JP5976320B2

JP5976320B2 - 塗装機器および塗装方法

Info

Publication number: JP5976320B2
Application number: JP2011532528A
Authority: JP
Inventors: ヘーレ、フランク; フリッツ、ハンス−ゲオルグ; ヴェッセルキー、ステフェン
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2029-10-16
Also published as: US10814643B2; EP2337688B1; ES2837857T3; JP2017035693A; EP2337688B2; HUE051586T2; CN106000730A; US11241889B2; EP3112176B1; JP2016175077A; EP3112177B1; PL2337688T3; EP3112176A1; US20190193421A1; EP3332979B1; JP6335991B2; ES2606508T3; ES2717502T3; EP3115216A1; EP2337688A1

Description

本発明は、塗装剤で部品を塗装する塗装機器に関連し、より具体的には、塗料で車両部品を塗装する塗装機器に関連する。さらに、本発明は対応する塗装方法に関連する。

図１は、車両部品を塗装する従来型の塗装装置の断面図を示す。ここで、塗装される車両部品は塗装キャビン２を通って図面の平面に対して直角にコンベヤ１上を運ばれ、その中で、続いて、車両部品が塗装ロボット３、４によって従来の方法で塗装される。塗装ロボット３、４は、多軸ロボットハンド軸を介して、たとえば回転アトマイザー、空気アトマイザー、またはいわゆる空気レス装置のような塗布機器それぞれを運ぶいくつかの回転ロボットアームを有する。

しかしながら、これらの既知の塗布機器の欠点は塗装効率が最適ではないことで、オーバースプレーとして知られる、スプレーされた塗料の一部が、塗装される車両部品上につかず、キャビンの空気とともに塗装キャビン２から除去される必要がある。そのため、塗装キャビン２の上には、矢印方向下向きに、塗装キャビン２の天井６を通して空気が塗装キャビン２に導入されるいわゆるプレナム５がある。含有されたオーバースプレーとともにキャビン２からの空気が塗装キャビン２の下に位置する排水部（ａｕｓｗａｓｃｈｕｎｇ）７に入り、オーバースプレーがキャビンの空気から除去され、水と結合する。

続いて、オーバースプレーを含むこの排水が再び面倒なプロセスで処理されなければならず、生み出された塗料スラッジが、それに対比して高価な方法で処理されなければならない特別廃棄物を構成する。

さらに、塗装中に起こる塗装キャビン２からのオーバースプレーを素早く除去するために、塗装キャビン２における空気の下降速度は少なくとも約０．３〜０．５ｍ／秒の範囲内になければならない。

さらに塗装中に起こるオーバースプレーは、時々および局所的に、雰囲気中の爆発をもたらし得るので、関連法令のＡＴＥＸ製品ガイドライン（ＡＴＥＸ：空気中の爆発）が監視されなければならない。

一方、それらの不十分な塗布効率と、結果として起こるオーバースプレーのため、既知の塗布機器は、必要な排水と必要とされる防爆のための高額な投資費用を招く。

他方、運転中に起こるオーバースプレーのため、既知の塗布機器は、塗装ロスおよびオーバースプレーの処理費用を通しての高額な運転コストがついてまわる。

そのため、本発明の目的は、適切な改良を引き出すことにある。

独立項に係る、本発明に係る塗装機器および対応する塗装方法によって、本目的が実現される。

本発明は、オーバースプレーがキャビンの空気から従来除去されていた排水部を省くことが可能である程度の塗布効率で、塗布機器を利用するという一般的な技術的示唆を含む。望ましい実施態様においては、本発明に係る塗装機器の長所は、別個の排水部を省くことが可能であるという事実である。しかしながら、本発明は、排水部を有さない塗装装置に限定されるものではない。むしろ、より高い程度の塗布効率を伴う塗布機器の使用により、完全には省くことができない場合においては、排水部の寸法を低減することが可能である。

好ましくは、同様の形態、たとえばインクジェットプリンターにおいて用いられるように、塗布機器はプリントヘッドである。たとえば、それは、バブルジェット（登録商標）プリントヘッド、または、圧電（ピエゾ）プリントヘッドであってもよい。しかしながら、用いられるプリントヘッドの技術的な原理に関して、本発明はバブルジェット（登録商標）プリントヘッドと圧電（ピエゾ）プリントヘッドに限定されるものではなく、概して、他の吐出機構が実装されてもよい。

また、本発明に関して、プリントヘッドが塗装剤を空圧的に吐出することが可能である。たとえば、塗装される部品の方向に塗装剤の滴を加速する短い空気パルスによって個々の塗装剤の滴が吐出され得ることによって、塗装距離が増加し得る。

また、プリントヘッドが、塗装剤を、個々の塗装剤の滴として、または、連続的に、選択的に吐出してもよいことにも言及されるべきである。さらに、本発明の範囲内で、プリントヘッドの塗装剤ノズルのいくつかが個々の塗装剤の滴の形態で塗装剤を吐出する一方、プリントヘッドの塗装剤ノズルのいくつかが塗装剤を連続的に吐出することも可能である。

本発明の好ましい実施態様においては、プリントヘッドが多軸ロボットによって位置決めされ、ロボットは好ましくは、プリントヘッドが搭載される回転ロボットアームと多軸ロボットハンド軸とを有する。

あるいは、塗装される部品に対して、プリントヘッドを動作可能に位置決めする機械にプリントヘッドが取り付けられることが可能である。たとえば、そのような機械は従来型のルーフマシンまたはサイドマシンであってもよく、それらは本質的に従来技術から知られており、それゆえに詳細が記載される必要がない。

たとえばインクジェットプリンターに用いられるような従来型のプリントヘッドと対照的に、本発明に係る塗装機器におけるプリントヘッドは、好ましくはきわめて大きな表面塗装アウトプットを発揮し、それは好ましくは、１ｍ^２／分、２ｍ^２／分、３ｍ^２／分または４ｍ^２／分を超える。

従来型のインクジェットプリンターと対照的に、本発明に係る塗装機器におけるプリントヘッドは、たとえば、顔料およびいわゆる金属粉（マイカ）のような固体の塗料要素を含む流体塗料を塗布することができるものである。それゆえに、プリントヘッドの個々の塗装剤ノズルは、好ましくは、それらのサイズの観点で固体の塗料要素に適合されており、プリントヘッドはまた固体の塗料要素を伴う塗料を塗布し得る。

しかしながら、本発明の範囲内で、プリントヘッドの代わりに、少なくとも１つの塗装剤ノズルから塗装剤を吐出するアトマイザーが用いられてもよい。本発明に係る塗装機器の場合においても、塗布機器が、好ましくは、部品が塗装剤で塗装される塗装キャビン内に配置される。そのような塗装キャビンは従来技術から知られており、それゆえに詳細が説明される必要がない。

しかしながら、本発明の範囲内で塗布機器として用いられるプリントヘッドがたとえば回転アトマイザーのような従来型の塗布機器よりも、はるかに高い塗布効率を発揮することは既に述べた。それゆえに、塗装キャビンの下に位置する排水部は、塗布機器としての回転アトマイザーを伴う従来型の塗装装置においてよりも、寸法の面できわめて小さくなり得る。本発明の一実施態様においては、塗布機器として用いられるプリントヘッドの高い塗布効率によって、排水部、または、塗装キャビンの下の乾燥分離部などのような他の面倒なフィルタリング測定器ですら完全に省かれ得る。この場合においては、周期的（例：週間隔、月間隔、６ヶ月間隔、年間隔）に交換されるまたは清掃され得る単純なフィルターで十分である。

さらに、オーバースプレーの発生が減少し、それゆえに爆発の危険がある雰囲気が運転中に発生しなくなるため、本発明の範囲内で塗布機器として用いられるプリントヘッドの高い塗布効率によって、関連法令のＡＴＥＸガイドラインに係る防爆測定を省くことができる。それゆえに、本発明の一実施態様においては、塗装キャビン内に防爆設備が備えられていない。

しかしながら、本発明に係る塗装装置においても、塗装キャビンから空気を抜き出し、好ましくは抜き出しが下方向に向けて起こる、空気抜きシステムが好ましくは設けられる。キャビンの空気が、好ましくはキャビンの空気からオーバースプレーを除去するフィルターを通して抜き出されることによって、たとえば塗装キャビンの基部に配置されるフィルター天井のような空気フィルターが設計され得て、フィルター天井を通して、塗装キャビンから、キャビンの空気が下方向に向けて抜き出される。

本発明の範囲内で塗布機器として用いられるプリントヘッドのより高い塗布効率、および低減されたオーバースプレーの量によって、塗装キャビンにおける空気の下降速度が、塗布機器としてたとえば回転アトマイザーを用いる従来型の塗装装置においてよりも低くなり得る。本発明に係る塗装装置においては、それゆえに、塗装キャビンにおける空気の下降速度が、０．５ｍ／秒、０．４ｍ／秒、０．３ｍ／秒、０．２ｍ／秒、もしくは０．１ｍ／秒未満であってもよい。

本発明の変形において、色変換器が塗装剤の１つを選択し、選択された塗装剤をプリントヘッドに供給するように、少なくとも１つの色変換器が、出力側でプリントヘッドに接続され、入力側でさまざまな塗装剤を供給されるプリントヘッドに割り当てられる。好ましくは、さまざまなカラーの塗装剤から所望の色合いが一緒に混合され得るように、表色系（例：ＣＭＹＫ表色系）の原色のさまざまな塗装剤が色変換器に供給される。

また、入力側において、色変換器が、たとえば特殊塗料、メタリック塗料、マイカ塗料のようなさまざまなエフェクト塗料を供給されてもよい。

ここで、もし色変換器が、選択された塗装剤をプリントヘッドの単一の塗装剤ノズルに供給するだけなのであれば、それは長所となり得る。本発明の変形においては、それゆえに、独立した色変換器がプリントヘッドのそれぞれの塗装剤ノズルに割り当てられ、塗布される塗装剤は、個々の塗装剤ノズルに対して個々に選択されてもよい。

関連する塗装剤ノズル用に求められる塗装剤を選択するために、個々の色変換器が好ましくは個々に制御され、お互いに独立していてもよい。

本発明の他の実施態様においては、出力側において、色変換器が一群の塗装剤ノズルに同一の塗装剤を供給することによって、塗装剤ノズルが、たとえば行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）または列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）のような列に配置されてもよい。

また、入力側において表色系（例：ＣＭＹＫ表色系）の原色のさまざまなカラーの塗装剤を供給される入力側の色変換器の上流に色混合器が配置されることも可能である。色混合器はさまざまな原色から所望の色合いを混合し、選択用にこれを色変換器に供給する。さらに、本実施態様においては、色変換器は好ましくは、たとえばマイカ塗料、メタリック塗料および／または特殊塗料のような少なくとも１つのエフェクト塗料を供給される。続いて、色変換器は、色混合器によって混合された色合いを選択してもよいし、または、エフェクト塗料の１つに戻ってもよい。

本発明の他の実施態様においては、一群の隣接する塗装剤ノズルは、表色系の原色をそれぞれ供給される。たとえば、４本の隣接する塗装剤ノズルは、原色であるシアン、マゼンタ、黄もしくは黒を供給される。続いて、本実施態様においては、さらなる隣接する塗装剤ノズルが色変換器によってエフェクト塗料の１つを供給される。吐出された塗装剤が塗装される部品上で混合され、所望のエフェクト塗料によって所望の色合いを形成するほど、原色用およびエフェクト塗料用の塗装剤ノズルは、プリントヘッド内でお互いに非常に近接して空間的に配置される。それゆえに、本実施態様においては、色の混合が、塗装される部品上で起こる。

プリントヘッド内の塗装剤ノズルがたとえば行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）または列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）のような列に配置され得ることは既に述べられている。それゆえ、好ましくは、塗装剤ノズルはプリントヘッド内に行列形式で配置される。

この方法で、本発明の範囲内において、一列の塗装剤ノズルが同一の色を塗布するように、１つの原色（例：シアン、マゼンタ、黄、黒）が個々の塗装剤列のそれぞれに割り当てられることが可能である。また、ノズルの一列の範囲内にある塗装剤ノズルが、それぞれの原色（例：シアン、マゼンタ、黄、黒）およびエフェクト塗料を交互に供給されることも可能である。

さらに、個々のノズル列が１つの色変換器によって塗布される塗装剤がそれぞれに供給されることによって、ノズルの列それぞれにおける色変換器が特定の原色およびエフェクト塗料を供給されることも可能である。たとえば、ノズルの一列の色変換器はシアン色の塗装剤と特殊塗料とを供給され得る一方、ノズルの次の列の色変換器がマゼンタ色の塗装剤と特殊塗料とを供給され得る。続いて、ＣＭＹＫ表色系の場合においては、ノズルの次の列の色変換器が、それに従って、黄色と黒色とをそれぞれ、および特殊塗料を供給される。

さらに、ノズルの個々の列の色変換器が、エフェクト塗料のうちの１つを選択するさらなる色変換器と入力側で一緒に接続されることも可能である。続いて、個々のノズル列における色変換器は、供給された原色を直接選択してもよいし、または、さらなる色変換器を介して供給された特殊塗料を間接的に利用してもよい。

本発明の他の実施態様において、一群の塗装剤ノズルは、表色系の原色から、色混合器によって一緒に混合された特定の色合いを一緒に供給される。他方、本実施態様においては、隣接する追加の塗装剤ノズルが、エフェクト塗料から選択する他の色変換器によって供給される。ここにおいても、前に混合された色合いと、選択されたエフェクト塗料との混合は、塗装される部品上で起こる。

本発明のさらなる実施態様において、プリントヘッドの塗装剤ノズルの一部分は色混合器に接続され、入力側においてそれは表色系の原色を供給される。他方、プリントヘッドの塗装剤ノズルの他の部分は、特殊塗料供給部に接続される。ここにおいても、プリントヘッド内の塗装剤ノズルは、好ましくは、行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）または列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）における行列形式で配置される。個々のノズル列（行（ｚｅｉｌｅ）または列（ｓｐａｌｔｅ））における塗装剤ノズルが、色混合器と特殊塗料供給部とに交互に接続されることが可能である。

さらに、本発明の範囲内において、プリントヘッドの塗装剤ノズルの全て、または、少なくともそれらの大多数、が、単一の塗装剤供給ラインと接続され、それゆえに同一の塗装剤を塗布することも可能である。

あるいは、本発明の範囲内において、プリントヘッドが２つの異なる塗装剤を供給し得るように、プリントヘッドの塗装剤ノズルの一部分が第１の塗装剤供給ラインと接続される一方、プリントヘッドの塗装剤ノズルの第２の部分が第２の塗装剤供給ラインと接続されることも可能である。好ましくは、この関連において、個々のノズル列（行（ｚｅｉｌｅ）または列（ｓｐａｌｔｅ））における塗装剤ノズルが、一方の塗装剤供給ラインと他方の塗装剤供給ラインとに交互に接続されることが可能である。

本発明の一実施態様においては、プリントヘッドが、エフェクト粒子を含む特殊塗料のみを塗布する少なくとも１本の別個の塗装剤ノズルを有する。さらに、プリントヘッドは、エフェクトのない粒子を含む通常の塗料を塗布する少なくとも１本のさらなる塗装剤ノズルをも有する。続いて、それに従って、さまざまな塗装剤ノズルが適合され得る。

上述の色混合方法においては、エフェクト粒子（例：メタル、マイカ等）が別個の塗装剤ノズルによって対象物に塗布されることもあり得る。この方法においては、エフェクトが、非常に特定され、および局所的差違をもって対象物に塗布され得る。一定の状況においては、今日では全く想像できないエフェクトが実現され得る。新しいインクジェット技術によって、たとえば、層の上面にのみエフェクト粒子を置くことが可能になる。

本発明に係る解決法によって、十分な表面アウトプットで完全な車体を塗装するだけでなく、限定された細部および図面を印刷することも初めて可能になることもまた、本発明の主な長所である。

プリントヘッドにおける塗装剤ノズルが好ましくは行（ｚｅｉｌｅ）および列（ｓｐａｌｔｅ）の行列形式に配置されることが既に言及されている。本発明の変形においては、プリントヘッドの個々の塗装剤ノズルは原則等しいサイズである。隣接するノズル列は、縦方向において、より具体的にはノズルの幅の半分ずつお互いに対してオフセットされてもよく、それによってノズルヘッドにおける塗装剤ノズルの最大充填密度が可能になる。また、個々のノズル列は、好ましくは、横方向に、より具体的には、ノズルヘッドの前進方向に対して直角に配置される。

本発明の他の実施態様においては、プリントヘッドは異なるサイズのノズル開口部を有する。そのため、プリントヘッドにおいては、大きな塗装剤ノズルを有するノズルの列と、小さな塗装剤ノズルを有するノズルの列とが、交互に配置されてもよい。ここにおいてもまた、より大きな塗装剤ノズルを備えるノズルの列が、より具体的にはノズルの幅の半分ずつ、お互いに対してオフセットされることが有用であり得る。

本発明の他の変形においては、プリントヘッドが回転自在に搭載され、塗装中に回転する。ここにおいてもまた、プリントヘッドがさまざまなサイズの塗装剤ノズルを有し得ることによって、より大きな塗装剤ノズルよりも、より小さな塗装剤ノズルが好ましくはプリントヘッドの回転軸により近く配置される。

本発明の他の変形においては、ある機器（例：多軸ロボット）によって一緒にガイドされ、お互いに対して回転可能であるプリントヘッドが設けられ、それによって曲がった部品表面への適合が可能となる。

本発明の範囲内において、所望の色合いを得るために、表色系のさまざまな原色が混合され得ることによって、色の混合が、色混合器において起こり得るか、塗装される部品表面で起こり得ることが既に上述されている。表色系は選択的にＣＭＹＫ表色系であってもＲＧＢ表色系であってもよく、他に数例ある。しかしながら、用いられる表色系に関して、本発明は上記の例に限定されるものではない。

たとえば、特殊塗料、メタリック塗料もしくはマイカ塗料がエフェクト塗料として利用され得ることも上述されている。

さらに、たとえば、ＤＬＣ塗装（ＤＬＣ：ダイヤモンド状炭素）、ダイヤモンド塗装、硬質メタル、もしくは、硬質材料と軟質材料との材料の組み合わせのような摩耗を減少させる塗装を少なくとも部分的に用いる塗装剤と接するプリントヘッドの表面エリア（例：リード）をもたらすことも長所であり得る。また、塗装剤と接するプリントヘッドの表面のエリアが、窒化チタン、酸化チタン、または化学ニッケル、もしくはＰＶＣプロセス（ＰＶＣ：物理気相成長法）、ＣＶＤプロセス（ＣＶＤ：化学気相成長法）、エロクサルプロセス（Ｅｌｏｘａｌ：アルミニウム電解酸化）によってもたらされる他の層で塗装されてもよいし、「簡単に洗浄できる」塗装が設けられてもよい。

さらに、プリントヘッドの塗装効率を向上させるために、静電塗装剤投入装置および／または圧縮空気支持部が設けられてもよい。

さらなる可能性が、プリントヘッドおよび／または塗装される部品表面の空間位置を検知し、それに従ってプリントヘッドの位置決めを制御（ｓｔｅｕｔｒｅｕｎｇ）／制御（ｒｅｇｅｌｕｎｇ）する位置検知にある。

現在、塗装装置において６〜１０色の原色ペーストから車両塗料を直接混合することも努力されている。これに関しては、ペーストは混合ステーションにおいて従来の方法で混合され、色合いが調節される。これらのペーストから、自動車産業において用いられる全ての塗料（例：ユニ、メタリックおよびマイカおよび／またはエフェクト塗料）が生産され得る。これらの塗料がアトマイザー内または上流の機器内で直接混合されることがあり得る。これは、塗布前または塗布中に、必要量のみが自動的に完全に直接供給されるという長所を有する。個々の要素の注入が既知の注入技術（圧力制御装置、注入ポンプ、ギヤホイール測定セル、スルーフロー測定セル、ピストン式注入システム等）によって起こり得る。「混合ルーム」は、混合チャンバーであってもよいし、ホース部分であってもよいし、混合システム（例：キーニックス（Ｋｅｅｎｉｘ）混合器）であってもよい。正確な色合いを得るために、個々の要素の非常に精密な注入が課題である。それゆえ、注入ユニットを制御するカラーセンサーが有用であり得る。

しかしながら、インクジェット技術もまた注入技術として用いられ得る。ここにおいて、個々の滴の必要量（ノズルの開放時間および圧力に従属する）がもたらされ得る。これらのインクジェットノズルもまた、混合ルーム内で色合いを混合する。

さらに、本発明の範囲内において、ガイド経路に関連してプリントヘッドを位置決めするために、ガイド経路の方向を検知するセンサーを設けることも可能である。

好ましい実施態様においては、センサーはプリントヘッドまたはロボットに取り付けられるが、原理的には他の設計も可能である。たとえば、現在の塗装経路が以前の塗装経路に関連する位置に塗布され得るように、センサーが以前の塗装経路を検知し得る。そのため、概して、現在の塗装経路が、以前の塗装経路と平行な一定距離に塗布されることが望ましく、それは上述のセンサー検知を通して可能である。

好ましい実施態様においては、センサーは光学センサーであるが、原理的には他のタイプのセンサーも可能である。

上記ガイド経路もまた、ガイド目的のためにのみ塗布される別個のガイド経路であってもよく、紫外（ＵＶ）線または赤外（ＩＲ）線が照射される時、たとえば、センサーにのみ可視である通常は不可視である色を含んでもよい。

これに関連して、レーザー測定システムを、従来技術からそれ自体既知のものとして用いることも可能である。そのようなレーザー測定システムはまた、塗装される部品の表面までの距離を検知し、制御システムの一部としてそれを一定に保ち得る。

本発明の変形において、入力側でセンサーと接続され、出力側でロボットと接続されるロボット制御装置が設けられることによって、ロボット制御装置はガイド経路の方向の関数としてプリントヘッドを位置決めする。

本発明の変形において、プリントヘッドが空気または他の気体のシースフローを吐出するシースフローノズルを有することによって、塗装剤の滴を霧化する、および／または、区切るために、シースフローが塗装剤ノズルによって吐出された塗装剤のフローを取り囲む。さらに、エアカーテンの形状におけるこのシースフローが、結果として生じるオーバースプレーを部品表面に向けることによって、塗布効率を向上させ得る。

本発明の一実施態様において、プリントヘッドが経路の方向に関してお互いに隣に配置される塗装剤ノズルを有することによって、外側の塗装剤ノズルは、内側の塗装剤ノズルよりも少ない塗装剤を吐出し、それは経路の方向に対して横向きの分布の対応する層厚さに至る。ノズルは必ずしも一列に配置されなくてもよい。塗料の量は、ノズルごと、および、ピクセルごとに制御され得る。たとえば、塗料の異なる量によって、色合いの強度が制御される。ここで、層厚さの分布がガウスの正規分布であることが可能である。あるいは、層厚さの分布が台形状の分布となるように、個々の塗装剤ノズルによって吐出される塗装剤の量が選択されることも可能である。隣接する塗装剤経路の台形状の層厚さの分布が一定の層厚さに至るように隣接する塗装剤経路がお互いに重なり合うので、そのような台形状の層厚さの分布は長所である。

本発明の他の実施態様において、従来技術からの塗装装置において知られるように、塗装される部品はコンベヤ通路に沿って運ばれ、それゆえに詳細が説明される必要はない。本実施態様においては、入口がコンベヤ通路を跨ぐことによって、コンベヤ通路上の部品の方向を向いて部品を塗装する多数のプリントヘッドが入口の上に搭載される。

塗装剤が好ましくはピクセルの形態で部品に塗布されることによって、色の混合によりピクセルの所望の色を実現するために、個々のピクセルのそれぞれが、表色系の原色から構成されることにも言及すべきである。色の混合は、たとえば減法混色であってもよいが、原理的に、加法混色によって所望の色を得ることも可能である。これに関連して、関連する表色系（例：ＲＧＢ表色系）のさまざまな原色（例：赤、緑、青）が、個々のピクセルの層においてお互いの上に配置される。塗装剤のそのような画素化された塗布によって、最上層が所望のエフェクトを獲得し、同時に、下層によってもたらされる所望の色を通して得るように、ピクセルの最上層がエフェクト塗料を有し、半透明であることが可能である。

最後に、本発明は、上記記載から既に明白であるように、対応する塗装方法も含む。

本発明に係る技術は、前に塗装されたメタルシート、穴あきボードの切り口の特殊塗装用、または継ぎ目やエッジの効率的な封止用にも用いられ得る。

本発明の他のさらなる有利な態様は従属項において特徴づけられるか、もしくは図面を用いて本発明の好ましい実施態様の記載とともに詳細が後述される。

車両部品を塗装する従来の塗装装置の断面図を示す。塗布機器としてのプリントヘッドで車両部品を塗装する、本発明に係る塗装装置の断面図を示す。色変換器と塗装剤供給部を伴うプリントヘッドのノズルを示す。個々に割り振られた色変換器をそれぞれ有する塗装剤ノズルを伴うプリントヘッドのノズル列を示す。塗装剤ノズルおよび割り振られた色変換器を伴うノズル列を示す。入力側において色変換器が単一の特殊カラー供給部のみを有する図４Ａの変形を示す。入力側において色変換器が表色系の原色を供給される色混合器と接続される図４Ａの変形を示す。第５の塗装剤ノズルがエフェクト塗料を供給されつつ、４つの塗装剤ノズルがＣＭＹＫ表色系の１つの原色をそれぞれ供給される塗装剤ノズルを伴うプリントヘッドのノズル列を示す。ＣＭＹＫ表色系の１原色のそれぞれが割り振られたプリントヘッドのノズル列を示す。色変換器およびＣＭＹＫ表色系の原色のうちの１つのそれぞれが割り振られたプリントヘッドのノズル列を示す。他の色変換器を介してノズル列がエフェクト塗料を交互に供給され得る、ＣＭＹＫ表色系の原色および色変換器のそれぞれが割り振られたプリントヘッドのノズル列を示す。第５の塗装剤ノズルが色変換器を介してエフェクト塗料を供給されつつ、４つの隣接する塗装剤ノズルが色混合器を介して混合された色合いを供給される、プリントヘッドのノズル列を示す。色混合器を介して、混合された色合いを一緒に供給されるプリントヘッドのノズル列を示す。個々の列の色変換器が色混合器を介して混合された色合いを供給される、１つの色交換器を伴うプリントヘッドそれぞれのノズル列を示す。色変換器および色混合器を介して塗布される塗装剤を一緒に供給されるプリントヘッドのノズル列を示す。単一の塗装剤供給ラインを介して一緒に供給されるプリントヘッドのノズル列を示す。ノズル列の内部の個々のノズルが第１の塗装剤供給ラインと第２の塗装剤供給ラインとに交互に接続される、プリントヘッドのノズル列を示す。プリントヘッドにおけるノズルの配置を示す。より小さな塗装剤ノズルを伴うプリントヘッドにおけるノズルの他の配置を示す。塗装剤ノズルが異なるノズルサイズを有する、プリントヘッドにおける塗装剤ノズルの他の配置を示す。より大きな塗装剤ノズルを伴うノズル列がお互いに対してオフセットされて配置されたことを特徴とする図１８の変形を示す。本発明に係る、プリントヘッドによる明瞭なエッジの塗装を明らかにする図を示す。回転プリントヘッドを示す。曲がった部品表面に適合する回転プリントヘッドを有するプリントヘッドの配置を示す。表色系の原色におけるいくつかの層と、メタリック塗料の最上層とを有する層状ピクセルを示す。プリントヘッドを位置決めするために、プリントヘッドおよびセンサーを制御する多軸ロボットを有する、本発明に係る塗装機器の模式図を示す。混合物を形成するためにいくつかの構成要素が混合されることによって、続いてプリントヘッドが混合物を塗布する、本発明に係る塗装機器の模式図を示す。お互いに独立する構成要素を塗布することによって、混合が部品の表面で起こる、本発明に係るプリントヘッドの模式図を示す。シースフローノズルを有する、本発明に係るプリントヘッドの模式図を示す。塗装剤の滴が空圧的に吐出され、加速される、本発明に係るプリントヘッドの模式図を示す。台形状の層厚さの分布を生むプリントヘッドの模式図を示す。多数のプリントヘッドが入口の上に搭載された、本発明に係る塗装機器の模式図を示す。個々のノズルの最大充填密度を伴う図１９の変形を示す。個々のノズルの最大充填密度を伴う図１８の変形を示す。

図２における断面図は、同じ参照符号が対応する細部に対して用いられることで上記記載に付された反復符号を避けるために、図１に示される従来型の塗装装置と部分的に一致する、本発明に係る塗装装置を示す。

本発明に係る塗装装置の特徴は、塗装ロボット３、４が塗布機器としての回転アトマイザーを有しないが、プリントヘッド８、９を有し、それが９５％以上の非常に大きな塗布効率を有し、それゆえに、オーバースプレーをほとんど生じないという事実に当初は存する。

一方、図１に係る従来型の塗装装置に存在する排水部７が省かれ得るという長所をこれは有する。

代わりに、本発明に係る塗装装置は、フィルター天井１１を通って塗装キャビン２からキャビン内の空気を下向きに抜き出す空気抜き器１０を塗装キャビン２の下に有する。フィルター天井１１は、従来型の塗装装置において必要とされていた排水部７なしでキャビンの空気から少量のオーバースプレーを除去する。

本実施態様においては、プリントヘッド８、９は従来型のプリントヘッド同様にピエゾ効果に基づき動作するが、プリントヘッド８、９の表面塗装性能は従来型のプリントヘッドよりも非常に大きく、車両部品が満足のいく作業速度で塗装され得る。

図３Ａは塗装剤ノズル１２を示し、それがプリントヘッド８、９において、多数の他の塗装剤ノズルに加えて配置され、塗装剤ノズル１２は色変換器１３によって塗布される塗装剤を供給される。入力側において、色変換器１３は、色変換器１３が塗装剤ノズル１２に塗装剤を供給する１つを選択し得る合計７本の塗装剤供給ラインと接続される。４本の色変換器１３の塗装剤供給ラインは、原色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（黄）、Ｋ（キー＝黒）の様々なカラーの塗装剤を供給するものである。色変換器１３の他の３本の塗装剤供給ラインは、メタリック塗料、マイカ塗料、および特殊塗料を供給するものである。

本実施態様においては、塗装剤の所望の色合いが塗装される車両部品上で混合されることによって、タイムベース混合、または、局所混合が選択的に可能である。

タイムベース混合においては、たとえば、原色であるＣ、Ｍ、ＹおよびＫの塗装剤の滴が求められる色彩比で連続的に塗布されるので、塗装剤の滴が塗装される車両部品上で続いて混合される。

他方、局所混合においては、特定の原色であるＣ、Ｍ、ＹまたはＫの塗装剤の滴は塗装剤ノズル１２から塗布され、続いて、ここでは図示されていない他の塗装剤ノズルによって塗布される他の塗装剤の滴と、車両部品上で混合される。

図３Ｂは、４本の塗装剤ノズル１４．１〜１４．４を有するノズル列と、４つの色変換器１５．１〜１５．４が示される、図３Ａに係る実施態様の変形を示す。

色変換器１５．１〜１５．４は、色変換器１５．１〜１５．４がＣＭＹＫ表色系の４原色であるＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給され、また、特殊塗料Ｓを供給される５本の塗装剤供給ラインに一緒に接続される。

図４Ａは一群の塗装剤ノズル１６．１〜１６．５を示し、それらは色変換器１７の出口に一緒に接続され、それゆえに運転中に同一の塗装剤を塗布する。

７本の塗装剤供給ラインに色変換器１７が入力側において接続され、そのうちの４本の塗装剤供給ラインがＣＭＹＫ表色系の原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給する一方、他の３本の塗装剤供給パイプラインがメタリック塗料、マイカ塗料、および特殊塗料をそれぞれ供給する。

図４Ｂに係る本実施態様は、前述され、図４Ａにおいて示された実施態様と大部分一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、出力側において、色変換器１７が合計６本の塗装剤ノズル１６．１〜１６．６と接続され、それゆえにそれが同一の塗装剤を塗布することである。

本実施態様の他の特徴は、入力側において、色変換器１７が５本の塗装剤供給ラインのみと接続され、第５の塗装剤供給ラインが特殊塗料を供給する一方、４本の塗装剤供給ラインがＣＭＹＫ表色系の原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給することである。

図５に係る実施態様は部分的に図４Ａにおける実施態様と一致し、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、入力側において色変換器１７が色混合器１８に接続されることによって、その入力側において色混合器１８が、ＣＭＹＫ表色系の４原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給する４本の塗装剤供給ラインに接続されることである。それゆえに、色混合器１８は、原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋからいかなる色合いをも混合し、それを色変換器１７に供給することが可能である。

さらに、色変換器１７は、塗布される塗装剤を塗装剤ノズル１６．１にのみ選択的に供給するか、または、塗装剤ノズル１６．２、１６．３、１６．４にも供給し、および、必要に応じて図面には示されていない他の塗装剤ノズルにも供給することが図面から理解され得る。

図６に係る実施態様もまた、上述の実施態様と部分的に一致し、繰り返しを避けるために、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、隣接する塗装剤ノズル１６．１〜１６．４が塗装剤供給ラインにそれぞれ直接接続され、それぞれを介して、ＣＭＹＫ表色系の原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのうちの一つが供給される。

他方、色変換器１７を介して、隣接する塗装剤ノズル１６．５が、メタリック塗料、マイカ塗料および特殊塗料を供給する３つのさらなる塗装剤供給ラインに接続される。

続いて、運転中に、色変換器が所望のエフェクト塗料（メタリック塗料、マイカ塗料もしくは特殊塗料）を選択し、塗装剤ノズル１６．５を介してこれを塗布する。さらに、ＣＭＹＫ表色系の４原色Ｃ、Ｍ、ＹおよびＫが、塗装剤ノズル１６．１〜１６．４を介して、所望の比率で塗布される。続いて、原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが塗装される部品上で選択されたエフェクト塗料と混合される。

図７は、多数の塗装剤ノズル２０を伴うノズル列１９．１〜１９．４を示す。それによって、ＣＭＹＫ表色系の４原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのうちの１つが個々のノズル列１９．１〜１９．４に割り当てられる。このように、塗装剤列１９．２が原色Ｍ（マゼンタ）を塗布する一方、塗装剤列１９．１の塗装剤ノズル２０は原色Ｃ（シアン）を塗布する。他方、ノズル列１９．４の塗装剤ノズル２０が原色Ｋ（キー＝黒）の塗装剤を塗布する一方、ノズル列１９．３の塗装剤ノズル２０は原色Ｙ（黄）の塗装剤を塗布する。

さらに、ノズル列１９．１〜１９．４は、特殊塗料Ｓも塗布し得る。個々のノズル列１９．１〜１９．４においては、それゆえに、２つおきに塗装剤ノズル２０が特殊塗料供給ラインに接続される。個々のノズル列１９．１〜１９．４においては、それゆえに、個々の塗装剤ノズル２０が、特殊塗料Ｓと、４原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの一つとを交互に塗布する。

図８もまた、４つのノズル列２１．１〜２１．４を示し、それぞれは多数の塗装剤ノズル２２を備える。

さらに、４つの色変換器２３．１〜２３．４がそれぞれに設けられ、４つのノズル列２１．１〜２１．４のうちの１つの塗装剤ノズル２２の全てに塗装剤を供給する。そのため、色変換器２３．２がノズル列２１．２の塗装剤ノズル２２の全てに供給しつつ、色変換器２３．１はノズル列２１．１の塗装剤２２の全てに供給する。それに対して、色変換器２３．４が塗布される塗装剤をノズル列２１．４の塗装剤ノズル２０の全てに供給しつつ、色変換器２３．３はノズル列２１．３の塗装剤ノズル２０の全てに供給する。

その入力側において、色変換器２３．１〜２３．４は原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋをそれぞれ供給され、原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれが４つのノズル列２１．１〜２１．４の１つに割り当てられる。色変換器２３．１〜２３．４はまた、特殊カラー、メタリック塗料、もしくはそのようなものが供給されうる特殊カラー供給ラインにも接続される。

このノズル配置によっても、色の混合が塗装される部品上で起こる。

図９に係る実施態様は、前述され、図８において示された実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、入力側において色変換器２３．１〜２３．４がさらなる色変換器２４と接続されることによって、その入力側において色変換器２４が３つの異なるエフェクト塗料Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を供給されることである。そのため、運転中、色変換器２４はエフェクト塗料Ｓ１、Ｓ２もしくはＳ３のうちの１つを選択し、選択されたエフェクト塗料を、他の色変換器２３．１〜２３．４が選択できるように利用可能とする。それゆえ、色変換器２３．１〜２３．４は、関連する原色Ｃ、Ｍ、ＹまたはＫ、もしくは、色変換器２４によって利用可能とされたエフェクト塗料を選択的に選択し得る。

図１０に係る実施態様は、前述され、図６において示された実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、塗装剤ノズル１６．１〜１６．４が、原色Ｃ、Ｍ、ＹもしくはＫそれぞれのうちの１つを分離して供給されないことである。むしろ、塗装剤ノズル１６．１〜１６．４は色混合器２５によって塗布される塗装剤を一緒に供給されることによって、その入力側において色混合器２５がＣＭＹＫ表色系の原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給され、次に塗装剤ノズル１６．１〜１６．４によって塗布される所望の色合いを混合するように制御される。

図１１に係る実施態様は、前述され、図７において示された実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々のノズル列１９．１〜１９．４がさまざまな原色を供給されるのではなく、１つの一緒に混合された塗装剤（原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋから色混合器２６によって混合される）を供給されることである。

図１２に係る実施態様は、前述され、図８において示された実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々の色変換器２３．１〜２３．４が色混合器２７によって供給された色混合物を一緒に供給されることによって、入力側において、色混合器２７が原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋを供給されることである。

図１３は、プリントヘッド８、９におけるノズル配置のさらなる実施態様を示し、ここではそれぞれが多数の塗装剤ノズル２９を有する４つのノズル列２８．１〜２８．４が示される。ここで、全ての塗装剤ノズル２９と、全ての塗装剤列２８．１〜２８．４とが、色変換器３０から塗装剤を一緒に供給される。

入力側において、色変換器３０は、３つの特殊塗料Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が供給される３本の特殊カラー供給ラインに接続される。

さらに、入力側において、色変換器３０は、原色Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋが所望の色合いを混合し、選択のためにそれを色変換器３０にとって利用可能とする色混合器３１と接続される。

図１４に係る実施態様は、前述され、図１３において示された実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、全てのノズル列２８．１〜２８．４内の全ての塗装剤列２９が、同一の塗装剤が供給される共同の塗装剤供給ラインに接続されることである。

図１５に係る実施態様は、図１１に係る実施態様と部分的に一致しており、繰り返しを避けるため、上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々のノズル列１９．１〜１９．４内の塗装剤ノズル２０が、第１の塗装剤供給ライン３２と、第２の塗装剤供給ライン３３とに、交互に接続されることである。

図１６は、矢印がプリントヘッド８、９の前進方向、つまり圧力方向、を指し示すところの、本発明に係る塗装装置のプリントヘッド８、９のノズル配置３４を示す。

図面から、ノズル配置３４が、塗装剤ノズル３６をそれぞれ備えるノズル列３５．１〜３５．７を有することが理解され得る。

ノズル配置３４の全体の範囲内で、塗装剤ノズル３６は、一様なサイズのノズル開口部を有する。

隣接するノズル列３５．１〜３５．７は、ノズルの幅の半分ずつ、縦方向にお互いに対してオフセットされており、それによって、ノズル配置３４の範囲内での塗装剤ノズル３６の最大充填密度が可能になる。

図１７は、前述され、図１６において示されたノズル態様と大部分一致するノズル配置３４の変形を示し、繰り返しを避けるため、上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々のノズル３６がより小さなノズルサイズを有することである。

本実施態様のさらなる特徴は、隣接するノズル列がお互いに対してオフセットしていないことである。

図１８は、相対的に大きなノズル開口部を伴う５つの平行なノズル列３８．１〜３８．５と、相対的に小さなノズル開口部を伴う４つのノズル列３９．１〜３９．４と、を有するノズル配置３７のさらなる実施態様を示す。

図１９に係る本実施態様は、前述された図１８に係る実施態様と大部分一致しており、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、より大きなノズル開口部を有するノズル列３８．１〜３８．５が、ノズルの幅の半分ずつ、縦方向にお互いに対してオフセットされていることである。

図２０は、明瞭なエッジ３９を塗装する図を示す。エッジ３９がさまざまな大きな塗装剤表面４０、４１、４２から構成されることによって、異なるサイズの塗装剤表面４０〜４２が異なるサイズの塗装剤ノズルによってもたらされることが理解され得る。

図面を印刷する際、色合いのより大きなエリアが大きな塗装剤ノズルによって印刷される一方、一定のエッジの明瞭さを要するエリアはより小さな塗装剤ノズルで精緻化される。この方法はとりわけ、２トーン印刷（たとえば、対比色における車体のシルのエリアにおいて）に有用である。図面において、あるエッジのエリアが、３つのノズルサイズで明瞭に印刷されているエッジのエリアに示されている。

図２１は、４本の大きな塗装剤ノズル４４と多数のより小さな塗装剤ノズル４５とを有する回転可能なプリントヘッド４３を模式的に示し、より小さな塗装剤ノズル４５がプリントヘッド４３の回転軸に対して内側に位置する一方、より大きな塗装剤ノズル４４がプリントヘッド４３の回転軸に対して外側に位置する。

最後に、図２２は、曲がった部品５１の表面へのよりよい適合を可能にするために、お互いに対して回転可能である合計４つのプリントヘッド４７〜５０を有するプリントヘッド配置４６を示す。

図２３はピクセル５２を示し、それがプリントヘッドによって本発明に係る塗装方法によって部品５３に塗布され得て、明瞭化の目的のために単一のピクセル５２が図面に示される。しかしながら、実際には、多数のピクセル５２が塗布される。

ピクセル５２は、お互いの上に配置される層５４〜５７を備える。

３つの低層５５〜５７は、ＲＧＢ表色系の原色である、赤、緑および青である。しかしながら、その代わりに、低層が異なる表色系、たとえばＣＭＹＫ表色系の原色であってもよい。その結果、減法混色によって、お互いの上にある層５５〜５７は一定の色合いを生み出す。

他方、メタリックエフェクトを得るために、最上層は半透明のメタリック塗料から構成される。非常に単純な形式において、図２４は、部品表面６０上の所定の塗装剤の経路に沿ってプリントヘッド５９を移動させる多軸ロボット５８を有する本発明に係る塗装機器を示し、ロボット５８はロボット制御装置６１によって操作される。プリントヘッド５９が部品表面６０上の所定の塗装剤の経路に沿ってガイドされることによって塗装剤の経路が蛇行パターンでお互いに隣接するように、ロボット制御装置６１はロボット５８を制御する。

現在の塗装剤の経路が以前の塗装剤の経路に関連して正確に位置し得るように、光学センサー６２が、操作中に以前の塗装剤の経路の位置および方向を検知するプリントヘッド５９にも取り付けられることが特徴である。

図２５は、３つの分離された塗装剤供給ライン６３〜６５を有する、本発明に係る塗装機器の変形を非常に簡素化された形式で示し、そのそれぞれが塗布される塗装剤の一要素を供給する。

出力側において、塗装剤供給ライン６３〜６５は、個々の要素を、次にプリントヘッド６７に供給される塗装剤混合物に混ぜる混合器６６と接続される。そのため、塗装剤のさまざまな要素の混合は、プリントヘッド６７による塗布の前に起こる。

対照的に、図２６は、塗装剤の３つの異なる要素を車両部品表面に別々に塗布することによって、個々の要素の混合が車両部品表面のみで起こるプリントヘッド６８を簡素化された形態で示す。

図２７は、塗装剤の滴７０を車両部品表面７１に塗布するプリントヘッド６９を模式的に示す。

ここで、プリントヘッド６９は、個々の塗装剤の滴７０が空圧的または他の方法で吐出される塗装剤ノズル７２を有する。

さらに、プリントヘッド６９は、塗装剤ノズル７２を環状に取り囲み、個々の塗装剤の滴７０を取り囲む環状のシースフローを吐出するシースフローノズル７３を有する。

一方、これは、個々の塗装剤の滴７０を霧化する、または、区切る。

他方、シースフローノズル７３から吐出されたシースフローが部品表面７１の方向にオーバースプレーを検知することによって、塗布効率が向上する。

図２８はまた、図２７に係るプリントヘッド６９と部分的に一致する本発明に係るプリントヘッド６９を非常に簡素化された形態で示し、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々の塗装剤の滴７０が空気圧による加速のため、より大きな運動エネルギーを有するので、個々の塗装剤の滴７０が塗装剤ノズル７２から空圧的に吐出されることによって、最大可能塗装距離が増加する結果として塗装剤の滴７０が空圧的に加速されることである。

非常に簡素化された形態で、図２９は、２つの隣接した塗装経路の塗布中のプリントヘッド７４を示し、それによって、以前の塗装経路におけるプリントヘッド７４’の位置がアポストロフィ付きで示される一方、現在の塗装経路におけるプリントヘッド７４の位置はアポストロフィなしで示される。

プリントヘッド７４が経路の方向に対して横向きに配置された塗装剤ノズル７５を有することによって、外側の塗装剤ノズル７５は、内側の塗装剤ノズル７５よりも少ない塗装剤を吐出する。結果として、プリントヘッド７４は部品表面における台形状の層厚さの分布７６を得る。続いて、一定の層厚さに至る以前の塗装経路の台形状の層厚さの分布７６’上にも台形状の層厚さの分布７６が重ね合わせられるので、これが長所である。

簡素化された形態で、図３０は、塗装される部品７７が塗装キャビンを通して直線的なコンベヤ通路７８に沿って移動される、本発明に係る塗装機器を示し、それは本質的に従来技術から知られており、それゆえにより詳しく説明される必要はない。

入口７９がコンベヤ通路７８を跨ぐことによって、コンベヤ通路７８上で部品７７に向けて方向付けられ、これらを塗装剤で塗装する、多数のプリントヘッド８０が入口に取り付けられる。

図３１は図１９の変形を示し、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

本実施態様の特徴は、個々の塗装剤ノズルのより大きな充填密度である。

図３２は図１８の変形を示し、繰り返しを避けるため、対応する細部に用いられる同一の参照符号を伴う上記記載が参照される。

ここにおいてもまた、特徴は、個々の塗装剤ノズルの充填密度がより大きいことである。

本発明は上述の好ましい実施態様に限定されるものではない。むしろ、本発明の思想を利用する多くの変形や修正が可能であり、それゆえに保護の範囲に含まれる。

１コンベヤ
２塗装キャビン
３塗装ロボット
４塗装ロボット
５プレナム
６天井
７排水部
８プリントヘッド
９プリントヘッド
１０空気抜き器
１１フィルター天井
１２塗装剤ノズル
１３色変換器
１４．１〜１４．４塗装剤ノズル
１５．１〜１５．４色変換器
１６．１〜１６．６塗装剤ノズル
１７色変換器
１８色混合器
１９．１〜１９．４ノズル列
２０塗装剤ノズル
２１．１〜２１．４ノズル列
２２ノズル列
２３．１〜２３．４色変換器
２４色変換器
２５色混合器
２６色混合器
２７色混合器
２８．１〜２８．４ノズル列
２９塗装剤ノズル
３０色変換器
３１塗装剤供給ライン
３２塗装剤供給ライン
３３塗装剤供給ライン
３４ノズル配置
３５．１〜３５．７ノズル列
３６塗装剤ノズル
３７ノズル配置
３８．１〜３８．５ノズル列
３９エッジ
４０〜４２塗装剤表面
４３プリントヘッド
４４塗装剤ノズル
４５塗装剤ノズル
４６プリントヘッド配置
４７〜５０プリントヘッド
５１部品
５２ピクセル
５３部品
５４〜５７層
５８ロボット
５９プリントヘッド
６０部品表面
６１ロボット制御装置
６２センサー
６３塗装剤供給部
６６混合器
６７プリントヘッド
６８プリントヘッド
６９プリントヘッド
７０塗装剤の滴
７１部品表面
７２塗装剤ノズル
７３シースフローノズル
７４、７４’ プリントヘッド
７５、７５’ 塗装剤ノズル
７６、７６’ 層厚さの分布
７７部品
７８コンベヤ
７９入口
８０プリントヘッド

Claims

塗装剤を塗布する塗布機器を有し、塗料で車両部品を塗装する塗装機器であって、
前記塗布機器が、少なくとも１つの塗装剤ノズル（１２；１４．１〜１４．４；１６．１〜１６．６；２０；２９；３６；４４；４５）から前記塗装剤を吐出するプリントヘッド（８、９）であり、
前記プリントヘッドが、ノズル列に配置された塗装剤ノズルを有し、それぞれのノズル列がいくつかの塗装剤ノズルを含み、
前記塗装剤ノズルの全てが前記車両部品に同一の塗装剤を塗布し得るように、さまざまな前記ノズル列の前記塗装剤ノズルが、塗布される前記塗装剤が供給される塗装剤供給ラインに一緒に接続され、
前記プリントヘッドが搭載される多軸ハンドを有する多軸ロボットによって前記プリントヘッドが位置決めされ、
前記プリントヘッドが、少なくとも１ｍ^２／分の面積塗装性能を発揮するように構成された、
ことを特徴とする塗装機器。
共同の前記塗装剤供給ラインが色変換器によって供給される、
ことを特徴とする請求項１に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）がバブルジェット（登録商標）プリントヘッドであり、そこで個々の前記塗装剤の滴が蒸気バブルを拡大させることによって吐出され、または、
ｂ）前記プリントヘッド（８、９）が、個々の前記塗装剤の滴が圧電素子によって吐出される圧電プリントヘッドであり、および／または、
ｃ）前記プリントヘッド（８、９）が前記塗装剤を個々の塗装剤の滴に吐出し、または、
ｄ）前記プリントヘッド（８、９）が前記塗装剤を連続的に吐出し、および／または、
ｅ）前記プリントヘッド（８、９）が、前記塗装剤が吐出される塗装剤ノズルを有し、および／または、
ｆ）前記プリントヘッドが空気レスプリントヘッドであり、および／または、
ｇ）前記プリントヘッドがエアブラシプリントヘッドであり、および／または、
ｈ）前記プリントヘッド（８、９）の前記塗装剤ノズルのいくつかが前記塗装剤を個々の塗装剤の滴に吐出しつつ、前記プリントヘッド（８、９）の前記塗装剤ノズルのいくつかが前記塗装剤を連続的に吐出し、および／または、
ｉ）前記プリントヘッド（８、９）が、少なくとも、２ｍ^２／分、３ｍ^２／分または４ｍ^２／分、５ｍ^２／分の面積塗装性能を発揮し、および／または、
ｊ）前記プリントヘッド（８、９）が、８０％、９０％、もしくは９５％を超える塗布効率を有し、および／または、
ｋ）操作中、塗装キャビン（２）内の下降速度が、０．３ｍ／秒、０．２ｍ／秒、０．１ｍ／秒、７０ｃｍ／秒、もしくは５０ｃｍ／秒未満であり、および／または、
ｌ）前記プリントヘッドが、機械によって位置決めされ、および／または、
ｍ）前記プリントヘッドが空圧的に前記塗装剤を吐出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の塗装機器。
ａ）前記塗料が流体であり、固体の塗装要素を含み、および／または、
ｂ）前記プリントヘッド（８、９）の前記塗装剤ノズル（１２；１４．１〜１４．４；１６．１〜１６．６；２０；２９；３６；４４；４５）の径が、前記塗料に含まれる前記固体の塗装要素の径よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記塗布機器が、部品が前記塗装剤で塗装される塗装キャビン内に配置される、および／または
ｄ）前記塗装キャビン（２）から下向きに、および／または、測道を通して前記キャビンの空気を抜き出す空気抜き器（１０）が設けられ、および／または、
ｅ）前記空気抜き器（１０）の上流に配置され、前記キャビンの空気から前記オーバースプレーを除去する空気フィルター（１１）が設けられ、および／または、
ｆ）前記キャビンの空気がフィルター天井を通して前記塗装キャビン（２）から下向きに抜き出されるように、前記塗装キャビン（２）の基部に配置されたフィルター天井として前記空気フィルター（１１）が設計された、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）色変換器（１３）が前記塗装剤の１つを選択し、選択された前記塗装剤を前記プリントヘッド（８、９）に供給するように、出力側において前記プリントヘッド（８、９）に接続され、および、入力側においてさまざまな塗装剤が供給される、少なくとも１つの前記色変換器（１３）が前記プリントヘッド（８、９）に割り当てられ、および／または、
ｂ）入力側において、前記色変換器（１３）が表色系の原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）の様々な塗装剤を供給され、および／または、
ｃ）入力側において、前記色変換器（１３）が様々な特殊塗料を供給され、および／または、
ｄ）前記色変換器（１３）が、前記プリントヘッド（８、９）の単一の塗装剤ノズルに選択された前記塗装剤を供給する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）色変換器（１５．１〜１５．４）が前記塗装剤の１つをそれぞれ選択し、関連する塗装剤ノズル（１４．１〜１４．４）にそれを供給するように、入力側においてさまざまな塗装剤を供給され、および、出力側において前記プリントヘッド（８、９）のさまざまな塗装剤ノズル（１４．１〜１４．４）に接続される前記色変換器（１５．１〜１５．４）が前記プリントヘッド（８、９）に割り当てられ、および／または、
ｂ）入力側において、前記色変換器（１５．１〜１５．４）のそれぞれが表色系の原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のさまざまな塗装剤を供給され、および／または、
ｃ）入力側において、前記色変換器（１５．１〜１５．４）のそれぞれが単独の特殊塗料、または、さまざまな特殊塗料を供給され、および／または、
ｄ）個々の前記色変換器（１５．１〜１５．４）のそれぞれが、１つの塗装剤ノズル（１４．１〜１４．４）に選択された前記塗装剤を供給する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の塗装機器。
前記色変換器（１７）が塗装剤ノズル（１６．１〜１６．６）に選択された前記塗装剤を供給する、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の塗装機器。
前記色変換器（１７）によって一緒に供給される前記塗装剤ノズル（１６．１〜１６．６）が前記プリントヘッド（８、９）内に一列に配置された、
ことを特徴とする請求項８に記載された塗装機器。
ａ）出力側において前記色変換器（１７）または色変換器と接続され、入力側において表色系の原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のさまざまなカラーの塗装剤を供給される色混合器（１８）が前記プリントヘッド（８、９）に割り当てられ、および／または、
ｂ）入力側において、前記色変換器（１７）が前記色混合器（１８）と接続されるだけでなく、入力側において、単一の特殊塗料またはいくつかの特殊塗料も供給される、
ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）が、行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）および列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）の形式でノズル列（２１．１〜２１．４）に配置された塗装剤ノズル（２０）を有し、それぞれのノズル列（２１．１〜２１．４）が塗装剤ノズルを含み、および／または、
ｂ）色変換器（２３．１〜２３．４）が、関連する前記ノズル列（２１．１〜２１．４）の前記塗装剤ノズル（２０）に特定の塗装剤を一緒に供給する個々の前記ノズル列（２１．１〜２１．４）のそれぞれに割り当てられ、および／または、
ｃ）入力側において、前記ノズル列（２１．１〜２１．４）に割り当てられた前記色変換器（２３．１〜２３．４）が、特殊塗料が供給される特殊カラー供給ラインに接続され、および／または、
ｄ）入力側において、前記ノズル列（２１．１〜２１．４）に割り当てられた前記色変換器（２３．１〜２３．４）が、表色系の原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のさまざまなカラーの塗装剤を入力側において供給される色混合器（２７）に接続され、塗料を前記原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）から求められる色合いと混合し、および／または、
ｅ）個々の前記ノズル列（２１．１〜２１．４）に割り当てられた前記色変換器（２３．１〜２３．４）が、前記特殊塗料、または、関連する前記ノズル列（２１．１〜２１．４）用に混合された塗料を選択的に選択する、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）が、行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）および列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）の行列形式に配置された塗装剤ノズル（２９）を有し、および／または、
ｂ）さまざまな前記ノズル列（２８．１〜２８．４）の前記塗装剤ノズル（２９）が色変換器（３０）によって一緒に供給され、および／または、
ｃ）入力側において、前記色変換器（３０）が、特殊塗料が前記色変換器（３０）に供給される特殊カラー供給ラインに接続され、および／または、
ｄ）入力側において、前記色変換器（３０）が、表色系の原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のさまざまなカラーの塗装剤を供給され、塗料を所望の色合いと混合する混合器（３１）と接続され、
ｅ）前記色変換器（３０）が、前記特殊塗料の１つ、または、前記混合器（３１）によって混合された前記塗料のどちらかを選択的に選択し、それを前記塗装剤ノズルに供給する、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）が、それぞれのノズル列が塗装剤ノズル（２０）を含む行（ｅｉｎｅｒｚｅｉｌｅ）および列（ｅｉｎｅｒｓｐａｌｔｅ）の行列形式に配置された塗装剤ノズル（２０）を有し、および／または、
ｂ）個々の前記ノズル列（１９．１〜１９．４）内の前記塗装剤ノズル（２０）の第１の部分が、第１の塗装剤供給ライン（３２）に一緒に接続され、および／または、
ｃ）個々の前記ノズル列（１９．１〜１９．４）内の前記塗装剤ノズル（２０）の第２の部分が、第２の塗装剤供給ライン（３３）に一緒に接続され、および／または、
ｄ）個々の前記ノズル列（１９．１〜１９．４）内の前記塗装剤ノズルが、前記第１の塗装剤供給ライン（３２）と、前記第２の塗装剤供給ライン（３３）とに、交互に接続される、
ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）が平行なノズル列（３５．１〜３５．７）内に配置された多数の塗装剤ノズル（３６）を有し、および／または、
ｂ）前記プリントヘッド（８、９）の前記塗装剤ノズル（３６）が、基本的に等しいサイズであり、および／または、
ｃ）隣接する前記ノズル列（３５．１〜３５．７）が縦方向に、ノズルの幅の半分ずつ、お互いに対してオフセットしており、および／または、
ｄ）前記ノズル列（３５．１〜３５．７）が横方向に、ノズルヘッドの前進方向に対して直角に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）が、平行なノズル列（３８．１〜３８．５、３９．１〜３９．５）に配置された多数の塗装剤ノズルを有し、および／または、
ｂ）個々の前記ノズル列（３８．１〜３８．５、３９．１〜３９．５）内の前記塗装剤ノズルが基本的にそれぞれ一様なノズルサイズであり、および／または、
ｃ）さまざまな前記ノズル列（３８．１〜３８．５、３９．１〜３９．５）が異なるサイズのノズル開口部を有し、および／または、
ｄ）大きなノズル開口部を有するノズル列（３８．１〜３８．５）と、小さなノズル開口部を有するノズル列（３９．１〜３９．５）とが、前記プリントヘッド（８、９）内に交互に配置され、および／または、
ｅ）前記ノズル列（３８．１〜３８．５、３９．１〜３９．５）が横方向に、ノズルヘッドの前進方向に対して直角に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）において、前記大きなノズル開口部を有する前記ノズル列（３８．１〜３８．５）が、縦方向にオフセットしており、および／または、
ｂ）ノズルヘッドにおいて、前記小さなノズル開口部を有する前記ノズル列（３９．１〜３９．５）が、縦方向にお互いに対してオフセットしていない、
ことを特徴とする請求項１５に記載の塗装機器。
前記大きなノズル開口部を有する前記ノズル列が、縦方向に、ノズルの幅の半分ずつ、お互いに対してオフセットしている、
ことを特徴とする請求項１６に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（８、９、４３）が回転軸に対して回転自在に搭載され、塗装中、または、連続的な塗装セッションの間に回転し、および／または、
ｂ）前記プリントヘッド（８、９、４３）が異なるサイズの塗装剤ノズルを有し、および／または、
ｃ）より大きな塗装剤ノズル（４４）よりも、より小さな塗装剤ノズル（４５）が前記プリントヘッド（８、９、４３）の前記回転軸のより近くに配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の塗装機器。
曲がった部品表面を塗装するために、お互いに対して回転可能であるプリントヘッド（４７〜５０）が設けられた、
ことを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）表色系が、原色（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）のシアン、マゼンタ、黄、黒を有するＣＭＹＫ表色系であるか、または
ｂ）表色系が、原色の赤、黄、青を有するＲＧＢ表色系である、
ことを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の塗装機器。
特殊塗料が、エフェクト塗料、メタリック塗料、もしくはマイカ塗料である、
ことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の塗装機器。
前記塗装剤と接する前記プリントヘッド（８、９）の表面のエリアが、摩耗を減少させる塗装、ダイヤモンド塗装、硬質メタル、もしくは、硬質材料と軟質材料との材料の組み合わせ、を提供される、
ことを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の塗装機器。
前記プリントヘッド（８、９）の塗布効率を向上させる静電塗装剤投入装置および／または圧縮空気支持部を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の塗装機器。
前記プリントヘッド（８、９）および／または塗装される部品表面の空間位置を検知する位置検知システムを備える、
ことを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（５９）を位置決めする多軸ロボット（５８）と、
ｂ）ロボット（５８）によって前記プリントヘッド（５９）と一緒に位置決めされ、塗装される部品（６０）上のガイド経路の方向を検知する、センサー（６２）と、
ｃ）入力側において前記センサー（６２）と接続され、出力側において前記ロボット（５８）と接続されるロボット制御装置（６１）と、
を備え、
前記ロボット制御装置（６１）が前記ガイド経路の前記方向の関数として、前記プリントヘッド（５９）を位置決めする、
ことを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記センサー（６２）が光学センサーであり、および／または、
ｂ）前記ガイド経路が以前に塗布された塗装剤の経路であり、または、
ｃ）前記ガイド経路が、紫外線または赤外線が照射される時にのみ可視化される塗装剤を含む、
ことを特徴とする請求項２５に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（６９）がシースフローノズル（７３）を有し、
ｂ）前記シースフローノズル（７３）が、空気または他の気体のシースフローを吐出し、
ｃ）前記シースフローが、前記塗装剤ノズルから吐出された前記塗装剤を取り囲む、
ことを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（７４）が、経路の方向に関してお互いに隣に配置される塗装剤ノズル（７５）を有し、
ｂ）外側の前記塗装剤ノズル（７５）は、内側の前記塗装剤ノズル（７５）よりも少ない塗装剤を吐出する、
ことを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の塗装機器。
ａ）前記プリントヘッド（７４）が前記経路の方向に対して横向きな、一定の層厚さの分布（７６）をもって塗装剤を塗布し、
ｂ）前記層厚さの分布（７６）がガウスの正規分布または台形状の分布である、
ことを特徴とする請求項２８に記載の塗装機器。
ａ）部品（７７）が運ばれるコンベヤ通路（７８）と、
ｂ）前記コンベヤ通路（７８）を横切って跨ぐ入口（７９）と、
ｃ）前記入口（７９）上に搭載され、前記コンベヤ通路（７８）上の前記部品（７７）に向けて方向づけられる、多数のプリントヘッド（８０）と、
を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至２９のいずれか１項に記載の塗装機器。
入力側において、前記プリントヘッド（６７）が、要素を混合し、それらを前記プリントヘッド（６７）に供給する色混合器（６６）に接続された、
ことを特徴とする請求項１乃至３０のいずれか１項に記載の塗装機器。
要素が車両部品表面においてのみ混合されるように、前記プリントヘッド（６８）が、お互いに分離された、いくつかの異なる要素を吐出する、
ことを特徴とする請求項１乃至３１のいずれか１項に記載の塗装機器。
前記いくつかの異なる要素の数が３である、
ことを特徴とする請求項３２に記載の塗装機器。
塗料で車両部品を塗装する塗装方法であって、
前記塗装剤ノズルの全てが前記車両部品に同一の塗装剤を塗布し得るように、請求項１乃至３３のいずれか１項に記載の塗装機器に設けられたプリントヘッド（８、９）によって塗装剤が塗布される、
ことを特徴とする塗装方法。
ａ）車両部品の内部塗装用にアトマイザーが用いられる一方、前記車両部品の外部塗装用に前記プリントヘッド（８、９）が少なくとも部分的に用いられ、または、
ｂ）車両部品の外部塗装用にアトマイザーが用いられる一方、前記車両部品の内部塗装用に前記プリントヘッド（８、９）が少なくとも部分的に用いられ、または、
ｃ）前記車両部品のボディ塗装用にアトマイザーが用いられる一方、前記車両部品の装飾塗装用に前記プリントヘッド（８、９）が少なくとも部分的に用いられる、
ことを特徴とする請求項３４に記載の塗装方法。
ａ）大きな表面積のエリア塗装においては、均一な塗装を得るために前記プリントヘッド（８、９）が回転し、および／または、
ｂ）細部または図面の詳細な塗装においては、局所的な高解像度を得るために前記プリントヘッド（８、９）が回転しない、
ことを特徴とする請求項３４または３５に記載の塗装方法。
ａ）前記プリントヘッド（８、９）および／または塗装される前記部品表面の空間位置を検知する工程と、
ｂ）測定された位置の関数として、前記プリントヘッド（８、９）の前記空間位置を開ループ調節（ｓｔｅｕｒｅｕｎｇ）および／または閉ループ制御（ｒｅｇｅｌｕｎｇ）する工程と、
を含むことを特徴とする請求項３４乃至３６のいずれか１項に記載の塗装方法。
塗装エッジ（３９）を明瞭にするために、異なるサイズの塗装剤ノズルが用いられ、異なるサイズの塗装剤が表面にもたらされる、
ことを特徴とする請求項３４乃至３７のいずれか１項に記載の塗装方法。
ａ）ピクセル（５２）の形態で前記塗装剤が部品（５３）に塗布され、
ｂ）色の混合を通して所望の色合いを得るために、個々の前記ピクセル（５２）が表色系の原色（５５〜５７）を含み、および／または、
ｃ）個々の前記ピクセル（５２）内のさまざまな前記原色（５５〜５７）が層の形態でお互いの上にそれぞれ配置される、
ことを特徴とする請求項３４乃至３８のいずれか１項に記載の塗装方法。
ａ）個々の前記ピクセル（５２）がエフェクト塗料の最上層（５４）を有し、および／または、
ｂ）エフェクト塗料の前記最上層（５４）が半透明である、
ことを特徴とする請求項３９に記載の塗装方法。