塗布装置
【課題】塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置１であって、塗布剤を収容するタンク２１と、ノズル部１３と、タンク２１に収容されている塗布剤をノズル部１３に送り出すギアポンプ２２と、ノズル部１３との間に所定の間隔をおいてノズルに対向して配置されている対向電極（図示せず）と、ノズル部１３と対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路（図示せず）と、を備える。
【解決手段】塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置１であって、塗布剤を収容するタンク２１と、ノズル部１３と、タンク２１に収容されている塗布剤をノズル部１３に送り出すギアポンプ２２と、ノズル部１３との間に所定の間隔をおいてノズルに対向して配置されている対向電極（図示せず）と、ノズル部１３と対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路（図示せず）と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルと対向電極との間に電圧を印加してノズルから塗布剤を誘引する静電誘引式の塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の塗布装置は、タンクに収容されている塗布剤を塗布剤の自重によってノズルに供給するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４６３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給すると、タンク内の塗布剤の残量が時間の経過とともに変化することによって単位時間当たりにノズルに供給される塗布剤の量が変化するので、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し難いという問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、前記塗布剤を収容するタンクと、ノズルと、前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、を備える。
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【０００７】
第２の発明は、導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、前記塗布剤を収容するタンクと、ノズルと、前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、を備える。
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明の塗布装置であって、前記ポンプはギアポンプである。
ギアポンプは微量の流体を長時間安定して供給できるという性質を有しているので、ギアポンプを用いると微量の塗布剤をノズルに長時間安定して供給できる。
【０００９】
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明の塗布装置であって、前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える。
この発明によると、ポンプの送出量を変更することができる。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明の塗布装置であって、前記制御手段は、前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有する。
この発明によると、何らかの原因で流出量が変化しても、ポンプをフィードバック制御することによって流出量を所定の範囲内に収めることができる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明の塗布装置であって、前記情報は、前記ノズルに流れる電流の電流値である。
流出量が変化するとそれに比例してノズルに流れる電流の大きさも変化するので、ノズルに流れる電流の大きさ（電流値）は、流出量に相関する情報であるといえる。
【００１２】
第７の発明は、第４〜第６のいずれかの発明の塗布装置であって、前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段を有し、前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する。
この発明によると、塗布剤の物性に応じて送出量を変更することができる。
【００１３】
第８の発明は、第１〜第７のいずれかの発明の塗布装置であって、前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記ノズルに導入する第１の流路を形成する第１の流路部材と、前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記タンクに戻す第２の流路を形成する第２の流路部材と、前記第１の流路と前記第２の流路とを切り替える切替手段と、を備える。
この発明によると、塗布対象物に塗布剤を塗布しないときは第２の流路に切り替えてタンク内の塗布剤をポンプによって循環させることにより、塗布剤の成分の沈殿を低減できる。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明の塗布装置であって、前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を、前記第１の流路に前記塗布剤を送り出すときと前記第２の流路に前記塗布剤を送り出すときとで変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える。
この発明によると、第１の流路に切り替えているときに必要な量の塗布剤がノズルに供給されなかったり、あるいは第２の流路に切り替えているときに塗布剤が無駄に多く循環したりすることを低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に係る塗布装置の塗布部の構成を示す模式図。
【図２】塗布装置の塗料供給部の構成を示す模式図。
【図３】塗布装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】電圧発生回路の構成を示すブロック図。
【図５】ノズルに印加される電圧と検出される電流との関係を示すグラフ。
【図６】主制御回路による制御の流れを示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態２に係るフローチャート（前半）。
【図８】本発明の実施形態２に係るフローチャート（後半）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。
（１）塗布装置の構成
本実施形態では円筒状のワーク４０（図３参照、塗布対象物の一例）の外周面に静電誘引式によって塗料（塗布剤の一例）を塗布する塗布装置を例に説明する。
図１、図２及び図３は、本発明の実施形態１に係る塗布装置１の構成を示す模式図である。塗布装置１は、図１に示す塗布部１０と、図２に示す塗料供給部２０と、図３に示す制御部３０とを備えて構成されている。
【００１８】
（１−１）塗布部
図１に示すように、塗布部１０は、主走査装置１１、副走査装置１２、ノズル部１３、対向電極支持部材１４、及び、対向電極１５を備えて構成されている。なお、図１では制御部３０の電圧発生回路３４も併せて示している。
【００１９】
主走査装置１１は、水平面上のＸＹ座標系においてＸ軸方向に延びるガイドレール１１ａ、ガイドレール１１ａにスライド可能に保持されているスライダ１１ｂ、スライダ１１ｂをガイドレール１１ａに沿ってＸ軸方向に往復移動させる図示しないステッピングモータ、スライダ１１ｂに固定されている平板状の台座部１１ｃなどを備えて構成されている。
【００２０】
副走査装置１２は、回転軸がＸ軸方向に延びる姿勢で固定されているステッピングモータ１２ａ、ステッピングモータ１２ａの回転軸に固定されて当該回転軸の軸方向に延びるワーク保持部１２ｂなどを備えて構成されている。ワーク保持部１２ｂの外径は円筒状のワーク４０の内径と概ね同径であり、ワーク４０は内周部がワーク保持部１２ｂに嵌合されてワーク保持部１２ｂに保持される。
【００２１】
台座部１１ｃには、ノズル部１３、対向電極支持部材１４、電圧発生回路３４が固定されている。
ノズル部１３は、本体部１３ａと、ノズル１３ｂとを備えて構成されている。ノズル１３ｂは導電性を有する素材で細い筒状に形成されており、先端側の端面がノズル１３ｂの中心軸線に対して傾斜している。ノズル１３ｂは、ノズル１３ｂの中心軸線とステッピングモータ１２ａの回転軸線とが同一の水平面上で垂直に交差する姿勢で配置されている。
【００２２】
本体部１３ａは一端にノズル１３ｂが固定されており、他端に第１の流路２４ａ（図２参照）が接続されている。本体部１３ａ内には塗料が流れる流路が形成されており、第１の流路２４ａから本体部１３ａに供給される塗料は本体部１３ａ内の流路を流れてノズル１３ｂに導入される。
【００２３】
対向電極支持部材１４は長方形の板状に形成されており、長手方向の一方の端部が台座部１１ｃに固定されている。対向電極支持部材１４の他方の端部はワーク保持部１２ｂの近傍まで伸びており、先端部に対向電極１５が設けられている。
【００２４】
対向電極１５は、ノズル１３ｂの先端からワーク保持部１２ｂ側に所定距離（例えば１ｍｍ）離間した位置でノズル１３ｂに対向して配置されている。対向電極１５は１本の棒状電極を略Ｃ字状に曲折して形成されており（図３参照）、対向電極１５の両端の間にはノズル１３ｂから誘引される塗料を通過させるための間隙（例えば４ｍｍ）が設けられている。
【００２５】
（１−２）塗料供給部
図２に示すように、塗料供給部２０は、塗料タンク２１、ギアポンプ２２、塗料タンク２１に収容されている塗料をギアポンプ２２に供給する流路を形成する流路部材２３、ギアポンプ２２から送り出された塗料をノズル部１３に導入する第１の流路２４ａを形成する第１の流路部材２４、第１の流路２４ａの途中で分岐し、ギアポンプ２２から送り出された塗料を塗料タンク２１に戻す第２の流路２５ａを形成する第２の流路部材２５、第１の流路２４ａを開閉する常閉式の第１の電磁弁２６、第２の流路２５ａを開閉する常閉式の第２の電磁弁２７を備えて構成されている。
【００２６】
塗料タンク２１（タンクの一例）にはワーク４０に塗布する塗料が収容されている。塗料としては低導電性かつ高誘電性の油性インクなどが用いられる。なお、塗料は低導電性かつ高誘電性を有するものであればよく、例えば透明樹脂（クリヤー）に微細アルミ粒子を混合したメタリック塗料やパール粉を混合したパール塗料であってもよい。
【００２７】
ギアポンプ２２（ポンプの一例）は、２個の歯車２２ａ、２２ｂと、それらを収容する筺体２２ｃと、いずれか一方の歯車を回転駆動する図示しない駆動モータとを備えて構成されている。駆動モータが回転すると２個の歯車２２ａ、２２ｂが互いに逆方向に回転し、回転する歯車２２ａ、２２ｂの歯に押されて塗料が第１の流路２４ａに送り出される。
【００２８】
第１の電磁弁２６（切替手段の一例）、及び第２の電磁弁２７（切替手段の一例）は、電磁石（ソレノイド）を用いて弁部材を電気的に駆動する弁である。なお、経路制御回路３６（図３参照）から出力される制御信号に応じて流路を開閉する弁であれば電磁弁以外の弁を用いてもよい。
【００２９】
本実施形態では、第１の流路２４ａを開いて第２の流路２５ａを閉じた状態のことを塗布状態といい、第１の流路２４ａを閉じて第２の流路２５ａを開いた状態のことを循環状態という。
【００３０】
（１−３）制御部
図３は、制御部３０の電気的構成を示すブロック図である。制御部３０は、主制御回路３１、データ入力部３２、ポンプ制御回路３３、電圧発生回路３４、走査制御回路３５、経路制御回路３６などを備えて構成されている。
【００３１】
主制御回路３１（制御手段、フィードバック制御手段の一例）は塗布装置１の全体を制御する回路であり、データ入力部３２によって入力されたデータや指示に応じた制御信号をポンプ制御回路３３、電圧発生回路３４、走査制御回路３５、及び経路制御回路３６に出力する。
【００３２】
主制御回路３１によるポンプ制御回路３３の制御では、主制御回路３１はギアポンプ２２の回転、停止などの制御の他、ギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量である送出量を変更する制御も行う。具体的には例えば、主制御回路３１は、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更する制御や、第１の流路に塗料を送り出すときと第２の流路に塗料を送り出すときとでギアポンプ２２の送出量を変更する制御なども行う。
【００３３】
データ入力部３２（取得手段の一例）は操作部として構成されており、作業者が各種のデータや指示を入力するための操作ボタンや、ＬＣＤなどの表示装置を備えている。作業者はデータ入力部３２を操作して、塗料の物性（塗料の表面張力、粘性、誘電率など）、ノズル１３ｂの移動範囲（Ｘ軸方向におけるワーク４０の一方の端の位置と他方の端の位置）、塗布膜厚（塗布剤の厚さ）、その他各種のデータを入力することができる。また、作業者はデータ入力部３２を操作することにより、作業の開始や停止、塗布の開始などを指示することができる。
【００３４】
なお、本実施形態ではデータ入力部３２を操作部として構成した場合を例に説明するが、データ入力部３２は上述したデータや指示を外部の装置から主制御回路３１に入力するための通信インタフェースとして構成されてもよい。
【００３５】
ポンプ制御回路３３は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた大きさの電流をギアポンプ２２の駆動モータに供給する回路である。
【００３６】
電圧発生回路３４は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた大きさの電圧をノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する回路である。本実施形態ではノズル１３ｂを正極（＋）とし、対向電極１５を負極（−）として電圧を印加する。電圧発生回路３４の構成については後述する。
ノズル１３ｂと対向電極１５との間に電圧を印加して電位差を生じさせると、ノズル１３ｂの先端に形成されるメニスカスに表面張力を上回る静電誘引力が作用し、その静電誘引力によって塗料がノズル１３ｂから誘引される。誘引された塗料は曳糸状に飛翔し、やがて分裂霧化する。分裂霧化した塗料は次第に散乱してワーク４０に到達する。
【００３７】
なお、ワーク４０が導電性を有する場合は、ワーク４０を電気的に接地することにより、ワーク４０を負極（−）として用いてもよい。これにより対向電極１５を省くことができ、塗布装置１の構成をより簡素にできる。
【００３８】
また、ノズル１３ｂに電圧を印加する電圧発生回路と対向電極１５に電圧を印加する電圧発生回路とを独立させ、ノズル１３ｂに印加するバイアス電圧Ｖｂと対向電極１５に印加する電圧Ｖｓとの電位差（Ｖｂ−Ｖｓ）によって静電誘引力を生じさせる構成であってもよい。
【００３９】
走査制御回路３５は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じて主走査装置１１のステッピングモータ、及び副走査装置１２のステッピングモータにパルス信号を出力する回路である。
より具体的には、走査制御回路３５には主制御回路３１からスライダ１１ｂの移動速度、及び副走査装置１２の回転速度を指示する制御信号が出力され、走査制御回路３５は指示された移動速度でスライダ１１ｂを移動させるとともに、指示された回転速度で副走査装置１２を回転させる。
また、走査制御回路３５には主制御回路３１からノズル１３ｂの移動範囲を指示する制御信号が出力され、走査制御回路３５はその制御信号に基づいてスライダ１１ｂの移動範囲を決定する。
【００４０】
経路制御回路３６（切替手段の一例）は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じて第１の電磁弁２６、及び第２の電磁弁２７を駆動することにより、塗料の経路の状態を塗布状態と循環状態との間で切り替える回路である。
【００４１】
図４は、電圧発生回路３４の構成を示すブロック図である。電圧発生回路３４は、静電コントローラ５０と静電発生器６０とで構成されている。ここではワーク４０が電気的に接地されているものとする。
制御電源部５１は、外部から供給される交流電圧を、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた交流電圧に変換して高周波発振部５２に出力する回路である。
高周波発振部５２は、制御電源部５１から出力される交流電圧をより高周波の交流電圧に変換する回路である。
トランス５３は、高周波発振部５２から出力される交流電圧を降圧する回路である。
【００４２】
トランス６１は、トランス５３で降圧された交流電圧を昇圧する回路である。
高電圧発生器６２は、トランス６１で昇圧されて図示しない整流回路によって直流に変換された電圧をマイナスの直流高電圧に変換してノズル１３ｂに印加する回路である。直流高電圧の印加によってノズル１３ｂに流れる電流は、ワーク４０、及び接地物体を経由して高圧側電流検出回路５４に入力される。
【００４３】
高圧側電流検出回路５４（情報検出手段の一例）は、入力された電流の電流値を検出し、検出した電流値を高圧側過電流遮断判定回路５５、高圧側定電流制限回路５６、及び主制御回路３１に出力する回路である。
また、高圧側電流検出回路５４に入力された電流は、送電ケーブルを経由して静電発生器６０の高電圧発生器６２のプラス端子に戻される。
【００４４】
高圧側過電流遮断判定回路５５は、電圧発生回路３４に何らかの異常が発生し、それにより高圧側電流検出回路５４から出力された電流値が第１の設定値を超えた場合に、高周波発振部５２の作動を停止させる回路である。
高圧側電流制限回路５６は、高圧側電流検出回路５４によって検出された電流値が第１の設定値を超えた場合に、制御電源部５１の作動を停止させる回路である。高圧側電流制限回路５６は高圧側過電流遮断判定回路５５に異常が発生して高周波発振部５２の作動が停止しなかった場合のために設けられている。
【００４５】
低圧側電流制限回路５７は、制御電源部５１から出力された交流電圧による電流の電流値を検出し、検出した電流値が第２の設定値を超えた場合に、制御電源部５１に異常が発生したとして制御電源部５１の作動を停止させる回路である。
【００４６】
図５は、高電圧発生器６２によってノズル１３ｂに印加される電圧（ノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加される電圧に相当）と、高圧側電流検出回路５４によって検出される電流との関係を示すグラフである。主制御回路３１は高圧側電流検出回路５４から出力された電流値に対応する電圧を図５に示す関係から判断することにより、ノズル１３ｂに印加されている電圧を把握することができる。
【００４７】
（２）主制御回路による制御の流れ
図６は、主制御回路３１による制御の流れを示すフローチャートである。本処理は作業者がデータ入力部３２で各種のデータを入力して作業の開始を指示すると開始される。
【００４８】
ここではノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する電圧の大きさ、及びギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量（送出量）を塗料の物性に応じて変更する場合を例に説明する。また、ここでは塗料の物性と目標の塗布膜厚とに応じてスライダ１１ｂの移動速度、及び副走査装置１２の回転速度を変更する場合を例に説明する。
【００４９】
Ｓ１０１では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを所定の原点位置に移動させる。
Ｓ１０２では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を循環状態に切り替える。
【００５０】
Ｓ１０３では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２を所定の速度で回転させる。ギアポンプ２２が回転すると塗料タンク２１に収容されている塗料がギアポンプ２２によって送り出され、塗料タンク２１と第２の流路部材２５との間を塗料が循環し始める。塗料を循環させるのは、塗布装置１の停止中に塗料タンク２１の底に沈殿した成分を塗料全体に均一に行き渡らせるためである。
なお、メタリック塗料やパール塗料などのように成分が沈殿し易い塗料の場合は、成分が沈殿し難い他の塗料に比べてギアポンプ２２の回転速度を速くしてもよい。
【００５１】
Ｓ１０４では、主制御回路３１は作業者が塗布の開始を指示するまで待機する。作業者はワーク保持部１２ｂにワーク４０を保持させた後、データ入力部３２を操作して塗布の開始を指示する。主制御回路３１は塗布の開始が指示されるとＳ１０５に進む。
【００５２】
Ｓ１０５では、主制御回路３１はノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する電圧の大きさをデータ入力部３２によって入力された塗料の物性に応じて決定する。
印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定するのは、同じ大きさの電圧を印加しても生じる静電誘引力が塗料の物性によって異なったり、あるいは生じさせるべき静電誘引力が塗料の物性によって異なったりするからである。印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定することにより、塗料ごとにその塗料の物性に適した静電誘引力を作用させることができる。
【００５３】
Ｓ１０６では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを塗布開始位置に移動させる。塗布開始位置は適宜に設定可能であるが、本実施形態では「ノズルの移動範囲」のいずれか一方の端を塗布開始位置とする。
Ｓ１０７では、主制御回路３１は電圧発生回路３４を制御して、ノズル１３ｂと対向電極１５との間にＳ１０５で決定した大きさの電圧を印加させる。
【００５４】
Ｓ１０８では、主制御回路３１はデータ入力部３２によって入力された塗料の物性に応じてギアポンプ２２の回転速度を変更する、すなわちギアポンプ２２の送出量を変更する。
ギアポンプ２２の送出量を塗料の物性に応じて変更するのは、同じ送出量であっても粘性の低い塗料の場合はノズルから塗料が滴り落ちる所謂ぼた落ちが起きたり、逆に粘性の高い塗料の場合は液切れが起きたりすることがあるからである。塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更することにより、ぼた落ちや液切れを低減できる。
【００５５】
Ｓ１０９では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を塗布状態に切り替える。塗布状態に切り替えるとポンプから送り出された塗料がノズル１３ｂに導入され、塗料がノズル１３ｂから誘引されてワーク４０に塗布される。
【００５６】
Ｓ１１０では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御して主走査装置１１及び副走査装置１２の駆動を開始する。
具体的には例えば、主制御回路３１はデータ入力部３２によって入力された塗料の物性と塗布膜厚とに基づいてスライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを決定し、決定した移動速度及び回転速度に応じた制御信号を走査制御回路３５に出力する。
【００５７】
スライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを塗料の物性と塗布膜厚とに基づいて決定するのは、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更すると単位時間当たりにワーク４０に到達する塗料の量も変わるので、それに応じてスライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを決定することによって目標の塗布膜厚を実現するためである。
【００５８】
Ｓ１１１では、主制御回路３１は塗布が完了したか否かを判断する。具体的には例えば、主制御回路３１はスライダ１１ｂが移動範囲の他方の端（塗布開始位置とは逆側の端）に到達したか否かを判定し、到達していれば塗布が完了したと判断する。スライダ１１ｂが移動範囲の他方の端に到達したか否かは、例えばスライダ１１ｂが移動範囲の端に達したときに走査制御回路３５が主制御回路３１に通知することによって判断することができる。主制御回路３１は塗布が完了するとＳ１１２に進む。
【００５９】
Ｓ１１２では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を循環状態に切り替える。これによりノズル１３ｂからの塗料の吐出が停止する。
Ｓ１１３では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御して、ギアポンプ２２に供給する電流の大きさを循環状態のときの大きさに戻す。
【００６０】
Ｓ１１４では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御して主走査装置１１及び副走査装置１２の駆動を停止する。
Ｓ１１５では、主制御回路３１は電圧発生回路３４を制御して電圧の印加を停止させる。
Ｓ１１６では、主制御回路３１は作業者が塗布の開始を指示するか、または作業の終了を指示するまで待機する。作業者は他のワーク４０への塗布を行う場合はワーク保持部１２ｂに他のワーク４０を保持させて塗布の開始を指示し、全てのワーク４０の塗布が終了した場合は作業の終了を指示する。主制御回路３１は作業者が指示を入力するとＳ１１７に進む。
【００６１】
Ｓ１１７では、主制御回路３１は塗布の開始が指示された場合はＳ１０６に戻って処理を繰り返し、作業の終了が指示された場合はＳ１１８に進む。
Ｓ１１８では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを原点位置に移動させる。
Ｓ１１９では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２の駆動を停止する。
【００６２】
（３）実施形態の効果
以上説明した本発明の実施形態１に係る塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料をギアポンプ２２によってノズル１３ｂに供給するので、塗料を長時間安定して供給できる。このため塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料を自重によってノズル１３ｂに供給する場合に比べ、ワーク４０に塗布される塗布膜厚が安定し易い。その結果、塗布膜厚の不良によって廃棄されるワーク４０の数を低減でき、歩留まりを向上できる。
【００６３】
更に、塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料をノズル１３ｂに送り出すポンプとしてギアポンプを用いている。ギアポンプは微量の流体を長時間安定して供給できるという性質を有しているので、ギアポンプを用いると微量の塗料をノズル１３ｂに長時間安定して供給できる。
【００６４】
更に、塗布装置１によると、塗料の物性に応じて塗料タンク２１の形状を変更しなくてよいという効果がある。いずれの塗料についても同じ塗料タンクを用いると、塗料の物性によってはぼた落ちや液切れが起きたりすることがある。この場合、ぼた落ちや液切れが起きないようにするために塗料の物性に応じて塗料タンクの形状を変更することも考えられる。しかしながら、その場合は塗料ごとにその塗料の物性に応じた最適な形状の塗料タンクを設計しなければならないため多くの作業時間が必要になる上、塗料ごとに塗料タンクを用意することによって部品点数が増加する。
これに対し、塗布装置１によると、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更することによってぼた落ちや液切れを低減できるので、塗料の物性に応じて塗料タンク２１の形状を変更しなくてよい。
【００６５】
更に、塗布装置１によると、ワーク４０に塗料を塗布しないときは循環状態に切り替えて塗料タンク２１内の塗料をギアポンプ２２によって循環させることにより、塗料タンク２１内の塗料が攪拌され、塗料の成分の沈殿を低減できる。
【００６６】
更に、塗布装置１によると、塗布状態のときと循環状態のときとで送出量を変更するので、塗料の経路の状態に応じて送出量を適切に変更できる。これにより、例えば塗布状態のときに必要な量の塗料がノズル１３ｂに供給されなかったり、あるいは循環状態のときに塗料が無駄に多く循環したりすることを低減できる。
【００６７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７ないし図８によって説明する。
実施形態２では、ノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報を検出し、検出した情報に基づいて、流出量が所定の範囲内に収まるようにギアポンプ２２をフィードバック制御する。
【００６８】
ここで、ギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量である送出量と流出量とはほぼ一致するが、ノズルの傾き方などによって塗料が流れ易かったり流れ難かったりするなど、送出量と流出量とは必ずしも一致しない可能性もあるので、本実施形態では送出量と流出量とを区別している。
【００６９】
ここでは流出量に相関する情報として、ノズル１３ｂに流れる電流の大きさを例に説明する。流出量が変化するとそれに比例してノズル１３ｂに流れる電流の大きさも変化するので、ノズル１３ｂに流れる電流の大きさは、流出量に相関する情報であるといえる。
【００７０】
図７及び図８は、実施形態２に係る主制御回路３１による制御の流れを示すフローチャートである。ここでは実施形態１と実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
Ｓ２０１では、主制御回路３１はノズル１３ｂに流れる電流の大きさを高圧側電流検出回路５４によって検出し、検出した電流値が所定の上限値を超えているか否かを判断する。所定の上限値は塗料の物性に応じて決まる値である。この値は理論的に算出された値であってもよいし、実験的に求められた値であってもよい。後述する下限値についても同様である。
主制御回路３１は、検出した電流値が所定の上限値を超えている場合は実際の流出量が本来の流出量より多いと判断してＳ２０２に進み、所定の上限値以下である場合はＳ２０３に進む。
【００７２】
Ｓ２０２では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２に供給する電流を一段階小さくする。一段階当たりの電流の変化量は適宜に設定可能である。ギアポンプ２２に供給する電流を小さくするとギアポンプ２２の回転速度が遅くなって送出量が減少し、その結果、ノズル１３ｂに流れる電流値が小さくなる。
【００７３】
Ｓ２０３では、主制御回路３１は検出した電流値が所定の下限値未満であるか否かを判断し、下限値未満である場合は実際の流出量が本来の流出量より少ないと判断してＳ２０４に進み、下限値以上である場合はＳ１１１に進む。
【００７４】
Ｓ２０４では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２に供給する電流を一段階大きくする。ギアポンプ２２に供給する電流を大きくするとギアポンプ２２の回転速度が速くなって送出量が増加し、その結果、ノズル１３ｂに流れる電流の電流値が大きくなる。
【００７５】
以上説明した本発明の実施形態２に係る塗布装置によると、ノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報（ここではノズル１３ｂに流れる電流の電流値）を検出し、その情報に基づいて流出量が所定の範囲内に収まるようにギアポンプ２２をフィードバック制御するので、何らかの原因で流出量が変化しても、ギアポンプ２２をフィードバック制御することによって流出量を所定の範囲内に収めることができる。これにより、塗料をより安定して供給できる。
【００７６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７７】
（１）上記実施形態ではギアポンプ２２として外歯歯車を２個使用するタイプのギアポンプ２２を用いているが、外歯歯車と内歯歯車とを使用するタイプのギアポンプを用いてもよい。
また、ポンプはギアポンプに限られるものではなく、チューピングポンプやプランジャーポンプを用いてもよい。
【００７８】
（２）上記実施形態では円筒状のワーク４０の外周面に塗料を塗布する場合を例に説明したが、ワークの形状は円筒状に限られるものではなく、平板状であってもよい。
【００７９】
（３）上記実施形態では塗料の経路の状態を第１の電磁弁２６、及び第２の電磁弁２７を用いて切り替える場合を例に説明したが、三方弁を用いて切り替えてもよい。
【００８０】
（４）上記実施形態ではノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報としてノズル１３ｂに流れる電流の電流値を例に説明したが、ノズル１３ｂから流出する塗料の量を検出する流量センサを設け、流量センサによって検出される流量を流出量に相関する情報として用いてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ 塗布装置、１０ 塗布部、１１ 主走査装置、１１ａ ガイドレール、１１ｂ スライダ、１１ｃ 台座部、１２ 副走査装置、１２ａ ステッピングモータ、１２ｂ ワーク保持部、１３ ノズル部、１３ａ 本体部、１３ｂ ノズル、１４ 対向電極支持部材、１５ 対向電極、２０ 塗料供給部、２１ 塗料タンク（タンク）、２２ ギアポンプ（ポンプ）、２２ａ、２２ｂ 歯車、２２ｃ 筺体、２３ 流路部材、２４ 第１の流路部材、２４ａ 第１の流路、２５ 第２の流路部材、２５ａ 第２の流路、２６ 第１の電磁弁（切替手段）、２７ 第２の電磁弁（切替手段）、３０ 制御部、３１ 主制御回路（制御手段、フィードバック制御手段）、３２ データ入力部（取得手段）、３３ ポンプ制御回路（制御手段、フィードバック制御手段）、３４ 電圧発生回路、３５ 走査制御回路、３６ 経路制御回路（切替手段）、５４ 高圧側電流検出回路（情報検出手段）、４０ ワーク（塗布対象物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルと対向電極との間に電圧を印加してノズルから塗布剤を誘引する静電誘引式の塗布装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来の塗布装置は、タンクに収容されている塗布剤を塗布剤の自重によってノズルに供給するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２４６３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給すると、タンク内の塗布剤の残量が時間の経過とともに変化することによって単位時間当たりにノズルに供給される塗布剤の量が変化するので、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し難いという問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、前記塗布剤を収容するタンクと、ノズルと、前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、を備える。
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【０００７】
第２の発明は、導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、前記塗布剤を収容するタンクと、ノズルと、前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、を備える。
この発明によると、タンクに収容されている塗布剤をポンプによってノズルに供給するので、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【０００８】
第３の発明は、第１又は第２の発明の塗布装置であって、前記ポンプはギアポンプである。
ギアポンプは微量の流体を長時間安定して供給できるという性質を有しているので、ギアポンプを用いると微量の塗布剤をノズルに長時間安定して供給できる。
【０００９】
第４の発明は、第１〜第３のいずれかの発明の塗布装置であって、前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える。
この発明によると、ポンプの送出量を変更することができる。
【００１０】
第５の発明は、第４の発明の塗布装置であって、前記制御手段は、前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、を有する。
この発明によると、何らかの原因で流出量が変化しても、ポンプをフィードバック制御することによって流出量を所定の範囲内に収めることができる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明の塗布装置であって、前記情報は、前記ノズルに流れる電流の電流値である。
流出量が変化するとそれに比例してノズルに流れる電流の大きさも変化するので、ノズルに流れる電流の大きさ（電流値）は、流出量に相関する情報であるといえる。
【００１２】
第７の発明は、第４〜第６のいずれかの発明の塗布装置であって、前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段を有し、前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する。
この発明によると、塗布剤の物性に応じて送出量を変更することができる。
【００１３】
第８の発明は、第１〜第７のいずれかの発明の塗布装置であって、前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記ノズルに導入する第１の流路を形成する第１の流路部材と、前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記タンクに戻す第２の流路を形成する第２の流路部材と、前記第１の流路と前記第２の流路とを切り替える切替手段と、を備える。
この発明によると、塗布対象物に塗布剤を塗布しないときは第２の流路に切り替えてタンク内の塗布剤をポンプによって循環させることにより、塗布剤の成分の沈殿を低減できる。
【００１４】
第９の発明は、第８の発明の塗布装置であって、前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を、前記第１の流路に前記塗布剤を送り出すときと前記第２の流路に前記塗布剤を送り出すときとで変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える。
この発明によると、第１の流路に切り替えているときに必要な量の塗布剤がノズルに供給されなかったり、あるいは第２の流路に切り替えているときに塗布剤が無駄に多く循環したりすることを低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、タンクに収容されている塗布剤を自重によってノズルに供給する場合に比べ、塗布対象物に塗布される塗布剤の厚さが安定し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態１に係る塗布装置の塗布部の構成を示す模式図。
【図２】塗布装置の塗料供給部の構成を示す模式図。
【図３】塗布装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】電圧発生回路の構成を示すブロック図。
【図５】ノズルに印加される電圧と検出される電流との関係を示すグラフ。
【図６】主制御回路による制御の流れを示すフローチャート。
【図７】本発明の実施形態２に係るフローチャート（前半）。
【図８】本発明の実施形態２に係るフローチャート（後半）。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図６によって説明する。
（１）塗布装置の構成
本実施形態では円筒状のワーク４０（図３参照、塗布対象物の一例）の外周面に静電誘引式によって塗料（塗布剤の一例）を塗布する塗布装置を例に説明する。
図１、図２及び図３は、本発明の実施形態１に係る塗布装置１の構成を示す模式図である。塗布装置１は、図１に示す塗布部１０と、図２に示す塗料供給部２０と、図３に示す制御部３０とを備えて構成されている。
【００１８】
（１−１）塗布部
図１に示すように、塗布部１０は、主走査装置１１、副走査装置１２、ノズル部１３、対向電極支持部材１４、及び、対向電極１５を備えて構成されている。なお、図１では制御部３０の電圧発生回路３４も併せて示している。
【００１９】
主走査装置１１は、水平面上のＸＹ座標系においてＸ軸方向に延びるガイドレール１１ａ、ガイドレール１１ａにスライド可能に保持されているスライダ１１ｂ、スライダ１１ｂをガイドレール１１ａに沿ってＸ軸方向に往復移動させる図示しないステッピングモータ、スライダ１１ｂに固定されている平板状の台座部１１ｃなどを備えて構成されている。
【００２０】
副走査装置１２は、回転軸がＸ軸方向に延びる姿勢で固定されているステッピングモータ１２ａ、ステッピングモータ１２ａの回転軸に固定されて当該回転軸の軸方向に延びるワーク保持部１２ｂなどを備えて構成されている。ワーク保持部１２ｂの外径は円筒状のワーク４０の内径と概ね同径であり、ワーク４０は内周部がワーク保持部１２ｂに嵌合されてワーク保持部１２ｂに保持される。
【００２１】
台座部１１ｃには、ノズル部１３、対向電極支持部材１４、電圧発生回路３４が固定されている。
ノズル部１３は、本体部１３ａと、ノズル１３ｂとを備えて構成されている。ノズル１３ｂは導電性を有する素材で細い筒状に形成されており、先端側の端面がノズル１３ｂの中心軸線に対して傾斜している。ノズル１３ｂは、ノズル１３ｂの中心軸線とステッピングモータ１２ａの回転軸線とが同一の水平面上で垂直に交差する姿勢で配置されている。
【００２２】
本体部１３ａは一端にノズル１３ｂが固定されており、他端に第１の流路２４ａ（図２参照）が接続されている。本体部１３ａ内には塗料が流れる流路が形成されており、第１の流路２４ａから本体部１３ａに供給される塗料は本体部１３ａ内の流路を流れてノズル１３ｂに導入される。
【００２３】
対向電極支持部材１４は長方形の板状に形成されており、長手方向の一方の端部が台座部１１ｃに固定されている。対向電極支持部材１４の他方の端部はワーク保持部１２ｂの近傍まで伸びており、先端部に対向電極１５が設けられている。
【００２４】
対向電極１５は、ノズル１３ｂの先端からワーク保持部１２ｂ側に所定距離（例えば１ｍｍ）離間した位置でノズル１３ｂに対向して配置されている。対向電極１５は１本の棒状電極を略Ｃ字状に曲折して形成されており（図３参照）、対向電極１５の両端の間にはノズル１３ｂから誘引される塗料を通過させるための間隙（例えば４ｍｍ）が設けられている。
【００２５】
（１−２）塗料供給部
図２に示すように、塗料供給部２０は、塗料タンク２１、ギアポンプ２２、塗料タンク２１に収容されている塗料をギアポンプ２２に供給する流路を形成する流路部材２３、ギアポンプ２２から送り出された塗料をノズル部１３に導入する第１の流路２４ａを形成する第１の流路部材２４、第１の流路２４ａの途中で分岐し、ギアポンプ２２から送り出された塗料を塗料タンク２１に戻す第２の流路２５ａを形成する第２の流路部材２５、第１の流路２４ａを開閉する常閉式の第１の電磁弁２６、第２の流路２５ａを開閉する常閉式の第２の電磁弁２７を備えて構成されている。
【００２６】
塗料タンク２１（タンクの一例）にはワーク４０に塗布する塗料が収容されている。塗料としては低導電性かつ高誘電性の油性インクなどが用いられる。なお、塗料は低導電性かつ高誘電性を有するものであればよく、例えば透明樹脂（クリヤー）に微細アルミ粒子を混合したメタリック塗料やパール粉を混合したパール塗料であってもよい。
【００２７】
ギアポンプ２２（ポンプの一例）は、２個の歯車２２ａ、２２ｂと、それらを収容する筺体２２ｃと、いずれか一方の歯車を回転駆動する図示しない駆動モータとを備えて構成されている。駆動モータが回転すると２個の歯車２２ａ、２２ｂが互いに逆方向に回転し、回転する歯車２２ａ、２２ｂの歯に押されて塗料が第１の流路２４ａに送り出される。
【００２８】
第１の電磁弁２６（切替手段の一例）、及び第２の電磁弁２７（切替手段の一例）は、電磁石（ソレノイド）を用いて弁部材を電気的に駆動する弁である。なお、経路制御回路３６（図３参照）から出力される制御信号に応じて流路を開閉する弁であれば電磁弁以外の弁を用いてもよい。
【００２９】
本実施形態では、第１の流路２４ａを開いて第２の流路２５ａを閉じた状態のことを塗布状態といい、第１の流路２４ａを閉じて第２の流路２５ａを開いた状態のことを循環状態という。
【００３０】
（１−３）制御部
図３は、制御部３０の電気的構成を示すブロック図である。制御部３０は、主制御回路３１、データ入力部３２、ポンプ制御回路３３、電圧発生回路３４、走査制御回路３５、経路制御回路３６などを備えて構成されている。
【００３１】
主制御回路３１（制御手段、フィードバック制御手段の一例）は塗布装置１の全体を制御する回路であり、データ入力部３２によって入力されたデータや指示に応じた制御信号をポンプ制御回路３３、電圧発生回路３４、走査制御回路３５、及び経路制御回路３６に出力する。
【００３２】
主制御回路３１によるポンプ制御回路３３の制御では、主制御回路３１はギアポンプ２２の回転、停止などの制御の他、ギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量である送出量を変更する制御も行う。具体的には例えば、主制御回路３１は、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更する制御や、第１の流路に塗料を送り出すときと第２の流路に塗料を送り出すときとでギアポンプ２２の送出量を変更する制御なども行う。
【００３３】
データ入力部３２（取得手段の一例）は操作部として構成されており、作業者が各種のデータや指示を入力するための操作ボタンや、ＬＣＤなどの表示装置を備えている。作業者はデータ入力部３２を操作して、塗料の物性（塗料の表面張力、粘性、誘電率など）、ノズル１３ｂの移動範囲（Ｘ軸方向におけるワーク４０の一方の端の位置と他方の端の位置）、塗布膜厚（塗布剤の厚さ）、その他各種のデータを入力することができる。また、作業者はデータ入力部３２を操作することにより、作業の開始や停止、塗布の開始などを指示することができる。
【００３４】
なお、本実施形態ではデータ入力部３２を操作部として構成した場合を例に説明するが、データ入力部３２は上述したデータや指示を外部の装置から主制御回路３１に入力するための通信インタフェースとして構成されてもよい。
【００３５】
ポンプ制御回路３３は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた大きさの電流をギアポンプ２２の駆動モータに供給する回路である。
【００３６】
電圧発生回路３４は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた大きさの電圧をノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する回路である。本実施形態ではノズル１３ｂを正極（＋）とし、対向電極１５を負極（−）として電圧を印加する。電圧発生回路３４の構成については後述する。
ノズル１３ｂと対向電極１５との間に電圧を印加して電位差を生じさせると、ノズル１３ｂの先端に形成されるメニスカスに表面張力を上回る静電誘引力が作用し、その静電誘引力によって塗料がノズル１３ｂから誘引される。誘引された塗料は曳糸状に飛翔し、やがて分裂霧化する。分裂霧化した塗料は次第に散乱してワーク４０に到達する。
【００３７】
なお、ワーク４０が導電性を有する場合は、ワーク４０を電気的に接地することにより、ワーク４０を負極（−）として用いてもよい。これにより対向電極１５を省くことができ、塗布装置１の構成をより簡素にできる。
【００３８】
また、ノズル１３ｂに電圧を印加する電圧発生回路と対向電極１５に電圧を印加する電圧発生回路とを独立させ、ノズル１３ｂに印加するバイアス電圧Ｖｂと対向電極１５に印加する電圧Ｖｓとの電位差（Ｖｂ−Ｖｓ）によって静電誘引力を生じさせる構成であってもよい。
【００３９】
走査制御回路３５は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じて主走査装置１１のステッピングモータ、及び副走査装置１２のステッピングモータにパルス信号を出力する回路である。
より具体的には、走査制御回路３５には主制御回路３１からスライダ１１ｂの移動速度、及び副走査装置１２の回転速度を指示する制御信号が出力され、走査制御回路３５は指示された移動速度でスライダ１１ｂを移動させるとともに、指示された回転速度で副走査装置１２を回転させる。
また、走査制御回路３５には主制御回路３１からノズル１３ｂの移動範囲を指示する制御信号が出力され、走査制御回路３５はその制御信号に基づいてスライダ１１ｂの移動範囲を決定する。
【００４０】
経路制御回路３６（切替手段の一例）は、主制御回路３１から出力される制御信号に応じて第１の電磁弁２６、及び第２の電磁弁２７を駆動することにより、塗料の経路の状態を塗布状態と循環状態との間で切り替える回路である。
【００４１】
図４は、電圧発生回路３４の構成を示すブロック図である。電圧発生回路３４は、静電コントローラ５０と静電発生器６０とで構成されている。ここではワーク４０が電気的に接地されているものとする。
制御電源部５１は、外部から供給される交流電圧を、主制御回路３１から出力される制御信号に応じた交流電圧に変換して高周波発振部５２に出力する回路である。
高周波発振部５２は、制御電源部５１から出力される交流電圧をより高周波の交流電圧に変換する回路である。
トランス５３は、高周波発振部５２から出力される交流電圧を降圧する回路である。
【００４２】
トランス６１は、トランス５３で降圧された交流電圧を昇圧する回路である。
高電圧発生器６２は、トランス６１で昇圧されて図示しない整流回路によって直流に変換された電圧をマイナスの直流高電圧に変換してノズル１３ｂに印加する回路である。直流高電圧の印加によってノズル１３ｂに流れる電流は、ワーク４０、及び接地物体を経由して高圧側電流検出回路５４に入力される。
【００４３】
高圧側電流検出回路５４（情報検出手段の一例）は、入力された電流の電流値を検出し、検出した電流値を高圧側過電流遮断判定回路５５、高圧側定電流制限回路５６、及び主制御回路３１に出力する回路である。
また、高圧側電流検出回路５４に入力された電流は、送電ケーブルを経由して静電発生器６０の高電圧発生器６２のプラス端子に戻される。
【００４４】
高圧側過電流遮断判定回路５５は、電圧発生回路３４に何らかの異常が発生し、それにより高圧側電流検出回路５４から出力された電流値が第１の設定値を超えた場合に、高周波発振部５２の作動を停止させる回路である。
高圧側電流制限回路５６は、高圧側電流検出回路５４によって検出された電流値が第１の設定値を超えた場合に、制御電源部５１の作動を停止させる回路である。高圧側電流制限回路５６は高圧側過電流遮断判定回路５５に異常が発生して高周波発振部５２の作動が停止しなかった場合のために設けられている。
【００４５】
低圧側電流制限回路５７は、制御電源部５１から出力された交流電圧による電流の電流値を検出し、検出した電流値が第２の設定値を超えた場合に、制御電源部５１に異常が発生したとして制御電源部５１の作動を停止させる回路である。
【００４６】
図５は、高電圧発生器６２によってノズル１３ｂに印加される電圧（ノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加される電圧に相当）と、高圧側電流検出回路５４によって検出される電流との関係を示すグラフである。主制御回路３１は高圧側電流検出回路５４から出力された電流値に対応する電圧を図５に示す関係から判断することにより、ノズル１３ｂに印加されている電圧を把握することができる。
【００４７】
（２）主制御回路による制御の流れ
図６は、主制御回路３１による制御の流れを示すフローチャートである。本処理は作業者がデータ入力部３２で各種のデータを入力して作業の開始を指示すると開始される。
【００４８】
ここではノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する電圧の大きさ、及びギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量（送出量）を塗料の物性に応じて変更する場合を例に説明する。また、ここでは塗料の物性と目標の塗布膜厚とに応じてスライダ１１ｂの移動速度、及び副走査装置１２の回転速度を変更する場合を例に説明する。
【００４９】
Ｓ１０１では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを所定の原点位置に移動させる。
Ｓ１０２では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を循環状態に切り替える。
【００５０】
Ｓ１０３では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２を所定の速度で回転させる。ギアポンプ２２が回転すると塗料タンク２１に収容されている塗料がギアポンプ２２によって送り出され、塗料タンク２１と第２の流路部材２５との間を塗料が循環し始める。塗料を循環させるのは、塗布装置１の停止中に塗料タンク２１の底に沈殿した成分を塗料全体に均一に行き渡らせるためである。
なお、メタリック塗料やパール塗料などのように成分が沈殿し易い塗料の場合は、成分が沈殿し難い他の塗料に比べてギアポンプ２２の回転速度を速くしてもよい。
【００５１】
Ｓ１０４では、主制御回路３１は作業者が塗布の開始を指示するまで待機する。作業者はワーク保持部１２ｂにワーク４０を保持させた後、データ入力部３２を操作して塗布の開始を指示する。主制御回路３１は塗布の開始が指示されるとＳ１０５に進む。
【００５２】
Ｓ１０５では、主制御回路３１はノズル１３ｂと対向電極１５との間に印加する電圧の大きさをデータ入力部３２によって入力された塗料の物性に応じて決定する。
印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定するのは、同じ大きさの電圧を印加しても生じる静電誘引力が塗料の物性によって異なったり、あるいは生じさせるべき静電誘引力が塗料の物性によって異なったりするからである。印加する電圧の大きさを塗料の物性に応じて決定することにより、塗料ごとにその塗料の物性に適した静電誘引力を作用させることができる。
【００５３】
Ｓ１０６では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを塗布開始位置に移動させる。塗布開始位置は適宜に設定可能であるが、本実施形態では「ノズルの移動範囲」のいずれか一方の端を塗布開始位置とする。
Ｓ１０７では、主制御回路３１は電圧発生回路３４を制御して、ノズル１３ｂと対向電極１５との間にＳ１０５で決定した大きさの電圧を印加させる。
【００５４】
Ｓ１０８では、主制御回路３１はデータ入力部３２によって入力された塗料の物性に応じてギアポンプ２２の回転速度を変更する、すなわちギアポンプ２２の送出量を変更する。
ギアポンプ２２の送出量を塗料の物性に応じて変更するのは、同じ送出量であっても粘性の低い塗料の場合はノズルから塗料が滴り落ちる所謂ぼた落ちが起きたり、逆に粘性の高い塗料の場合は液切れが起きたりすることがあるからである。塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更することにより、ぼた落ちや液切れを低減できる。
【００５５】
Ｓ１０９では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を塗布状態に切り替える。塗布状態に切り替えるとポンプから送り出された塗料がノズル１３ｂに導入され、塗料がノズル１３ｂから誘引されてワーク４０に塗布される。
【００５６】
Ｓ１１０では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御して主走査装置１１及び副走査装置１２の駆動を開始する。
具体的には例えば、主制御回路３１はデータ入力部３２によって入力された塗料の物性と塗布膜厚とに基づいてスライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを決定し、決定した移動速度及び回転速度に応じた制御信号を走査制御回路３５に出力する。
【００５７】
スライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを塗料の物性と塗布膜厚とに基づいて決定するのは、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更すると単位時間当たりにワーク４０に到達する塗料の量も変わるので、それに応じてスライダ１１ｂの移動速度と副走査装置１２の回転速度とを決定することによって目標の塗布膜厚を実現するためである。
【００５８】
Ｓ１１１では、主制御回路３１は塗布が完了したか否かを判断する。具体的には例えば、主制御回路３１はスライダ１１ｂが移動範囲の他方の端（塗布開始位置とは逆側の端）に到達したか否かを判定し、到達していれば塗布が完了したと判断する。スライダ１１ｂが移動範囲の他方の端に到達したか否かは、例えばスライダ１１ｂが移動範囲の端に達したときに走査制御回路３５が主制御回路３１に通知することによって判断することができる。主制御回路３１は塗布が完了するとＳ１１２に進む。
【００５９】
Ｓ１１２では、主制御回路３１は経路制御回路３６を制御して塗料の経路の状態を循環状態に切り替える。これによりノズル１３ｂからの塗料の吐出が停止する。
Ｓ１１３では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御して、ギアポンプ２２に供給する電流の大きさを循環状態のときの大きさに戻す。
【００６０】
Ｓ１１４では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御して主走査装置１１及び副走査装置１２の駆動を停止する。
Ｓ１１５では、主制御回路３１は電圧発生回路３４を制御して電圧の印加を停止させる。
Ｓ１１６では、主制御回路３１は作業者が塗布の開始を指示するか、または作業の終了を指示するまで待機する。作業者は他のワーク４０への塗布を行う場合はワーク保持部１２ｂに他のワーク４０を保持させて塗布の開始を指示し、全てのワーク４０の塗布が終了した場合は作業の終了を指示する。主制御回路３１は作業者が指示を入力するとＳ１１７に進む。
【００６１】
Ｓ１１７では、主制御回路３１は塗布の開始が指示された場合はＳ１０６に戻って処理を繰り返し、作業の終了が指示された場合はＳ１１８に進む。
Ｓ１１８では、主制御回路３１は走査制御回路３５を制御してノズル１３ｂを原点位置に移動させる。
Ｓ１１９では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２の駆動を停止する。
【００６２】
（３）実施形態の効果
以上説明した本発明の実施形態１に係る塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料をギアポンプ２２によってノズル１３ｂに供給するので、塗料を長時間安定して供給できる。このため塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料を自重によってノズル１３ｂに供給する場合に比べ、ワーク４０に塗布される塗布膜厚が安定し易い。その結果、塗布膜厚の不良によって廃棄されるワーク４０の数を低減でき、歩留まりを向上できる。
【００６３】
更に、塗布装置１によると、塗料タンク２１に収容されている塗料をノズル１３ｂに送り出すポンプとしてギアポンプを用いている。ギアポンプは微量の流体を長時間安定して供給できるという性質を有しているので、ギアポンプを用いると微量の塗料をノズル１３ｂに長時間安定して供給できる。
【００６４】
更に、塗布装置１によると、塗料の物性に応じて塗料タンク２１の形状を変更しなくてよいという効果がある。いずれの塗料についても同じ塗料タンクを用いると、塗料の物性によってはぼた落ちや液切れが起きたりすることがある。この場合、ぼた落ちや液切れが起きないようにするために塗料の物性に応じて塗料タンクの形状を変更することも考えられる。しかしながら、その場合は塗料ごとにその塗料の物性に応じた最適な形状の塗料タンクを設計しなければならないため多くの作業時間が必要になる上、塗料ごとに塗料タンクを用意することによって部品点数が増加する。
これに対し、塗布装置１によると、塗料の物性に応じてギアポンプ２２の送出量を変更することによってぼた落ちや液切れを低減できるので、塗料の物性に応じて塗料タンク２１の形状を変更しなくてよい。
【００６５】
更に、塗布装置１によると、ワーク４０に塗料を塗布しないときは循環状態に切り替えて塗料タンク２１内の塗料をギアポンプ２２によって循環させることにより、塗料タンク２１内の塗料が攪拌され、塗料の成分の沈殿を低減できる。
【００６６】
更に、塗布装置１によると、塗布状態のときと循環状態のときとで送出量を変更するので、塗料の経路の状態に応じて送出量を適切に変更できる。これにより、例えば塗布状態のときに必要な量の塗料がノズル１３ｂに供給されなかったり、あるいは循環状態のときに塗料が無駄に多く循環したりすることを低減できる。
【００６７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図７ないし図８によって説明する。
実施形態２では、ノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報を検出し、検出した情報に基づいて、流出量が所定の範囲内に収まるようにギアポンプ２２をフィードバック制御する。
【００６８】
ここで、ギアポンプ２２から単位時間当たりに送り出される塗料の量である送出量と流出量とはほぼ一致するが、ノズルの傾き方などによって塗料が流れ易かったり流れ難かったりするなど、送出量と流出量とは必ずしも一致しない可能性もあるので、本実施形態では送出量と流出量とを区別している。
【００６９】
ここでは流出量に相関する情報として、ノズル１３ｂに流れる電流の大きさを例に説明する。流出量が変化するとそれに比例してノズル１３ｂに流れる電流の大きさも変化するので、ノズル１３ｂに流れる電流の大きさは、流出量に相関する情報であるといえる。
【００７０】
図７及び図８は、実施形態２に係る主制御回路３１による制御の流れを示すフローチャートである。ここでは実施形態１と実質的に同一の処理には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
Ｓ２０１では、主制御回路３１はノズル１３ｂに流れる電流の大きさを高圧側電流検出回路５４によって検出し、検出した電流値が所定の上限値を超えているか否かを判断する。所定の上限値は塗料の物性に応じて決まる値である。この値は理論的に算出された値であってもよいし、実験的に求められた値であってもよい。後述する下限値についても同様である。
主制御回路３１は、検出した電流値が所定の上限値を超えている場合は実際の流出量が本来の流出量より多いと判断してＳ２０２に進み、所定の上限値以下である場合はＳ２０３に進む。
【００７２】
Ｓ２０２では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２に供給する電流を一段階小さくする。一段階当たりの電流の変化量は適宜に設定可能である。ギアポンプ２２に供給する電流を小さくするとギアポンプ２２の回転速度が遅くなって送出量が減少し、その結果、ノズル１３ｂに流れる電流値が小さくなる。
【００７３】
Ｓ２０３では、主制御回路３１は検出した電流値が所定の下限値未満であるか否かを判断し、下限値未満である場合は実際の流出量が本来の流出量より少ないと判断してＳ２０４に進み、下限値以上である場合はＳ１１１に進む。
【００７４】
Ｓ２０４では、主制御回路３１はポンプ制御回路３３を制御してギアポンプ２２に供給する電流を一段階大きくする。ギアポンプ２２に供給する電流を大きくするとギアポンプ２２の回転速度が速くなって送出量が増加し、その結果、ノズル１３ｂに流れる電流の電流値が大きくなる。
【００７５】
以上説明した本発明の実施形態２に係る塗布装置によると、ノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報（ここではノズル１３ｂに流れる電流の電流値）を検出し、その情報に基づいて流出量が所定の範囲内に収まるようにギアポンプ２２をフィードバック制御するので、何らかの原因で流出量が変化しても、ギアポンプ２２をフィードバック制御することによって流出量を所定の範囲内に収めることができる。これにより、塗料をより安定して供給できる。
【００７６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７７】
（１）上記実施形態ではギアポンプ２２として外歯歯車を２個使用するタイプのギアポンプ２２を用いているが、外歯歯車と内歯歯車とを使用するタイプのギアポンプを用いてもよい。
また、ポンプはギアポンプに限られるものではなく、チューピングポンプやプランジャーポンプを用いてもよい。
【００７８】
（２）上記実施形態では円筒状のワーク４０の外周面に塗料を塗布する場合を例に説明したが、ワークの形状は円筒状に限られるものではなく、平板状であってもよい。
【００７９】
（３）上記実施形態では塗料の経路の状態を第１の電磁弁２６、及び第２の電磁弁２７を用いて切り替える場合を例に説明したが、三方弁を用いて切り替えてもよい。
【００８０】
（４）上記実施形態ではノズル１３ｂから単位時間当たりに流出する塗料の量である流出量に相関する情報としてノズル１３ｂに流れる電流の電流値を例に説明したが、ノズル１３ｂから流出する塗料の量を検出する流量センサを設け、流量センサによって検出される流量を流出量に相関する情報として用いてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ 塗布装置、１０ 塗布部、１１ 主走査装置、１１ａ ガイドレール、１１ｂ スライダ、１１ｃ 台座部、１２ 副走査装置、１２ａ ステッピングモータ、１２ｂ ワーク保持部、１３ ノズル部、１３ａ 本体部、１３ｂ ノズル、１４ 対向電極支持部材、１５ 対向電極、２０ 塗料供給部、２１ 塗料タンク（タンク）、２２ ギアポンプ（ポンプ）、２２ａ、２２ｂ 歯車、２２ｃ 筺体、２３ 流路部材、２４ 第１の流路部材、２４ａ 第１の流路、２５ 第２の流路部材、２５ａ 第２の流路、２６ 第１の電磁弁（切替手段）、２７ 第２の電磁弁（切替手段）、３０ 制御部、３１ 主制御回路（制御手段、フィードバック制御手段）、３２ データ入力部（取得手段）、３３ ポンプ制御回路（制御手段、フィードバック制御手段）、３４ 電圧発生回路、３５ 走査制御回路、３６ 経路制御回路（切替手段）、５４ 高圧側電流検出回路（情報検出手段）、４０ ワーク（塗布対象物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、
を備える塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の塗布装置であって、
前記ポンプはギアポンプである、塗布装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える塗布装置。
【請求項５】
請求項４に記載の塗布装置であって、
前記制御手段は、
前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有する、塗布装置。
【請求項６】
請求項５に記載の塗布装置であって、
前記情報は、前記ノズルに流れる電流の電流値である、塗布装置。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段を有し、
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する、塗布装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記ノズルに導入する第１の流路を形成する第１の流路部材と、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記タンクに戻す第２の流路を形成する第２の流路部材と、
前記第１の流路と前記第２の流路とを切り替える切替手段と、
を備える塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を、前記第１の流路に前記塗布剤を送り出すときと前記第２の流路に前記塗布剤を送り出すときとで変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える塗布装置。
【請求項１】
塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている対向電極と、
前記ノズルと前記対向電極との間に電圧を印加する電圧発生回路と、
を備える塗布装置。
【請求項２】
導電性を有する塗布対象物に塗布剤を塗布する静電誘引式の塗布装置であって、
前記塗布剤を収容するタンクと、
ノズルと、
前記タンクに収容されている前記塗布剤を前記ノズルに送り出すポンプと、
前記ノズルとの間に所定の間隔をおいて前記ノズルに対向して配置されている前記塗布対象物と前記ノズルとの間に電圧を印加する電圧発生回路と、
を備える塗布装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の塗布装置であって、
前記ポンプはギアポンプである、塗布装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える塗布装置。
【請求項５】
請求項４に記載の塗布装置であって、
前記制御手段は、
前記ノズルから単位時間当たりに流出する前記塗布剤の量である流出量に相関する情報を検出する情報検出手段と、
前記情報検出手段によって検出された情報に基づいて、前記流出量が所定の範囲内に収まるように前記ポンプをフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
を有する、塗布装置。
【請求項６】
請求項５に記載の塗布装置であって、
前記情報は、前記ノズルに流れる電流の電流値である、塗布装置。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記塗布剤の物性を表わす情報を取得する取得手段を有し、
前記制御手段は、前記取得手段によって取得された情報に基づいて前記送出量を変更する、塗布装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記ノズルに導入する第１の流路を形成する第１の流路部材と、
前記ポンプから送り出された前記塗布剤を前記タンクに戻す第２の流路を形成する第２の流路部材と、
前記第１の流路と前記第２の流路とを切り替える切替手段と、
を備える塗布装置。
【請求項９】
請求項８に記載の塗布装置であって、
前記ポンプから単位時間当たりに送り出される前記塗布剤の量である送出量を、前記第１の流路に前記塗布剤を送り出すときと前記第２の流路に前記塗布剤を送り出すときとで変更するように前記ポンプを制御する制御手段を備える塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５１２５４（Ｐ２０１１−２５１２５４Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２７０１２（Ｐ２０１０−１２７０１２）
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【出願人】（５００３７２７１７）学校法人福岡工業大学 (32)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【出願人】（５００３７２７１７）学校法人福岡工業大学 (32)
【Ｆターム（参考）】
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