…マゼンタ用ヘッド、9…シアン用ヘッド、10…ブラック用ヘッド、11…アンローダ機構部、13…制御部、17a,17b,17c…駆動モータ、18…ローラ、19…ガイドシャフト、20…シリンダ、21…寸法誤差吸収バネ、22…寸法誤差吸収シリンダ、23…LMブロック、24…LMガイドレール、25…プーリ押付バネ、26…押付バネによる摩擦力固定プーリ、27…ベルト、28…ベルト駆動モータ、29…スリップトルク又はクラッチ、30…ボールネジ、31…カップリング。
【出願人】 【識別番号】000005452
【氏名又は名称】株式会社日立プラントテクノロジー
【出願日】 平成18年6月30日(2006.6.30)
【代理人】 【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人


【公開番号】 特開2008−6392(P2008−6392A)
【公開日】 平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願番号】 特願2006−180631(P2006−180631)