WO2020261443A1 - 塗装機および塗装方法 - Google Patents

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WO2020261443A1
WO2020261443A1 PCT/JP2019/025448 JP2019025448W WO2020261443A1 WO 2020261443 A1 WO2020261443 A1 WO 2020261443A1 JP 2019025448 W JP2019025448 W JP 2019025448W WO 2020261443 A1 WO2020261443 A1 WO 2020261443A1
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paint
painting
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孝達 多和田
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アーベーベー・シュバイツ・アーゲー
孝達 多和田
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Definitions

  • the present invention relates to a coating machine and a coating method.
  • Patent Document 1 discloses that the nozzle head is painted with a vehicle by ejecting ink from each nozzle in the nozzle row.
  • the width of the nozzle that ejects ink is usually much shorter than the width of the vehicle. Therefore, when painting the vehicle, it is necessary to scan the nozzle head a plurality of times while changing the position little by little with respect to the vehicle.
  • an overlapping portion is usually generated between the end side of the painted area obtained by the previous scan and the painted area obtained by the new scan.
  • such overlapping portions lead to a difference in the thickness of the coating film formed by the coating. That is, the presence of the overlapping portion causes a factor that the thickness of the coating film is different from that of other portions, which causes a deterioration in coating quality.
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and it is possible to improve the coating quality by improving the smoothness in the portion where the coating portion in the previous scanning and the coating portion in the subsequent scanning coexist. It seeks to provide possible coating machines and coating methods.
  • it is a coating machine that paints an object to be painted by ejecting paint from a nozzle by an inkjet method, and a plurality of nozzles are provided on the nozzle ejection surface. It also has a nozzle head unit having a formed nozzle head and a nozzle driving means for discharging paint from the nozzle, and an arm driving means for moving a plurality of relatively rotatable arms and arms via a shaft portion.
  • Paint control that controls the driving of the robot arm that moves the nozzle head unit while holding the nozzle head unit by the drive of the arm driving means, and the nozzle driving means and the arm driving means to execute painting on the object to be painted.
  • the coating control unit controls the coating of the object to be coated by repeating the scanning a plurality of times in a state of being divided into the divided coating surfaces formed by each of the scanning of the nozzle head unit. At the same time, the coating control unit overlaps the normal coating area where coating is performed so as to achieve the target coating film thickness on the divided coating surface and the coating is performed in a state where the amount of paint discharged is smaller than that of the normal coating area.
  • the coating is executed so that the coating area is formed, and the coating control unit performs the division coating applied in the next scan with respect to the overlap coating area in the division coating surface painted in the previous scan.
  • the overlap coating control for executing the coating is performed so that the coating film thickness of the overlap coating area after the mixing becomes the target coating film thickness.
  • a painting machine is provided.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-described invention, in the overlap coating control, the divided coating surface painted in the next scanning with respect to the overlapping coating area in the divided coating surface painted in the previous scan. It is preferable to control the driving of the nozzle driving means and the arm driving means so as to execute the coating so that the overlapping coating regions in the above are overlapped in the thickness direction to achieve the target coating film thickness.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-described invention, in the overlap coating control, the divided coating surface painted in the next scanning with respect to the overlapping coating area in the divided coating surface painted in the previous scan. It is preferable to control the driving of the nozzle driving means and the arm driving means so as to execute the coating so that the overlapping coating regions in the above are overlapped in the thickness direction to achieve the target coating film thickness.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-described invention, in the overlap coating control, the droplets of the paint ejected in the overlap coating region are more than the droplets of the paint ejected in the normal coating region. It is preferable to control the drive of the nozzle driving means so that the paint is ejected from the nozzle in a state where the size is reduced.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-described invention, in the overlap coating control, the droplets of the paint ejected in the overlap coating region are more than the droplets of the paint ejected in the normal coating region. It is preferable to control the drive of the nozzle driving means so that the number of paint droplets discharged to the object to be coated per unit area is reduced.
  • the coating control in the overlap coating control, is performed so that a plurality of subdivided coating areas are provided in the overlap coating region, and the overlap coating control is formed by the previous scanning. It is preferable that the coating control is performed in a state where the subdivided coating area in the overlap coating area and the subdivided coating area in the overlap coating area formed in the next scanning are adjacent to each other.
  • a coating method in which a coating object is coated by ejecting paint from a nozzle by an inkjet method, and a plurality of coating methods are applied to the nozzle ejection surface.
  • a nozzle head unit having a nozzle head on which a nozzle is formed and having a nozzle driving means for discharging paint from the nozzle, and an arm driving means for moving a plurality of relatively rotatable arms and arms via a shaft portion.
  • the robot arm that moves the nozzle head unit while holding the nozzle head unit by driving the arm driving means, and the driving of the nozzle driving means and the arm driving means are controlled to perform painting on the object to be painted.
  • a coating control unit is provided, and coating under the control of the coating control unit includes a scanning step of scanning a plurality of nozzle head units with respect to the object to be coated, and painting from the nozzle to the object to be coated at each scanning step.
  • the divided coating step has a division coating step of forming a divided coating surface, and the divided coating surface has a normal coating area in which coating is performed so as to have a target coating film thickness and a coating ejection of paint rather than the normal coating area. It has an overlap coating area for painting in a reduced amount, and is painted in the next division coating step with respect to the overlap coating area on the division coating surface painted in the previous division coating step.
  • the coating material is discharged from the nozzle so that the coating film thickness of the overlapping coating area after mixing becomes the target coating film thickness.
  • another aspect of the present invention is that in the above-described invention, in the division coating step, the overlap coating region on the division coating surface painted in the previous scan is compared with the division coating surface painted in the next scan. It is preferable that the coating material is discharged from the nozzle so that the overlapping coating area is overlapped in the thickness direction to achieve the target coating film thickness.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-described invention, in the split coating step, the droplets of the paint ejected in the overlap coating region are more than the droplets of the paint ejected in the normal coating region. It is preferable that the paint is discharged from the nozzle in a state where the size is reduced.
  • another aspect of the present invention is that, in the above-mentioned invention, the droplets of the paint discharged in the overlap coating region are coated more than the droplets of the paint ejected in the normal coating region. It is preferable that the paint is discharged from the nozzle so that the number of droplets of the paint discharged to the object is reduced.
  • another aspect of the present invention is that in the above-described invention, in the division coating step, coating is performed so that a plurality of subdivided coating areas are provided in the overlap coating region, and the overcoat formed by the previous scanning is performed. It is preferable that the subdivided coating area in the wrap coating area and the subdivided coating area in the overlap coating area formed in the next scan are adjacent to each other.
  • a coating machine and a coating method capable of improving coating quality by improving smoothness in a portion where a coating portion in a previous scan and a coating portion in a subsequent scan coexist can be provided. Can be provided.
  • FIG. 1 It is the schematic which shows the whole structure of the inkjet type coating machine which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows the schematic structure of the coating machine shown in FIG. Of the nozzle head units included in the coating machine shown in FIG. 1, it is a view showing a state in which a nozzle ejection surface for ejecting paint is viewed from the front. It is a figure which shows the state which the nozzle head shown in FIG. 3 is aligned and arranged in a staggered manner. It is sectional drawing which shows the schematic structure of the nozzle head shown in FIG. It is sectional drawing which shows the modification of the schematic structure of the nozzle head shown in FIG.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the painted surface at the time of performing painting based on the image data as shown in FIG. It is sectional drawing of the normal coating area and the overlap coating area on the coated surface which concerns on the modification of this invention. It is sectional drawing of the normal coating area and the overlap coating area on the coated surface which concerns on another modification of this invention.
  • the coating machine 10 and the coating method according to the embodiment of the present invention are an inkjet coating machine and a coating method. Further, the coating machine 10 and the coating method of the present embodiment "paint" the object to be coated such as a vehicle or a vehicle part, and apply a coating film having a predetermined thickness to the surface of the object to be coated. It is intended to be formed to protect its surface and give it an aesthetic appearance.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a coating machine 10 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the coating machine 10. As shown in FIGS. 1 and 2, the coating machine 10 includes a coating robot 20, a paint supply unit 40, and a head unit 50.
  • the painting robot 20 includes a base 21, legs 22, a rotating shaft 23, a rotating arm 24, a first rotating arm 25, a second rotating arm 26, and a wrist portion 27. And the motors M1 to M6 for driving them are the main components.
  • the base 21 is a part installed at an installation site such as a floor surface, but the base 21 may be able to travel with respect to the installation site.
  • the leg portion 22 is a portion erected from the base 21 toward the upper part.
  • a joint portion may be provided between the leg portion 22 and the base 21 so that the leg portion 22 can rotate with respect to the base 21.
  • a rotating shaft portion 23 is provided at the upper end of the leg portion 22.
  • the portion from the rotating shaft portion 23 to the wrist portion 27 corresponds to a robot arm for moving the head unit 50.
  • a rotary arm 24 is attached to the rotary shaft portion 23 in a rotatable state via the shaft portion. Further, the rotating arm 24 is rotated by driving the motor M1, and an electric motor or an air motor can be used as such a motor M1.
  • the motor M1 may be provided in the housing of the rotating arm 24, or may be arranged in the housing of the rotating shaft portion 23.
  • an electric motor is used as the motor M1
  • first rotating arm 25 is attached to the rotating arm 24 in a rotatable state.
  • the motor M2 that rotates the first rotating arm 25 relative to the rotating shaft portion 23 may be housed in the housing of the rotating arm 24, and is housed in the housing of the first rotating arm 25. It may have been done.
  • one end side of the second rotating arm 26 is attached to the other end side of the first rotating arm 25 in a swingable state via a shaft portion.
  • the motor M3 that rotates the second rotation arm 26 relative to the first rotation arm 25 may be housed in the housing of the first rotation arm 25, and the second rotation arm 26 may be housed in the housing. It may be stored in the housing.
  • a wrist portion 27 is attached to the other end side of the second rotating arm 26.
  • the wrist portion 27 enables rotational movement around a plurality of (for example, three) shaft portions in different directions. As a result, it is possible to accurately control the orientation of the nozzle head unit 50.
  • the number of shafts may be any number as long as it is two or more.
  • Motors M4 to M6 are provided in order to enable rotational movement around each shaft portion of the wrist portion 27. Although the motors M4 to M6 are housed in the housing of the second rotating arm 26, they may be housed in other parts.
  • the nozzle head unit 50 is attached to the wrist unit 27 via the holder unit 30. That is, the nozzle head unit 50 is detachably provided on the wrist portion 27 via the holder portion 30.
  • the rotating shaft portion 23, the rotating arm 24, the first rotating arm 25, the second rotating arm 26, the wrist portion 27, and the motors M1 to M6 for driving them are used as described above.
  • the coating machine 10 provided is a robot that can be driven by 6 axes. However, the coating machine 10 may be a robot driven by any number of axes as long as it has four or more axes.
  • the coating machine 10 is provided with a paint supply unit 40.
  • the paint supply unit 40 is a portion that supplies paint to the nozzle head unit 50, and includes a supply pipeline for supplying paint, a pump, a valve, and the like.
  • the painting robot 20 does not have to include a portion for storing the paint, but the paint is applied outside the painting robot 20. It may have a stored part.
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the nozzle discharge surface 52 for discharging paint is viewed from the front of the nozzle head unit 50.
  • a single nozzle head 53 exists on the nozzle discharge surface 52.
  • the nozzle discharge surface 52 may have a head group composed of a plurality of nozzle heads 53.
  • a configuration in which a plurality of nozzle heads 53 are arranged in a staggered manner can be mentioned, but the arrangement of the nozzle heads 53 in the head group is not staggered. Is also good.
  • the nozzle head 53 is provided with a large number of nozzles 54. Further, the nozzle head 53 is provided with a plurality of nozzle rows 55 in which the nozzles 54 are connected in a predetermined direction.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the nozzle head 53. As shown in FIG. 5, the nozzle head 53 is provided with a nozzle pressurizing chamber 56 for each nozzle 54, and the nozzle pressurizing chamber 56 is connected to a paint supply path 57 for supplying paint. ing. The nozzle pressurizing chamber 56 and the nozzle 54 are in communication with each other, and by driving the piezoelectric substrate 60 described later so as to discharge the paint, the paint can be discharged from the respective nozzles 54.
  • the piezoelectric substrate 60 is arranged on the top surface of the nozzle pressurizing chamber 56 (the surface opposite to the nozzle 54).
  • the piezoelectric substrate 60 includes two piezoelectric ceramic layers 61a and 61b, which are piezoelectric materials, and further includes a common electrode 62 and an individual electrode 63.
  • the piezoelectric ceramic layers 61a and 61b are members that can be expanded and contracted by applying a voltage from the outside.
  • ceramic materials such as lead zirconate titanate (PZT), NaNbO3, BaTIO3, (BiNa) NbO3, and BiNaNb5O15, which have ferroelectricity, can be used. it can.
  • the common electrode 62 is arranged between the piezoelectric ceramic layer 61a and the piezoelectric ceramic layer 61b. Further, a surface electrode (not shown) for a common electrode is formed on the upper surface of the piezoelectric substrate 60. The common electrode 62 and the surface electrode for the common electrode are electrically connected to each other through a through conductor (not shown) existing in the piezoelectric ceramic layer 61a. Further, the individual electrodes 63 are arranged at portions facing the nozzle pressurizing chamber 56. Further, in the piezoelectric ceramic layer 61a, the portion sandwiched between the common electrode 62 and the individual electrode 63 is polarized in the thickness direction.
  • the piezoelectric ceramic layer 61a is distorted due to the piezoelectric effect. Therefore, when a predetermined drive signal is applied to the individual electrodes 63, the piezoelectric ceramic layer 61b becomes convex in the nozzle pressurizing chamber 56, whereby the paint is discharged.
  • the common electrode 62 is not limited to the configuration arranged on the top surface of the nozzle pressurizing chamber 56.
  • a configuration may be adopted in which the nozzle pressurizing chamber 56 is arranged on the side surface.
  • the size of the paint droplets discharged from the nozzle 54 can be changed by changing the applied driving voltage.
  • the piezoelectric substrate 60 can separate droplets of at least two sizes by changing the drive voltage.
  • the size of the droplets that can be separated may be, for example, 7 sizes, but the size of the droplets may be only one size, or may be divided into two or more sizes. ..
  • the piezoelectric substrate 60 corresponds to the nozzle driving means.
  • the nozzle driving means may be a nozzle other than the piezoelectric substrate 60.
  • the nozzle head 53 adopts a method other than the piezo method
  • the nozzle head 53 that drives the nozzle head 53 to discharge the paint corresponds to the nozzle driving means.
  • the heater for heating the paint in the nozzle pressurizing chamber 56 corresponds to the nozzle driving means.
  • the valve and the part that drives the valve (solenoid, etc.) correspond to the nozzle driving means.
  • the coating machine 10 is provided with an image processing unit 70, an arm control unit 80, a paint supply control unit 90, a head control unit 100, and a main control unit 110. Corresponds to the paint control unit. However, at least one of these (for example, the paint supply control unit 90) may not correspond to the paint control unit.
  • the coating machine 10 is also provided with various sensors (not shown), and the output from each of these sensors is any of the arm control unit 80, the paint supply control unit 90, the head control unit 100, and the main control unit 110. Is entered. Examples of various sensors include an acceleration sensor, an angular velocity sensor, a position detection sensor for detecting the position of each drive unit, an image sensor, and the like, but sensors other than these may be used.
  • the image processing unit 70 is a part that performs image data processing in a state where paint can be ejected from the nozzle head 51 based on the dimensions of the vehicle or vehicle parts to be painted.
  • the image processing unit 70 corresponds to, for example, a computer, and the computer may be a component of a part of the painting machine 10, or may be provided separately from the painting machine 10.
  • the image processing unit 70 is provided separately from the painting machine 10
  • data is transmitted and received between the image processing unit 70 and the painting machine 10 by wired communication or wireless communication. Even if the image processing unit 70 is provided separately from the coating machine 10, it may be included in the concept of the coating machine 10 or may not be included in the concept of the coating machine 10.
  • the image processing unit 70 has a normal painting data area as shown in FIG. Image data D1 having R1, an overlap data area R2, and a non-ejection data area R3 is created.
  • FIG. 7 two image data D1s of a certain path P1 and the next path P2, which are originally aligned, are displayed with their positions shifted for explanation.
  • the normal painting data area R1 is a part of the image data D1 for performing normal painting on the object to be painted.
  • the overlap data region R2 is a partial region of the image data D1 for performing coating so that the adjacent paths and the adhesion portions of the paint overlap each other.
  • the non-ejection data region R3 is a partial region of the image data D1 which is outside the end portion of the object to be coated and does not need to eject the paint.
  • the pixel value of each pixel is set to be 0, for example, in order to eject ink from the nozzle 54 so as to have a desired film thickness.
  • the pixel value of 0 here corresponds to discharging the paint so as to have a desired film thickness.
  • the pixel value corresponds to 0, and the density becomes dark.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the maximum possible value of the gradation may correspond to the ejection of the paint so as to have a desired film thickness.
  • the maximum pixel value of 8 gradations of 8 and the maximum pixel value of 16 gradations of 16 and the maximum pixel value of 256 gradations of 256 correspond to the discharge of paint so as to have a desired film thickness. Is also good.
  • the paint may be ejected so that the maximum value or the minimum value (0) of the gradations becomes a thickness significantly exceeding the desired film thickness.
  • the desired pixel value between the maximum pixel value and the minimum pixel value in each pixel (referred to as the target pixel value in the following description) is set so that the coating has a desired film thickness. To do. In this case, even if painting is performed with the target pixel value, painting can be performed on the nozzle head unit 50 side with a margin in painting ability. Therefore, for example, depending on the market in which the vehicle is manufactured and sold, it becomes easy to perform coating with an appropriate film thickness.
  • the nozzle row 55 on the nozzle discharge surface 52 is provided so as to be inclined with respect to the scanning direction (pass direction). Therefore, the image processing unit 70 scans the normal coating data area R1 and the overlap data area R2 for each nozzle 54 so that the coating material is discharged after each nozzle 54 reaches the ejection start position of the object to be coated. It is preferable to create the image data D1 so as to be offset in the direction.
  • the image processing unit 70 is set so that the pixel value of each pixel becomes a predetermined intermediate value in the overlap data area R2.
  • one overlapping data area (one-sided overlapping data area) R21 and the other overlapping data area (one-sided overlapping data area) R22 that overlap each other exist.
  • one overlap data area R21 has a pixel value that is about half the coating film thickness to be formed
  • the other overlap data area R22 is also set to about half the coating film thickness that should be formed.
  • the one-side overlap data area R21 is formed so that the coating film thickness of one end overlap data area R21 in the first pass is thicker than the coating film thickness of the other end overlap data area R22 in the later pass. And the pixel value of the other end overlap data area R22 may be set respectively. Further, the one-side overlap data area R21 is formed so that the coating film thickness of one end overlap data area R21 in the previous pass is thinner than the coating film thickness of the other end overlap data area R22 in the later pass. And the pixel value of the other end overlap data area R22 may be set respectively.
  • the pixel value (for example, the maximum pixel value) at which the paint is not ejected is set.
  • the dimensions of the image data D1 in the path direction (operation direction) are created so that the area of the non-ejection data region R3 is as small as possible.
  • the arm control unit 80 is a part that controls the drive of the motors M1 to M6 described above.
  • the arm control unit 80 includes a memory 81, and the memory 81 stores programs and data created by robot teaching. Then, the arm control unit 80 controls the drive of the motors M1 to M6 based on the programs and data stored in the memory 81 and the image processing in the image processing unit 70. By the control, the nozzle head unit 50 can pass a desired position for performing painting at a desired speed or stop at a predetermined position.
  • the memory 81 may be provided in the painting machine 10, but the memory 81 exists outside the painting machine 10, and information is transmitted to and received from the memory 81 via a wired or wireless communication means. It may be possible.
  • the paint supply control unit 90 is a part that controls the supply of paint to the nozzle head unit 50, and specifically controls the operation of a pump, a valve, or the like included in the paint supply unit 40. At this time, it is preferable that the paint supply control unit 90 controls the operation of the pump or valve so that the paint is supplied to the nozzle head unit 50 at a constant pressure (a fixed amount as an example of the constant pressure). Further, the head control unit 100 is a part that controls the operation of the piezoelectric substrate 60 in the nozzle head unit 50 based on the image processing by the image processing unit 70.
  • the main control unit 110 includes the above-mentioned arm control unit 80 and paint so that the motors M1 to M6, the paint supply unit 40, and the piezoelectric substrate 60 cooperate to perform painting on the object to be painted. This is a portion for transmitting a predetermined control signal to the supply control unit 90 and the head control unit 100.
  • image data D1 is created based on the measured dimensions of the object to be painted. This image data D1 is created for each pass scanned by the nozzle head unit 50. As described above, the image data D1 created at this time has a normal coating data area R1, an overlap data area R2, and a non-discharge data area R3.
  • the main control unit 110 sends a control signal for executing painting to the arm control unit 80, the paint supply control unit 90, and the head control unit 100 based on the image data D1 created by the image processing unit 70.
  • the arm control unit 80 drives at least one of the motors M1 to M6 at a predetermined driving speed so that the object to be painted can be painted.
  • the paint supply control unit 90 starts ejecting paint from any nozzle 54 of the nozzle head unit 50 when the nozzle head unit 50 reaches a predetermined position with respect to the object to be painted by a sensor (not shown). To do.
  • the head control unit 100 controls the drive of the piezoelectric substrate 60 of each nozzle 54 so that the paint is sequentially discharged from the nozzles 54 that have reached the end of the object to be painted.
  • a painted surface C as shown in FIG. 8 is formed on the object to be painted.
  • the painted surface C is formed by scanning a plurality of divided painted surface CDs painted for each scan (pass) and overlapping a part of adjacent divided painted surface CDs.
  • the normal coating area CR1 formed by discharging the paint corresponding to the normal painting data area R1 and the paint corresponding to the overlap data area R2 are discharged to the divided painted surface CD.
  • the overlap coating region CR2 formed in is formed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which one end overlap coating region CR21 and the other end overlap coating region CR22 are overlapped.
  • the average thickness of the normal coating region CR1 in the previous pass P1 and the next pass P2 is T1.
  • the thickness T4 obtained by combining the thickness T2 of the overlap coating region CR21 at one end and the thickness T3 of the overlap coating region CR22 at the other end overlapping the overlap coating region CR21 at one end is equal to or substantially equal to the thickness T1. It is provided.
  • the subdivided coating areas as described in the third coating control described later are adjacent to each other. Even if it is placed in, it corresponds to mixing. In this way, even when the subdivided coating areas (subdivided coating areas) are arranged so as to be adjacent to each other, the thickness of the coating film in each of the subdivided coating areas is equal to the above T1.
  • the head control unit 100 performs the next first coating based on the image data D1. From control, paint ejection control such as third coating control is performed.
  • the sum of the volume of the small size droplets ejected in the overlap coating area CR21 at one end and the volume of the small size droplets ejected in the overlap coating area CR22 at the other end is usually the sum.
  • the coating may be made so as to be equal to the volume of the large-sized droplets ejected in the coating region CR1.
  • the volume of a sphere is proportional to the cube of the radius, while the surface area of the sphere is proportional to the square of the radius. From this, the smaller the radius, the easier it is for some components (organic solvent, etc.) contained in the paint droplets to scatter to the outside.
  • the total volume of the overlap coating region CR21 at one end and the overlap coating region CR22 at the other end is the volume of the normal coating region CR1. It should be equal to the volume of the solidifying component.
  • the radius E1 of the droplet of the size to be ejected may be larger than the radius E2 of the droplet of the size to be ejected in the other end overlap coating region CR22.
  • the previous pass P1 has one end overlap data region R21 corresponding to the droplet radius E1
  • the next pass P2 has the other end overlap region R22 corresponding to the droplet radius E2.
  • the image data D1 of each path may be created by the image processing unit 70.
  • the image processing unit 70 or the head control unit 100 performs halftone processing on the image data D1 in each path.
  • halftone processing may be performed by using a method such as a dither method or an error diffusion method.
  • a method such as a dither method or an error diffusion method.
  • an error diffusion method, a dither method, a density pattern method, or the like may be used.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of halftone processing in the overlap data area R2.
  • Each number in the matrix shown in FIG. 10 indicates the size of paint droplets (dots), and the larger the number, the larger the dot size. For example, when there are seven dot sizes, as shown in FIG. 10, a dot of the third largest size is turned on for a pixel of interest, and a pixel of the sixth size is turned on for the pixel to the left of the pixel of interest.
  • the dot size is determined for each pixel, such as turning on the dot, turning on the second dot in the pixel diagonally to the left of the pixel of interest, turning off the dot in the pixel above the pixel of interest (0), and so on. To do.
  • the head control unit 100 drives the piezoelectric substrate 60 based on such image processing to eject droplets of paint from the nozzle 54 onto the object to be painted. Then, especially in the overlap data area R2, painting is performed in a state where the dot sizes are dispersed. Therefore, after the paint has landed on the object to be painted, the paint flows around, so that a coating film having a predetermined thickness can be formed.
  • the dot size is preferably the maximum size or a value close to the maximum size, respectively.
  • the ink permeates the printing medium, so that a predetermined thickness is not formed on the surface of the printing medium.
  • the coating material is formed in a state having a film thickness in the thickness direction (so to speak, a three-dimensional state).
  • the paint does not soak into the object to be painted. Therefore, in the halftone processing for determining the dot size described above, the large size dots are arranged next to or near the small size dots so that no unpainted area is generated even at one place. It is preferable to perform image processing.
  • the normal coating area CR1 based on the normal coating data area R1 can form the coating film having the thickness T1 described above.
  • the one-side overlap coating region CR21 based on the one-end overlap data region R21 can form the coating film having the thickness T2 described above, and the other end overlap coating region CR22 based on the other end overlap region R22 is described above.
  • a coating film based on the thickness T3 can be formed.
  • Second coating control In the second coating control, a coating film is formed with the same size of the paint droplets (dots) ejected from the nozzle 54.
  • a desired film thickness is achieved by changing the number of dots to be driven into a certain region. In this case, for example, by changing the frequency at which the piezoelectric substrate 60 is driven, the number of dots ejected from the nozzle 54 per unit area can be changed. For example, when there are seven sizes of droplets (dots), dots of any of the sizes are ejected to form the normal coating area CR1 and the overlapping coating area CR2. If there are 7 sizes of droplets (dots), the size of the droplets (dots) of the 3rd or 4th stage counting from the smallest is due to the shortening of the coating time and the ease of coating control. May be discharged.
  • D1 be the number of dots ejected per unit area of the object to be painted in the normal painting area CR1 based on the normal painting data area R1. Further, the number of dots ejected per unit area of the object to be coated in the overlap data area R2 is defined as D2. Then, the normal coating region CR1 and the overlap coating region CR2 are formed so that D1> D2, respectively.
  • the number of dots ejected per unit area of the object to be coated in the overlap coating area CR21 at one end is D21
  • the thickness T2 of the coating film in the overlap coating region CR21 and the like, etc. can be reduced.
  • a coating film having a thickness equivalent to that of the normal coating region CR1 can be formed three-dimensionally.
  • the area of the overlap data region R2 (overlap coating region CR2) is increased as compared with the first coating control and the second coating control described above.
  • a data area R4 for subdivision as shown in FIGS. 12 to 14 is created.
  • one end subdivision data area R41 is created in one end overlap data area R21 of the previous path P1
  • the other end subdivision data area R42 is created in the other end overlap area R22 of the next path P2.
  • the overlap coating region CR2 having a uniform thickness.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state in which the data area R41 for subdivision at one end and the data area R42 for subdivision at the other end are provided in a comb-teeth shape.
  • the state as shown in FIG. 15 is obtained.
  • the painted portion corresponding to the data area R41 for subdivision at one end becomes the subdivided coating area CR41 at one end
  • the painted portion corresponding to the data area R42 for subdivision at the other end is the subdivided coating area at the other end. It becomes CR42.
  • one end subdivided coating area CR41 and the other end subdivided coating area CR42 are arranged at adjacent positions without overlapping in the thickness direction. Therefore, in FIG. 15, one end subdivided coating area CR41 and the other end subdivided coating area CR42 are in a state of meshing in a comb-tooth shape.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state in which one end subdivision data area R41 and the other end subdivision data area R42 are provided in a grid pattern.
  • the state shown in FIG. 16 is obtained.
  • one end subdivided coating area CR41 and the other end subdivided coating area CR42 are arranged in a checkered pattern without overlapping each other.
  • FIG. 14 is a diagram showing a state in which one end subdivision data area R41 and the other end subdivision data area R42 are provided in a gradation pattern.
  • the state as shown in FIG. 17 is obtained.
  • one end subdivided coating area CR41 and the other end subdivided coating area CR42 are in a state in which their gradation-like patterns are arranged so as not to overlap each other.
  • each subdivided coating area CR4 has a thickness T1. .. Therefore, in the overlap coating region CR2, coating is performed in a state where the thickness is made uniform to T1.
  • the paint is ejected from the nozzle 54 in the scanning to cover the object to be coated.
  • the painting is done overall.
  • the coating control unit (image processing unit 70, arm control unit 80, paint supply control unit 90, head control unit 100 and main control unit 110) is a nozzle head unit.
  • control is performed to execute coating on the object to be coated.
  • the coating control unit is in a state where the coating is performed on the divided coating surface CD so as to have the target coating thickness T1 and the discharge amount of the coating is smaller than that of the normal coating region CR1 and the normal coating region CR1. Paint is performed so that the overlapping painting area CR2 to be painted is formed.
  • the coating control unit mixes the overlap coating region CR2 in the split coating surface CD painted in the next scan with the overlap coating region CR2 in the split coating surface CD painted in the previous scan. Then, the coating is executed so that the coating film thickness of the overlap coating area CR2 after mixing becomes the target coating film thickness.
  • the thickness of the coating film is usually the coating region.
  • the thickness can be the same as that of CR1. Therefore, it is possible to realize coating with high smoothness over the entire coated surface C. That is, the coated portion (divided coated surface) in the previous scan can be realized. It is possible to prevent the CD) and the painted portion (divided painted surface CD) in the subsequent scanning from being raised and impairing the smoothness when they overlap.
  • the overlap coating region CR2 in the split coating surface CD painted in the previous scan is compared with the overlap coating region in the split coating surface CD painted in the next scan.
  • the drive of the piezoelectric substrate 60 (nozzle drive means) and the motors M1 to M6 (arm drive means) is controlled so as to execute coating so as to achieve the target coating film thickness. You can do it.
  • the portion is coated so as to have the target coating film thickness T1. Therefore, it is possible to realize a coating having high smoothness over the entire surface C.
  • the size of the paint droplets ejected in the overlap coating region CR2 is smaller than that of the paint droplets ejected in the normal coating region CR1. Then, the drive of the piezoelectric substrate 60 (nozzle driving means) may be controlled so that the paint is discharged from the nozzle 54.
  • the size of the paint droplets (dots) ejected from the nozzle 54 is optimized to a small size, so that the overlap coating region CR2 in the two scans before and after is overlapped.
  • the portion is painted so as to have a target coating film thickness T1. Therefore, it is possible to realize a coating having high smoothness over the entire surface C.
  • the droplets of the paint ejected in the overlap coating region CR2 are coated more than the droplets of the paint ejected in the normal coating region CR1.
  • the drive of the nozzle driving means may be controlled so that the number of paint droplets discharged to the object is reduced.
  • the number of paint droplets (dots) ejected from the nozzle 54 is adjusted to an optimum number smaller than that of the normal coating area CR1, so that overshooting in two scans before and after Even if the wrap coating region CR2 is overlapped, the portion is coated so as to have the target coating film thickness T1. Therefore, it is possible to realize a coating having high smoothness over the entire surface C. Further, since droplets (dots) of the same size are ejected from the nozzle 54, the thickness of the coating film can be calculated proportionally. Therefore, the thickness of the coating film can be easily controlled.
  • the coating control is performed so that the overlap coating region CR2 is provided with a plurality of subdivided coating regions CR4, and the overlap coating region formed by the previous scanning is performed. It is also possible to control the coating so that the subdivided coating area CR4 in the CR2 and the subdivided coating area CR4 in the overlap coating area CR2 formed in the next scan are adjacent to each other.
  • the subdivided coating area CR4 formed in the previous scan and the subdivided coating area CR4 formed in the subsequent scanning are arranged adjacent to each other without overlapping. Therefore, by adjusting the amount of the paint discharged from the nozzle 54, the overlapping coating region CR2 is coated so as to have the target coating film thickness T1. Therefore, it is possible to realize a coating having high smoothness over the entire surface C.
  • the thickness T2 of the overlap coating region CR21 at one end has substantially the same thickness in the width direction thereof. Further, the thickness T3 of the other end overlap coating region CR22 has substantially the same thickness in the width direction thereof. However, the thickness of the overlap coating region CR21 at one end and the overlap coating region CR22 at the other end does not have to be uniform.
  • the method of changing the number of droplets (dots) to be ejected per unit area in the second coating control is used. Painting can be performed so that the number of droplets (dots) ejected decreases as the distance from the normal coating area CR1 increases.
  • the particularly thin portion of the other end overlap coating region CR22 of the next pass P2 is thicker than the one end overlap coating region CR21 of the previous pass P1. By being overlapped with the portion, the thickness is corrected.
  • the coating machine 10 and the coating method of the present invention are not limited to the formation of a coating film having a certain thickness.
  • the coating machine 10 and the coating method of the present invention can be applied even when drawing on an object to be coated based on some design.
  • the coating film thickness may change depending on the place to be painted, but even in such a case, the target coating film thickness exists for each place. Therefore, the overlap coating area on the divided coating surface painted in the next scan is mixed with the overlap coating region on the divided coating surface painted in the previous scan. As a result, the coating can be performed so that the coating film thickness of the overlap coating region after mixing becomes the target coating film thickness for each location.
  • the first coating control, the second coating control, and the third coating control are described with respect to the overlap coating region.
  • at least two of the first coating control, the second coating control, and the third coating control may be combined and executed.
  • the number of todds discharged per unit area may be changed while changing the dot size as in the first coating control.
  • the dot size may be changed as in the first coating control to form a subdivided coating area as in the third coating control.
  • the number of todds discharged per unit area may be changed as in the second coating control to form a subdivided coating area as in the third coating control.
  • paint supply Control unit 100 ... Head control unit, 110 ... Main control unit, C ... Painted surface, CD ... Divided coating surface, CR1 ... Normal coating area, CR2 ... Overlap coating area, CR21 ... Overlap coating area, CR22 ... etc.

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Abstract

先の走査での塗装部位と、後の走査での塗装部位とが混在する部分での平滑性を向上させることで塗装品質を向上させることが可能な塗装機および塗装方法を提供する。　塗装機１０は、アーム駆動手段でアームを駆動させることでノズルヘッドユニット５０を移動させるロボットアームと、ノズル駆動手段およびアーム駆動手段の駆動を制御して、塗装対象物に対する塗装を実行する塗装制御部と、を備え、塗装制御部は、ノズルヘッドユニット５０の走査のそれぞれで形成される分割塗装面において、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、通常塗装領域よりも塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とが形成されるように塗装を実行すると共に、前後の走査におけるオーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後のオーバーラップ塗装領域の塗装膜厚が目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行する。

Description

塗装機および塗装方法
　本発明は、塗装機および塗装方法に関する。
　近年、自動車等の車両の塗装ラインにおいて、特許文献１に示すように、インクジェット方式の塗装機を用いて、車両を塗装することが提案されている。この特許文献１には、ノズルヘッドには、ノズル列の各ノズルからインクを吐出することで、車両の塗装を行うことが開示されている。
特許第５９７６３２０号公報
　ところで、インクを吐出するノズルの幅は、車両の幅よりも大幅に短いのが通常である。このため、車両の塗装を行う際には、車両に対して少しずつ位置を変えながら、複数回ノズルヘッドを走査させることで、塗装を行う必要がある。しかしながら、この場合、次のような問題がある。すなわち、前回の走査による塗装領域の端部側と、新たな走査による塗装領域との間には、重なり部分が生じるのが通常である。しかしながら、このような重なり部分は、塗装によって形成される塗膜の厚みの相違につながる。すなわち、重なり部分の存在は、他の部位とは塗膜の厚みが異なる要因となるので、塗装品質の低下の原因となる。
　本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、先の走査での塗装部位と、後の走査での塗装部位とが混在する部分での平滑性を向上させることで塗装品質を向上させることが可能な塗装機および塗装方法を提供しよう、とするものである。
　上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで塗装対象物に対する塗装を行う塗装機であって、ノズル吐出面に複数のノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、ノズルから塗料を吐出させるノズル駆動手段を備えるノズルヘッドユニットと、軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよびアームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、アーム駆動手段の駆動によってノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、ノズル駆動手段およびアーム駆動手段の駆動を制御して、塗装対象物に対する塗装を実行する塗装制御部と、を備え、塗装制御部は、ノズルヘッドユニットの走査のそれぞれで形成される分割塗装面に区分された状態で走査を複数回繰り返すことで、塗装対象物に対する塗装を実行する制御を行うと共に、塗装制御部は、分割塗装面において、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、通常塗装領域よりも塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とが形成されるように塗装を実行すると共に、かつ、塗装制御部は、先の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後のオーバーラップ塗装領域の塗装膜厚が目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行するオーバーラップ塗装制御を行う、ことを特徴とする塗装機が提供される。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、オーバーラップ塗装制御では、先の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行するようにノズル駆動手段およびアーム駆動手段の駆動を制御する、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、オーバーラップ塗装制御では、先の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行するようにノズル駆動手段およびアーム駆動手段の駆動を制御する、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、オーバーラップ塗装制御では、通常塗装領域において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域において吐出される塗料の液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、ノズルから塗料が吐出されるようにノズル駆動手段の駆動を制御する、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、オーバーラップ塗装制御では、通常塗装領域において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域において吐出される塗料の液滴の方が、単位面積当たりの塗装対象物へ吐出される塗料の液滴の個数が少なくなるように、ノズル駆動手段の駆動を制御する、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、オーバーラップ塗装制御では、オーバーラップ塗装領域に、複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装制御が行われると共に、先の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域内の細分化塗装区域と、次の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域内の細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装制御が行われる、ことが好ましい。
　また、上記課題を解決するために、本発明の第２の観点によると、ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで塗装対象物に対する塗装を行う塗装方法であって、ノズル吐出面に複数のノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、ノズルから塗料を吐出させるノズル駆動手段を備えるノズルヘッドユニットと、軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよびアームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、アーム駆動手段の駆動によってノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、ノズル駆動手段およびアーム駆動手段の駆動を制御して、塗装対象物に対する塗装を実行する塗装制御部と、を備え、塗装制御部での制御による塗装は、塗装対象物に対して複数のノズルヘッドユニットを走査させる走査ステップと、走査ステップ毎に、塗装対象物に対してノズルから塗料を吐出して分割塗装面を形成する分割塗装ステップと、を有し、分割塗装面は、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、通常塗装領域よりも塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とを有すると共に、先の分割塗装ステップで塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の分割塗装ステップでは、塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後のオーバーラップ塗装領域の塗装膜厚が目標とする塗装膜厚となるように塗料を前記ノズルから吐出させる、ことを特徴とする塗装方法が提供される。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、分割塗装ステップでは、先の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで目標とする塗装膜厚となるように塗料を前記ノズルから吐出させる、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、分割塗装ステップでは、通常塗装領域において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域において吐出される塗料の液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、ノズルから前記塗料が吐出させる、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、通常塗装領域において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域において吐出される塗料の液滴の方が、単位面積当たりの塗装対象物へ吐出される塗料の液滴の個数が少なくなるように、ノズルから塗料が吐出させる、ことが好ましい。
　また、本発明の他の側面は、上述の発明において、分割塗装ステップでは、オーバーラップ塗装領域内に複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装を行うと共に、先の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域内の細分化塗装区域と、次の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域内の細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装が行われる、ことが好ましい。
　本発明によると、先の走査での塗装部位と、後の走査での塗装部位とが混在する部分での平滑性を向上させることで塗装品質を向上させることが可能な塗装機および塗装方法を提供することができる。
本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機の全体構成を示す概略図である。 図１に示す塗装機の概略的な構成を示す図である。 図１に示す塗装機が備えるノズルヘッドユニットのうち、塗料を吐出させるノズル吐出面を正面視した状態を示す図である 図３に示すノズルヘッドが千鳥状に位置合わせして配置された状態を示す図である。 図３に示すノズルヘッドの概略的な構成を示す断面図である。 図５に示すノズルヘッドの概略的な構成の変形例を示す断面図である。 図１に示す塗装機のノズルヘッドから塗料を吐出するための画像データのイメージを示す図である。 図１に示す塗装機で塗装を実行した場合の塗装面を示す図である。 図８に示す塗装面における通常塗装領域およびオーバーラップ塗装領域の断面図である。 図７に示す画像データのオーバーラップデータ領域において、ハーフトーン処理を経た後の塗料のドットサイズの一例を示す図である。 図７に示す画像データのうち通常塗装データ領域において、ハーフトーン処理を経た後の塗料のドットサイズの一例を示す図である。 図７に示す画像データのオーバーラップデータ領域内に存在する、櫛歯状の一端細分化用データ領域と他端細分化用データ領域を示す図である。 図７に示す画像データのオーバーラップデータ領域内に存在する、格子状の一端細分化用データ領域と他端細分化用データ領域を示す図である。 図７に示す画像データのオーバーラップデータ領域内に存在する、グラデーション状の一端細分化用データ領域と他端細分化用データ領域を示す図である。 図１２に示すような画像データに基づいて塗装を実行した場合の塗装面を示す図である。 図１３に示すような画像データに基づいて塗装を実行した場合の塗装面を示す図である。 図１４に示すような画像データに基づいて塗装を実行した場合の塗装面を示す図である。 本発明の変形例に係る塗装面における通常塗装領域およびオーバーラップ塗装領域の断面図である。 本発明の別の変形例に係る塗装面における通常塗装領域およびオーバーラップ塗装領域の断面図である。
　以下、本発明の一実施の形態に係る塗装機１０および塗装方法について、図面を用いて説明する。なお、本実施の形態の塗装機１０および塗装方法は、インクジェット式の塗装機および塗装方法である。また、本実施の形態の塗装機１０および塗装方法は、車両または車両部品といった塗装対象物に対して、「塗装」を行うものであり、所定の厚みのある塗装膜を塗装対象物の表面に形成して、その表面の保護や美観を与えることを目的としている。
［１．塗装機の構成について］
　図１は、本発明の一実施の形態に係る塗装機１０の構成を示す図である。図２は、塗装機１０の概略的な構成を示す図である。図１および図２に示すように、塗装機１０は、塗装用ロボット２０と、塗料供給部４０と、ヘッドユニット５０とを備えている。
　（１－１．塗装用ロボットについて）
　これらのうち、塗装用ロボット２０は、基台２１と、脚部２２と、回転軸部２３と、回転アーム２４と、第１回動アーム２５と、第２回動アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるモータＭ１～Ｍ６と、を主要な構成要素としている。
　これらのうち、基台２１は床面等の設置部位に設置される部分であるが、この基台２１が設置部位に対して走行可能であっても良い。また、脚部２２は、基台２１から上部に向かい立設された部分である。なお、脚部２２と基台２１の間に関節部を設けて、脚部２２が基台２１に対して回動可能としても良い。
　また、脚部２２の上端には、回転軸部２３が設けられている。なお、回転軸部２３からリスト部２７までの部分は、ヘッドユニット５０を移動させるためのロボットアームに対応する。
　この回転軸部２３には、回転アーム２４が軸部を介して回転自在な状態で取り付けられている。なお、また、回転アーム２４は、モータＭ１の駆動により回転させられるが、そのようなモータＭ１としては、電気モータやエアモータを用いることが可能である。なお、モータＭ１は、回転アーム２４のハウジング内に設けられていても良く、回転軸部２３のハウジング内に配置されていても良い。また、モータＭ１として電気モータを用いる場合には、たとえば回転軸部２３または回転アーム２４のハウジング内に当該電気モータを設置すると共に、ハウジング内の内圧を高める等の防爆対策を講じることが好ましい（以下の各モータＭ２～Ｍ６においても同様）。
　また、回転アーム２４には、第１回動アーム２５の一端側が回動可能な状態で取り付けられている。なお、第１回動アーム２５を回転軸部２３に対して相対的に回転させるモータＭ２は、回転アーム２４のハウジング内に収納されていても良く、第１回動アーム２５のハウジング内に収納されていても良い。
　また、第１回動アーム２５の他端側には、第２回動アーム２６の一端側が軸部を介して揺動自在な状態で取り付けられている。この第２回動アーム２６を第１回動アーム２５に対して相対的に回転させるモータＭ３は、第１回動アーム２５のハウジング内に収納されていても良く、第２回動アーム２６のハウジング内に収納されていても良い。
　この第２回動アーム２６の他端側には、リスト部２７が取り付けられている。リスト部２７は、複数（たとえば３つ）の異なる向きの軸部を中心に、回転運動を可能としている。それにより、ノズルヘッドユニット５０の向きを精度良くコントロールすることが可能となっている。なお、軸部の個数は、２つ以上であれば幾つでも良い。
　かかるリスト部２７のそれぞれの軸部を中心とした回転運動を可能とするために、モータＭ４～Ｍ６が設けられている。なお、モータＭ４～Ｍ６は、第２回動アーム２６のハウジング内に収納されているが、その他の部位に収納されていても良い。
　また、リスト部２７には、ホルダ部３０を介してノズルヘッドユニット５０が取り付けられている。すなわち、ノズルヘッドユニット５０は、ホルダ部３０を介して、リスト部２７に着脱自在に設けられている。
　なお、上記のような、回転軸部２３と、回転アーム２４と、第１回動アーム２５と、第２回動アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるモータＭ１～Ｍ６と、を備える塗装機１０は、６軸で駆動可能なロボットである。しかしながら、塗装機１０は、４軸以上であれば、何軸で駆動するロボットであっても良い。
　（１－２．塗料供給部について）
　また、図２に示すように、塗装機１０には、塗料供給部４０が設けられている。塗料供給部４０は、ノズルヘッドユニット５０に向けて塗料を供給する部分であり、塗料を供給するための供給管路と、ポンプと、弁等を備えている。なお、塗料が塗装用ロボット２０の外部から供給される構成を採用する場合には、塗装用ロボット２０は、塗料を貯留する部分を備えなくても良いが、塗装用ロボット２０の外部において塗料を蓄えている部分を備えていても良い。
　（１－３．ノズルヘッドユニットについて）
　次に、ノズルヘッドユニット５０について説明する。リスト部２７には、ホルダ部３０を介してノズルヘッドユニット５０が取り付けられる。図３は、ノズルヘッドユニット５０のうち、塗料を吐出させるノズル吐出面５２を正面視した状態を示す図である。図３に示すように、ノズル吐出面５２には、単一のノズルヘッド５３が存在している。しかしながら、ノズル吐出面５２は、複数のノズルヘッド５３から構成されるヘッド群が存在するようにしても良い。この場合、一例として、たとえば図４に示すように、複数のノズルヘッド５３を千鳥状に、位置合わせして配置する構成が挙げられるが、ヘッド群におけるノズルヘッド５３の配置は千鳥状でなくても良い。
　このノズルヘッド５３には、多数のノズル５４が設けられている。また、ノズルヘッド５３には、上記のノズル５４が所定の方向に連なるノズル列５５が複数設けられている。図５は、ノズルヘッド５３の概略的な構成を示す断面図である。図５に示すように、ノズルヘッド５３には、ノズル５４毎にノズル加圧室５６が設けられていて、そのノズル加圧室５６には、塗料を供給するための塗料供給路５７と接続されている。ノズル加圧室５６とノズル５４とは連通していて、塗料を吐出させるように後述する圧電基板６０を駆動させることで、それぞれのノズル５４から塗料を吐出させることができる。
　また、図５に示すように、ノズル加圧室５６の天面（ノズル５４とは反対側の面）には、圧電基板６０が配置されている。圧電基板６０は、圧電体である２枚の圧電セラミック層６１ａ，６１ｂを備え、さらに共通電極６２と、個別電極６３とを備えている。圧電セラミック層６１ａ，６１ｂは、外部から電圧を印加することで、伸縮可能な部材である。このような圧電セラミック層６１ａ，６１ｂとしては、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ3系、ＢａＴｉＯ3系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ3系、ＢｉＮａＮｂ5Ｏ15系等のセラミックス材料を用いることができる。
　また、図５に示すように、共通電極６２は、圧電セラミック層６１ａと圧電セラミック層６１ｂの間に配置されている。また、圧電基板６０の上面には、共通電極用の表面電極（不図示）が形成されている。これら共通電極６２と共通電極用表面電極とは、圧電セラミック層６１ａに存在する不図示の貫通導体を通じて、電気的に接続されている。また、個別電極６３は、上記のノズル加圧室５６と対向する部位にそれぞれ配置されている。さらに、圧電セラミック層６１ａのうち、共通電極６２と個別電極６３とに挟まれた部分は、厚さ方向に分極している。したがって、個別電極６３に電圧を印加すると、圧電効果によって圧電セラミック層６１ａが歪む。このため、所定の駆動信号を個別電極６３に印加すると、圧電セラミック層６１ｂがノズル加圧室５６に凸となり、それによって塗料が吐出される。
　なお、共通電極６２は、ノズル加圧室５６の天面に配置される構成には限られない。たとえば、図６に示すように、ノズル加圧室５６の側面に配置される構成を採用しても良い。
　ところで、本実施の形態の圧電基板６０は、印加する駆動電圧を変化させることで、ノズル５４から吐出させる塗料の液滴の大きさを変化させることができる。具体的には、圧電基板６０は、駆動電圧を変更することで、少なくとも２つのサイズの液滴を打ち分けることが可能である。なお、打ち分けることが可能な液滴のサイズは、たとえば７サイズとするものがあるが、液滴のサイズは、１サイズのみとしても良く、または２サイズ以上に打ち分けられるようにしても良い。
　なお、圧電基板６０は、ノズル駆動手段に対応する。しかしながら、ノズル駆動手段は、圧電基板６０以外のものが対応しても良い。たとえば、ノズルヘッド５３がピエゾ方式以外の方式を採用する場合には、そのノズルヘッド５３から塗料を吐出させるために駆動するものがノズル駆動手段に対応する。そのようなものとしては、たとえば、サーマル方（バブル）方式では、ノズル加圧室５６内の塗料を加熱するヒータがノズル駆動手段に対応する。また、バルブ方式では、バルブおよびバルブを駆動する部分（ソレノイド等）が、ノズル駆動手段に対応する。
　（１－４．塗装機の制御的な構成について）
　次に、図２に基づいて、塗装機１０の制御的な構成について説明する。図２に示すように、塗装機１０には、画像処理部７０と、アーム制御部８０と、塗料供給制御部９０と、ヘッド制御部１００と、主制御部１１０とが設けられていて、これらは塗装制御部に対応する。しかしながら、これらのうちの少なくとも１つ（たとえば塗料供給制御部９０）が、塗装制御部に対応しないものとしても良い。
　また、塗装機１０には、図示を省略する各種のセンサも備えていて、それら各センサからの出力が、アーム制御部８０、塗料供給制御部９０、ヘッド制御部１００および主制御部１１０の何れかに入力される。各種のセンサとしては、たとえば加速度センサ、角速度センサ、各駆動部の位置を検出する位置検出センサ、イメージセンサ等が挙げられるが、これら以外のセンサを用いても良い。
　上記の制御的な構成のうち、画像処理部７０は、塗装対象物である車両や車両部品の寸法に基づいて、ノズルヘッド５１から塗料を吐出可能な状態の画像データ処理を行う部分である。この画像処理部７０は、たとえばコンピュータが対応するが、そのコンピュータは、塗装機１０の一部の構成要素であっても良く、塗装機１０とは別体的に設けられていても良い。画像処理部７０が塗装機１０とは別体的に設けられている場合、画像処理部７０と塗装機１０の間で、有線通信または無線通信により、データの送受信が行われる。なお、画像処理部７０が塗装機１０とは別体的に設けられていても、塗装機１０の概念に含めるようにしても良く、塗装機１０の概念に含めないようにしても良い。
　上記の画像データ処理については、具体的には、画像処理部７０は、塗装対象物に対してノズルヘッドユニット５０が走査する毎（パス毎）に、図７に示すような、通常塗装データ領域Ｒ１と、オーバーラップデータ領域Ｒ２と、非吐出データ領域Ｒ３とを有する画像データＤ１を作成する。図７では、あるパスＰ１と、その次のパスＰ２の２つの画像データＤ１につき、本来は位置合わせされているものを、説明のために位置をずらして表示している。
　これらのうち、通常塗装データ領域Ｒ１は、塗装対象物に対して通常の塗装を行うための、画像データＤ１の一部領域である。また、オーバーラップデータ領域Ｒ２は、隣接するパスと塗料の付着部位が重なり合うような塗装を行うための、画像データＤ１の一部領域である。また、非吐出データ領域Ｒ３は、塗装対象物の端部の外側であり塗料を吐出する必要のない、画像データＤ１の一部領域である。
　そして、通常塗装データ領域Ｒ１では、所望する膜厚となるようにノズル５４からインクを吐出させるべく、それぞれの画素の画素値がたとえば０となるように設定される。なお、ここでいう画素値が０とは、所望の膜厚となるように塗料を吐出させることに対応する。たとえば、白黒の２５６階調においては、黒の場合には、画素値が０に対応し、濃度が濃い状態となる。しかしながら、これに限らずに、たとえば階調のうち取り得る最大値が、所望の膜厚となるように塗料を吐出させることに対応させても良い。たとえば、８階調の最大画素値の８、１６階調の最大画素値の１６、２５６階調の最大画素値の２５６が、所望の膜厚となるように塗料を吐出させることに対応させても良い。
　また、たとえば階調のうちの最大値または最小値（０）が、所望の膜厚を大幅に上回る厚みとなるように塗料を吐出させることに対応させても良い。この場合には、それぞれの画素における最大の画素値と最小の画素値の間の所望の画素値（以下の説明では、ターゲット画素値とする）が、所望の膜厚の塗装となるように設定する。この場合には、ターゲット画素値で塗装を実行しても、ノズルヘッドユニット５０側では、塗装能力に余裕を持った状態で、塗装を実行することができる。したがって、たとえば車両の製造販売が行われる市場に応じて、適宜の膜厚に設定した塗装を実行し易くなる。
　なお、図３から明らかなように、ノズル吐出面５２におけるノズル列５５は、走査方向（パス方向）に対して傾斜して設けられている。したがって、画像処理部７０では、それぞれのノズル５４が塗装対象物の吐出開始位置に到達してから塗料を吐出するように、各ノズル５４毎に通常塗装データ領域Ｒ１およびオーバーラップデータ領域Ｒ２を走査方向にオフセットように、画像データＤ１を作成することが好ましい。
　また、画像処理部７０は、オーバーラップデータ領域Ｒ２においては、それぞれの画素の画素値が所定の中間的な値となるように設定される。たとえば、隣接するパスの２つの画像データＤ１において、互いに重なり合う一方のオーバーラップデータ領域（一端オーバーラップデータ領域）Ｒ２１と、他方のオーバーラップデータ領域（他端オーバーラップデータ領域）Ｒ２２とが存在する場合、一方のオーバーラップデータ領域Ｒ２１では、形成されるべき塗装膜厚の半分となる程度の画素値とし、他方のオーバーラップデータ領域Ｒ２２でも、形成されるべき塗装膜厚の半分となる程度の画素値とするものがある。なお、ここでは、先のパスにおける一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１と、後のパスにおける他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２とが重なり合うものとする。
　しかしながら、先のパスにおける一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１の塗装膜厚の方が、後のパスにおける他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２の塗装膜厚よりも厚く形成されるように、一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１の画素値と、他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２の画素値を、それぞれ設定しても良い。また、先のパスにおける一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１の塗装膜厚の方が、後のパスにおける他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２の塗装膜厚よりも薄く形成されるように、一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１の画素値と、他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２の画素値を、それぞれ設定しても良い。
　また、非吐出データ領域Ｒ３においては、塗料が吐出されない画素値（たとえば最大画素値）になるように設定される。ここで、塗装時間の短縮のために、画像データＤ１のパス方向（操作方向）の寸法は、非吐出データ領域Ｒ３の面積が可能な限り小さくなるように作成されるのが好ましい。
　なお、たとえば車両の端部側のような部位では、画像データＤ１には、一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１と他端オーバーラップデータ領域Ｒ２２のうちのいずれか一方のみ存在している。
　また、アーム制御部８０は、上述したモータＭ１～Ｍ６の駆動を制御する部分である。このアーム制御部８０は、メモリ８１を備えていて、メモリ８１には、ロボットティーチングによって作成されたプログラムおよびデータが記憶されている。そして、アーム制御部８０では、メモリ８１に記憶されたプログラムやデータ、および画像処理部７０での画像処理に基づいて、モータＭ１～Ｍ６の駆動を制御する。その制御により、ノズルヘッドユニット５０は、塗装を実行するための所望の位置を、所望の速度で通過したり、所定の位置で停止することができる。なお、メモリ８１は、塗装機１０が備えていても良いが、塗装機１０の外部にメモリ８１が存在し、そのメモリ８１に対して、有線または無線の通信手段を介して、情報の送受信を可能としても良い。
　また、塗料供給制御部９０は、ノズルヘッドユニット５０への塗料の供給を制御する部分であり、具体的には塗料供給部４０が備えるポンプや弁等の作動を制御する。このとき、塗料供給制御部９０は、ノズルヘッドユニット５０に対して定圧（定圧の一例としては定量）にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁の作動を制御することが好ましい。また、ヘッド制御部１００は、画像処理部７０での画像処理に基づいて、ノズルヘッドユニット５０内の圧電基板６０の作動を制御する部分である。
　また、主制御部１１０は、上記のモータＭ１～Ｍ６、塗料供給部４０および圧電基板６０が協働して塗装対象物に対して塗装が実行されるように、上述したアーム制御部８０、塗料供給制御部９０およびヘッド制御部１００に所定の制御信号を送信する部分である。
［２．塗装方法について］
　次に、上述のような構成を有する塗装機１０を用いて、車両や車両部品等の塗装対象物に対して、塗装を行う塗装方法について説明する。
　塗装を行うのに先立って、測定された塗装対象物の寸法に基づいて、画像データＤ１を作成する。この画像データＤ１は、ノズルヘッドユニット５０が走査するパス毎に、それぞれ作成する。このとき作成される画像データＤ１は、上述したように、通常塗装データ領域Ｒ１とオーバーラップデータ領域Ｒ２と、非吐出データ領域Ｒ３とを有している。
　その後に、主制御部１１０は、画像処理部７０で作成された画像データＤ１に基づいて、アーム制御部８０、塗料供給制御部９０およびヘッド制御部１００に、塗装を実行するための制御信号を送信する。すると、アーム制御部８０は、塗装対象物に対して塗装を実行可能なように、モータＭ１～Ｍ６のうちの少なくとも１つを、所定の駆動速度で駆動させる。また、塗料供給制御部９０は、不図示のセンサによってノズルヘッドユニット５０が塗装対象物に対して所定の位置に到達したときに、ノズルヘッドユニット５０のいずれかのノズル５４から塗料の吐出を開始する。
　このとき、塗装対象物の端部に到達したノズル５４から、順次、塗料を吐出するように、ヘッド制御部１００は各ノズル５４の圧電基板６０の駆動を制御する。それにより、塗装対象物には、図８に示すような塗装面Ｃが形成される。この塗装面Ｃは、走査（パス）毎に塗装された分割塗装面ＣＤを複数走査し、隣接する分割塗装面ＣＤの一部分が重なることで形成されている。
　ここで、上記の分割塗装面ＣＤには、通常塗装データ領域Ｒ１に対応して塗料を吐出することで形成された通常塗装領域ＣＲ１と、オーバーラップデータ領域Ｒ２に対応して塗料を吐出することで形成されたオーバーラップ塗装領域ＣＲ２とが形成される。
　なお、本実施の形態では、前のパスＰ１における分割塗装面ＣＤの一端オーバーラップ領域Ｒ２１に対応した一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と、他端オーバーラップ領域Ｒ２２に対応した他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２とは、混在している。そのような混在の一例としては、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１とオーバーラップ塗装領域ＣＲ２とが重ねられる場合がある。なお、このようなオーバーラップ塗装領域ＣＲ２では、通常塗装領域ＣＲ１よりも塗料の吐出量が減じられた状態となっている。
　ここで、通常塗装領域ＣＲ１およびオーバーラップ塗装領域ＣＲ２の代表的な構成を、図９に示す。図９は、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２とが重ねられた状態を示す断面図である。図９に示すように、前のパスＰ１および次のパスＰ２における通常塗装領域ＣＲ１の平均的な厚みをＴ１とする。このとき、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１の厚みＴ２と、その一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と重なり合う他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２の厚みＴ３とを合わせた厚みＴ４は、厚みＴ１と等しいか、または概ね等しく設けられている。
　なお、上記のように、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２とが重ねられる以外に、後述する第３塗装制御で説明するような、細分化された塗装区域が隣接するように配置される場合も、混在に該当する。このように、細分化された塗装区域（細分化塗装区域）が隣接するように配置される場合においても、それぞれの細分化塗装区域における塗装膜の厚みは、上記のＴ１と等しくなっている。
　このような重なり、または隣接した配置を有する、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２を形成するために、ヘッド制御部１００は、画像データＤ１に基づいて、次の第１塗装制御から第３塗装制御のような塗料の吐出制御を行う。
　（１）第１塗装制御
　第１塗装制御では、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１および他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２では、ノズル５４から噴射される塗料の液滴のサイズを、通常塗装領域ＣＲ１と比較して、小さくなるように制御する。
　この場合、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１にて吐出される小さなサイズの液滴の体積と、他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２にて吐出される小さなサイズの液滴の体積とを合計したものが、通常塗装領域ＣＲ１において吐出される大きなサイズの液滴の体積と等しくなるように塗装するようにしても良い。
　ただし、一般に、球の体積は半径の３乗に比例するのに対し、球の表面積は半径の２乗に比例する。このことから、半径が小さくなればなる程、塗料の液滴に含まれる一部の成分（有機溶剤等）が外部に飛散し易い。一方、塗料のうち、有機溶剤を除いた、塗装膜を構成する固化成分の体積のうち、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１と他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２とを合計した体積は、通常塗装領域ＣＲ１の固化成分の体積と等しいはずである。
　そこで、前のパスＰ１と次のパスＰ２の間で時間差があることで、有機溶剤の飛散割合による、塗装膜に微小な凹凸等が露出するのを防ぐために、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１にて吐出されるサイズの液滴の半径Ｅ１が、他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２にて吐出されるサイズの液滴の半径Ｅ２よりも大きくなるようにしても良い。換言すると、前のパスＰ１では、液滴の半径Ｅ１に対応した一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１を有し、次のパスＰ２では、液滴の半径Ｅ２に対応した他端オーバーラップ領域Ｒ２２を有するように、それぞれのパスの画像データＤ１を、画像処理部７０で作成するようにしても良い。
　なお、第１塗装制御では、画像処理部７０またはヘッド制御部１００では、それぞれのパスにおける画像データＤ１に対し、ハーフトーン処理を行う。このとき、ディザ法や誤差拡散法といった手法を用いて、ハーフトーン処理を行うようにしても良い。なお、ハーフトーン処理では、誤差拡散法、ディザ法、濃度パターン法等を用いても良い。
　このハーフトーン処理では、それぞれの画素における濃淡を表す画素値から、塗料の液滴を最適なサイズ（ドットサイズ）へと変換する。このとき、ドットのオン・オフと組み合わせるようにしても良い。図１０は、オーバーラップデータ領域Ｒ２でのハーフトーン処理の一例を示す図である。なお、図１０に示すマトリクス中の各数字は、塗料の液滴（ドット）のサイズを示しており、数値が大きいほど、ドットサイズが大きくなっている。たとえば、ドットのサイズが７段階存在する場合、図１０に示すように、ある注目画素では大きい方から３番目のサイズのドットをオンとし、その注目画素の左隣の画素では６番目のサイズのドットをオンとし、その注目画素の左斜め上の画素では２番目のドットをオンとし、その注目画素の上の画素ではドットをオフ（０）とし…のごとく、画素毎に、ドットサイズを決定する。
　そして、ヘッド制御部１００では、このような画像処理に基づいて、圧電基板６０を駆動させて、ノズル５４から塗装対象物に対して塗料の液滴を吐出する。すると、特にオーバーラップデータ領域Ｒ２では、ドットサイズが分散化された状態で塗装がなされる。したがって、塗装対象物への塗料の着弾後に、塗料が周囲に流動することで、所定の厚みの塗装膜を形成することができる。
　なお、図１１に示すように、通常塗装データ領域Ｒ１では、ドットサイズは、それぞれ最大のサイズか、または最大のサイズに近い値となることが好ましい。
　ここで、紙等の印刷においては、ハーフトーン処理後のインクを吐出しても、そのインクは印刷媒体に染み込むので、印刷媒体の表面に所定の厚みを形成しない。加えて、紙等の印刷媒体への印刷では、その印刷媒体が有する白さを利用して印刷を行うので、インクが着弾されない部位が存在する。しかしながら、本実施の形態のような塗装では、塗料は、厚み方向に膜厚を有する状態（いわば３次元的な状態）で形成される。また、塗料は、塗装対象物に染み込まない。そのため、上記のドットサイズの決定のためのハーフトーン処理では、無塗装領域が１箇所でも生じないように、小さなサイズのドットの隣または近傍には、大きなサイズのドットが配置されるように、画像処理を行うのが好ましい。
　以上のようなハーフトーン処理を経てノズル５４から塗料を吐出させると、通常塗装データ領域Ｒ１に基づく通常塗装領域ＣＲ１は、上述した厚みＴ１の塗装膜を形成することができる。一方、一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１に基づく一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１は、上述した厚みＴ２の塗装膜を形成することができ、他端オーバーラップ領域Ｒ２２に基づく他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２は、上述した厚みＴ３に基づく塗装膜を形成することができる。
　（２）第２塗装制御
　第２塗装制御では、ノズル５４から噴射される塗料の液滴（ドット）のサイズを同じサイズとして、塗装膜を形成する。この場合、ある領域に打ち込むドットの個数を変化させることで、所望の膜厚を達成する。この場合、たとえば圧電基板６０を駆動させる周波数を変化させることで、単位面積当たりにノズル５４から吐出されるドットの個数を変化させることができる。たとえば、液滴（ドット）のサイズが７段階存在する場合、そのいずれかのサイズのドットを吐出して、通常塗装領域ＣＲ１と、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２とを形成するようにする。なお、液滴（ドット）のサイズが７段階存在する場合、塗装時間の短縮と、塗装制御のし易さから、小さい方から数えて３段階目または４段階目のサイズの液滴（ドット）を吐出するようにしても良い。
　ここで、通常塗装データ領域Ｒ１に基づく通常塗装領域ＣＲ１における、塗装対象物の単位面積当たりに吐出されるドット数をＤ１とする。また、オーバーラップデータ領域Ｒ２における、塗装対象物の単位面積当たりに吐出されるドット数をＤ２とする。そして、Ｄ１＞Ｄ２となるように、それぞれ通常塗装領域ＣＲ１とオーバーラップ塗装領域ＣＲ２を形成する。
　なお、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１における、塗装対象物の単位面積当たりに吐出されるドット数をＤ２１とし、他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２における、塗装対象物の単位面積当たりに吐出されるドット数をＤ２２とする。すると、次の式１が成り立つように、塗装対象物の単位面積当たりのドット数を決定するようにしても良い。
　　Ｄ１＝Ｄ２１＋Ｄ２２　…　（式１）
　このように塗装を行う場合、塗料の液滴のドットサイズが同じであっても、通常塗装領域ＣＲ１における塗装膜の厚みＴ１に対して、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１における塗装膜の厚みＴ２、および他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２における塗装膜の厚みＴ３を小さくすることができる。それにより、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１とオーバーラップ塗装領域ＣＲ２１とが重ねられた際に、通常塗装領域ＣＲ１の厚みＴ１と同等の厚みの塗装膜を３次元的に形成することができる。
　（３）第３塗装制御
　第３塗装制御では、上述した第１塗装制御および第２塗装制御と比較して、オーバーラップデータ領域Ｒ２（オーバーラップ塗装領域ＣＲ２）の面積を広げる。かかる面積の拡大により、図１２から図１４に示すような細分化用データ領域Ｒ４を作成する。具体的には、前のパスＰ１の一端オーバーラップデータ領域Ｒ２１に一端細分化用データ領域Ｒ４１を作成し、次のパスＰ２の他端オーバーラップ領域Ｒ２２に他端細分化用データ領域Ｒ４２を作成する。そして、これらの一端細分化用データ領域Ｒ４１と他端細分化用データ領域Ｒ４２とを組み合わせることで、厚みが均一化されたオーバーラップ塗装領域ＣＲ２を形成することができる。
　ここで、図１２は、一端細分化用データ領域Ｒ４１と他端細分化用データ領域Ｒ４２とが、櫛歯状に設けられている状態を示す図である。この図１２に示す画像データＤ１に基づいて塗装を実行すると、図１５に示すような状態となる。図１５に示すように、一端細分化用データ領域Ｒ４１に対応する塗装部分は、一端細分化塗装区域ＣＲ４１となり、他端細分化用データ領域Ｒ４２に対応する塗装部分は、他端細分化塗装区域ＣＲ４２となる。そして、一端細分化塗装区域ＣＲ４１と他端細分化塗装区域ＣＲ４２とは、厚み方向で重ならずに、隣接した位置に配置される。このため、図１５では、一端細分化塗装区域ＣＲ４１と他端細分化塗装区域ＣＲ４２とが櫛歯状に噛み合った状態となっている。
　また、図１３は、一端細分化用データ領域Ｒ４１と他端細分化用データ領域Ｒ４２とが、格子状に設けられている状態を示す図である。この図１３に示す画像データＤ１に基づいて塗装を実行すると、図１６に示すような状態となる。図１６に示す状態では、一端細分化塗装区域ＣＲ４１と他端細分化塗装区域ＣＲ４２とは、互いに重ならずに市松模様状に配置された状態となっている。
　また、図１４は、一端細分化用データ領域Ｒ４１と他端細分化用データ領域Ｒ４２とが、グラデーション状に設けられている状態を示す図である。この図１４に示す画像データＤ１に基づいて塗装を実行すると、図１７に示すような状態となる。図１７に示す状態では、一端細分化塗装区域ＣＲ４１と他端細分化塗装区域ＣＲ４２とは、それぞれのグラデーション状の模様が互いに重ならずに配置された状態となっている。
　以上のような、オーバーラップデータ領域Ｒ２に細分化用データ領域Ｒ４が存在する画像データＤ１に基づく塗装を塗装対象物に行う場合、それぞれの細分化塗装区域ＣＲ４は、厚みＴ１を有している。したがって、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２では、厚みがＴ１に均一化された状態で塗装が実行される。
　なお、上記の第１塗装制御から第３塗装制御のいずれか、またはこれらを組み合わせつつ、ノズルヘッドユニット５０の走査を繰り返しつつ、その走査において塗料をノズル５４から吐出することで、塗装対象物に対する塗装が全体的に行われる。
［３．効果について］
　以上のような構成の塗装機１０および塗装方法によると、塗装制御部（画像処理部７０、アーム制御部８０、塗料供給制御部９０、ヘッド制御部１００および主制御部１１０）は、ノズルヘッドユニット５０の走査のそれぞれで形成される分割塗装面ＣＤに区分された状態で走査を複数回繰り返すことで、塗装対象物に対する塗装を実行する制御を行う。加えて、塗装制御部は、分割塗装面ＣＤにおいて、目標とする塗装膜厚Ｔ１となるように塗装を行う通常塗装領域ＣＲ１と、通常塗装領域ＣＲ１よりも塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域ＣＲ２とが形成されるように塗装を実行する。加えて、塗装制御部は、先の走査で塗装された分割塗装面ＣＤにおけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２に対して、次の走査で塗装された分割塗装面ＣＤにおけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２を混在させることで、混在後のオーバーラップ塗装領域ＣＲ２の塗装膜厚が目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行する。
　このため、先の走査での塗装部位（分割塗装面ＣＤ）と、後の走査での塗装部位（分割塗装面ＣＤとが混在するオーバーラップ塗装領域ＣＲ２では、塗装膜の厚みが、通常塗装領域ＣＲ１と同等の厚みとすることができる。このため、塗装面Ｃの全体に亘って、平滑性の高い塗装を実現することが可能となる。すなわち、先の走査での塗装部位（分割塗装面ＣＤ）と、後の走査での塗装部位（分割塗装面ＣＤとが重なり合う際に、盛り上がってしまい平滑性が損なわれるのを防止可能となる。
　また、本実施の形態におけるオーバーラップ塗装制御では、先の走査で塗装された分割塗装面ＣＤにおけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２に対して、次の走査で塗装された分割塗装面ＣＤにおけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２が厚み方向において重ねられることで、目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行するように圧電基板６０（ノズル駆動手段）およびモータＭ１～Ｍ６（アーム駆動手段）の駆動を制御するようにしても良い。
　このように制御する場合には、前後する２つの走査におけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２が重ねられても、その部位は、目標とする塗装膜の厚みＴ１となるように塗装が行われる。このため、装面Ｃの全体に亘って、平滑性の高い塗装を実現することが可能となる。
　また、本実施の形態におけるオーバーラップ塗装制御では、通常塗装領域ＣＲ１において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２において吐出される塗料の液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、ノズル５４から塗料が吐出されるように圧電基板６０（ノズル駆動手段）の駆動を制御するようにしても良い。
　このように制御する場合には、ノズル５４から吐出される塗料の液滴（ドット）のサイズを、小さなサイズへと最適化されるので、前後する２つの走査におけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２が重ねられても、その部位は、目標とする塗装膜の厚みＴ１となるように塗装が行われる。このため、装面Ｃの全体に亘って、平滑性の高い塗装を実現することが可能となる。
　また、本実施の形態におけるオーバーラップ塗装制御では、通常塗装領域ＣＲ１において吐出される塗料の液滴よりも、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２において吐出される塗料の液滴の方が、単位面積当たりの塗装対象物へ吐出される塗料の液滴の個数が少なくなるように、ノズル駆動手段の駆動を制御するようにしても良い。
　このように制御する場合には、ノズル５４から吐出される塗料の液滴（ドット）の個数を、通常塗装領域ＣＲ１よりも少ない最適な個数へと調整されるので、前後する２つの走査におけるオーバーラップ塗装領域ＣＲ２が重ねられても、その部位は、目標とする塗装膜の厚みＴ１となるように塗装が行われる。このため、装面Ｃの全体に亘って、平滑性の高い塗装を実現することが可能となる。また、同じサイズの液滴（ドット）をノズル５４から吐出するので、塗装膜の厚みの算出が比例的に算出可能となる。このため、塗装膜の厚みのコントロールを容易に行うことができる。
　また、本実施の形態におけるオーバーラップ塗装制御では、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２に、複数の細分化塗装区域ＣＲ４が設けられるように塗装制御が行われると共に、先の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域ＣＲ２内の細分化塗装区域ＣＲ４と、次の走査で形成されたオーバーラップ塗装領域ＣＲ２内の細分化塗装区域ＣＲ４とが、隣り合う状態で塗装制御が行われるようにすることもできる。
　このように制御する場合には、先の走査で形成される細分化塗装区域ＣＲ４と、後の走査で形成される細分化塗装区域ＣＲ４とは、重なり合わずに隣接配置される状態となる。したがって、ノズル５４から吐出される塗料の量を調整することで、オーバーラップ塗装領域ＣＲ２では、目標とする塗装膜の厚みＴ１となるように塗装が行われる。このため、装面Ｃの全体に亘って、平滑性の高い塗装を実現することが可能となる。
［４．変形例について］
　以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。
　上述の実施の形態では、たとえば一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１の厚みＴ２は、その幅方向においてほぼ同一の厚みを有している。また、他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２の厚みＴ３は、その幅方向においてほぼ同一の厚みを有している。しかしながら、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１および他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２の厚みは、均一でなくても良い。
　たとえば、図１８に示すように、前のパスＰ１における一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１では、通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、徐々に厚みが減少するように塗装を行う。これと共に、次のパスＰ２における他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２でも、通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、徐々に厚みが減少するように塗装を行う。このとき、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１および他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２での塗装制御では、たとえば上述の第１塗装制御におけるドットサイズを変更する手法を用いて、それぞれの通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、ドットサイズが小さくなるように、塗装を実行することができる。また、一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１および他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２での塗装制御では、第２塗装制御における単位面積あたりに吐出させる液滴（ドット）の個数を変化させる手法を用いて、それぞれの通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、吐出される液滴（ドット）の個数が少なくなるように、塗装を実行することができる。
　このような塗装制御を行う場合には、通常塗装領域ＣＲ１に近い側では、サイズの小さな塗料の液滴（ドット）がノズル５４から吐出されるので、分割塗装面ＣＤ同士（パス同士）のつなぎ目が、より判別し難い塗装を実現することができる。
　また、図１９に示すように、前のパスＰ１における一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１では、通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、段階的に厚みが減少するように塗装を行う。これと共に、次のパスＰ２における他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２でも、通常塗装領域ＣＲ１から離れるにつれて、段階的に厚みが減少するように塗装を行う。この場合も、上述の図１８で説明したように、第１塗装制御でのドットサイズの変更、および／または第２塗装制御での液滴（ドット）の個数変更という手法を用いて、図１９に示すような段階的に厚みが変化する状態を実現することができる。
　なお、上述した図１８および図１９においては、次のパスＰ２の他端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２２のうち、特に厚みの薄い部分は、前のパスＰ１の一端オーバーラップ塗装領域ＣＲ２１のうち厚みが厚い部分に重ねられることで、その厚みを補正している状態となる。
　また、上述の実施の形態では、一定の厚みを有する塗装膜を形成する場合について説明している。しかしながら、本発明の塗装機１０および塗装方法は、一定の厚みを有する塗装膜の形成には限られない。たとえば、何らかのデザインに基づいて、塗装対象物に描画を行う場合にも、本発明の塗装機１０および塗装方法を適用することが可能である。
　ここで、描画においては、塗装する場所毎に、塗装膜厚が変わる場合があるが、そのような場合でも、その場所毎に、目標とする塗装膜厚が存在する。そのため、先の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された分割塗装面におけるオーバーラップ塗装領域を混在させる。それにより、混在後のオーバーラップ塗装領域の塗装膜厚が、場所毎の、目標とする塗装膜厚となるように塗装を実行することができる。
　また、上述の実施の形態では、オーバーラップ塗装領域に関して、第１塗装制御、第２塗装制御および第３塗装制御について説明している。しかしながら、これら第１塗装制御と、第２塗装制御と、第３塗装制御のうち、少なくとも２つを組み合わせて実行するようにしても良い。たとえば、第１塗装制御のようにドットのサイズを変更しながら、第２塗装制御のように単位面積当たりに吐出されるトッドの個数を変更するようにしても良い。また、第１塗装制御のようにドットのサイズを変更しながら、第３塗装制御のように細分化された塗装区域を形成するようにしても良い。また、第２塗装制御のように単位面積当たりに吐出されるトッドの個数を変更しながら、第３塗装制御のように細分化された塗装区域を形成するようにしても良い。
　１０…塗装機、２０…塗装用ロボット、２１…基台、２２…脚部、２３…回転軸部、２４…回転アーム、２５…第１回動アーム、２６…第２回動アーム、２７…リスト部、３０…ホルダ部、４０…塗料供給部、５０…ノズルヘッドユニット、５１…ヘッドカバー、５２…ノズル吐出面、５３…ノズルヘッド、５４…ノズル、５５…ノズル列、５６…ノズル加圧室、５７…塗料供給路、６０…圧電基板、６１ａ，６１ｂ…圧電セラミック層、６２…共通電極、６３…個別電極、７０…画像処理部、８０…アーム制御部、８１…メモリ、９０…塗料供給制御部、１００…ヘッド制御部、１１０…主制御部、Ｃ…塗装面、ＣＤ…分割塗装面、ＣＲ１…通常塗装領域、ＣＲ２…オーバーラップ塗装領域、ＣＲ２１…一端オーバーラップ塗装領域、ＣＲ２２…他端オーバーラップ塗装領域、ＣＲ４…細分化塗装区域、ＣＲ４１…一端細分化塗装区域、ＣＲ４２…他端細分化塗装区域、Ｄ１…画像データ、Ｍ１～Ｍ６…モータ、Ｒ１…通常塗装データ領域、Ｒ２…オーバーラップデータ領域、Ｒ２１…一端オーバーラップデータ領域、Ｒ２２…他端オーバーラップ領域、Ｒ３…非吐出データ領域、Ｒ４…細分化用データ領域、Ｒ４１…一端細分化用データ領域、Ｒ４２…他端細分化用データ領域

Claims (10)

  1. 　ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで塗装対象物に対する塗装を行う塗装機であって、
    　ノズル吐出面に複数の前記ノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、前記ノズルから前記塗料を吐出させるノズル駆動手段を備えるノズルヘッドユニットと、
    　軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよび前記アームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、前記アーム駆動手段の駆動によって前記ノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、
    　前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御して、前記塗装対象物に対する塗装を実行する塗装制御部と、
    　を備え、
    　前記塗装制御部は、前記ノズルヘッドユニットの走査のそれぞれで形成される分割塗装面に区分された状態で走査を複数回繰り返すことで、前記塗装対象物に対する塗装を実行する制御を行うと共に、
    　前記塗装制御部は、前記分割塗装面において、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、前記通常塗装領域よりも前記塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とが形成されるように塗装を実行すると共に、
    　かつ、前記塗装制御部は、先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後の前記オーバーラップ塗装領域の前記塗装膜厚が前記目標とする前記塗装膜厚となるように塗装を実行するオーバーラップ塗装制御を行う、
    　ことを特徴とする塗装機。
  2. 　請求項１記載の塗装機であって、
    　前記オーバーラップ塗装制御では、
    　先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで前記目標とする前記塗装膜厚となるように塗装を実行するように前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御する、
    　ことを特徴とする塗装機。
  3. 　請求項２記載の塗装機であって、
    　前記オーバーラップ塗装制御では、前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、前記ノズルから前記塗料が吐出されるように前記ノズル駆動手段の駆動を制御する、
    　ことを特徴とする塗装機。
  4. 　請求項２または３記載の塗装機であって、
    　前記オーバーラップ塗装制御では、前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、単位面積当たりの前記塗装対象物へ吐出される前記塗料の前記液滴の個数が少なくなるように、前記ノズル駆動手段の駆動を制御する、
    　ことを特徴とする塗装機。
  5. 　請求項１記載の塗装機であって、
    　前記オーバーラップ塗装制御では、
    　前記オーバーラップ塗装領域に、複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装制御が行われると共に、先の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域と、次の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装制御が行われる、
    　ことを特徴とする塗装機。
  6. 　ノズルからインクジェット方式で塗料を吐出することで塗装対象物に対する塗装を行う塗装方法であって、
    　ノズル吐出面に複数の前記ノズルが形成されたノズルヘッドを有すると共に、前記ノズルから前記塗料を吐出させるノズル駆動手段を備えるノズルヘッドユニットと、
    　軸部を介して相対的に回転可能な複数のアームおよび前記アームを移動させるアーム駆動手段を備えると共に、前記アーム駆動手段の駆動によって前記ノズルヘッドユニットを保持した状態で該ノズルヘッドユニットを移動させるロボットアームと、
    　前記ノズル駆動手段および前記アーム駆動手段の駆動を制御して、前記塗装対象物に対する塗装を実行する塗装制御部と、
    　を備え、
    　前記塗装制御部での制御による塗装は、
    　前記塗装対象物に対して複数の前記ノズルヘッドユニットを走査させる走査ステップと、
    　前記走査ステップ毎に、前記塗装対象物に対して前記ノズルから前記塗料を吐出して分割塗装面を形成する分割塗装ステップと、
    　を有し、
    　前記分割塗装面は、目標とする塗装膜厚となるように塗装を行う通常塗装領域と、前記通常塗装領域よりも前記塗料の吐出量が減じられた状態で塗装を行うオーバーラップ塗装領域とを有すると共に、
    　先の分割塗装ステップで塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の分割塗装ステップでは、塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域を混在させることで、混在後の前記オーバーラップ塗装領域の前記塗装膜厚が前記目標とする前記塗装膜厚となるように前記塗料を前記ノズルから吐出させる、
    　ことを特徴とする塗装方法。
  7. 　請求項６記載の塗装方法であって、
    　前記分割塗装ステップでは、
    　先の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域に対して、次の走査で塗装された前記分割塗装面における前記オーバーラップ塗装領域が厚み方向において重ねられることで前記目標とする前記塗装膜厚となるように前記塗料を前記ノズルから吐出させる、
    　ことを特徴とする塗装方法。
  8. 　請求項７記載の塗装方法であって、
    　前記分割塗装ステップでは、
    　前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、サイズが小さくなる状態で、前記ノズルから前記塗料が吐出させる、
    　ことを特徴とする塗装方法。
  9. 　請求項６または７記載の塗装方法であって、
    　前記分割塗装ステップでは、
    　前記通常塗装領域において吐出される前記塗料の液滴よりも、前記オーバーラップ塗装領域において吐出される前記塗料の前記液滴の方が、単位面積当たりの前記塗装対象物へ吐出される前記塗料の前記液滴の個数が少なくなるように、前記ノズルから前記塗料が吐出させる、
    　ことを特徴とする塗装方法。
  10. 　請求項６記載の塗装方法であって、
    　前記分割塗装ステップでは、
    　前記オーバーラップ塗装領域内に複数の細分化塗装区域が設けられるように塗装を行うと共に、先の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域と、次の走査で形成された前記オーバーラップ塗装領域内の前記細分化塗装区域とが、隣り合う状態で塗装が行われる、
    　ことを特徴とする塗装方法。
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