(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを溜め置くインク貯留部と、建築基板に向けてインクを噴射するインク室とをつなぐインク供給路にポンプが配設され、かつポンプからインク貯留部に第１インク返送路が設けられるとともに、インク室からインク貯留部に第２インク返送路が設けられ、また、インク室内のインク圧力を測定する圧力計が設けられ、第２インク返送路に開度調整可能な流量調整バルブが設けられ、圧力計が計測するインク圧力に応じて流量調整バルブの開度を自動調整する制御部が設けられ、建築基板のインクジェット塗装時に、ポンプの作動によりインク貯留部から取り出すインクをインク室に加圧状態で供給し、インク室を供給したインクで充填する一方、インク貯留部より取り出すインクの一部をインク室に供給せず、第１インク返送路を通じてインク貯留部に返送し、かつインク室内に供給したインクの一部を第２インク返送路を通じてインク貯留部に返送し、インクを常時循環流動させ、また、インクジェット塗装時のインク圧とともに、インクの常時循環流動を可能とするインク室からインク貯留部へのインク返送圧力を自動的に最適化することを特徴とする建築基板のインクジェット塗装装置。
【請求項２】
塗装時のインク室内のインク圧力を0.03MPa以上0.2MPa未満とし、インク室からインク貯留部へのインク返送圧力を0.02〜0.15MPaとする請求項１記載の建築基板のインクジェット塗装装置。
【請求項３】
ポンプからインク貯留部へのインク返送量を0.5〜5L/分とする請求項１又は２記載の建築基板のインクジェット塗装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、建築基板のインクジェット塗装装置に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、インクジェット塗装時にインクを常時流動させ、インク中の顔料成分が沈降するのを防止し、建築基板に自然感のある高意匠塗装を維持可能とする建築基板のインクジェット塗装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外壁材、屋根材、塀材などの建築用外装材には、セメント板などの無機質系の建築板が広く用いられている。この建築用外装材として用いられる建築板は、建物の外観の形成を担うため、各種の意匠を実現する表面化粧について技術的な検討が加えられている。たとえば抄造、押出成形などにより成形された建築基板の表面にプレス成形により凹凸模様付けをし、その凹凸表面を塗装することが一般的に行われている。
【０００３】
塗装の一方式として、最近、インクを建築基板表面に向けて噴射するインクジェット塗装が考えられている。下地着色塗装を行った建築基板をインクジェットによりインク塗装すると、これまで一般的に用いられてきた塗装ロールに比べ、建築基板に局所的な、しかも制御された所定パターンの模様が形成される。したがって、濃淡表現などにより、自然な風合いの高意匠塗装された建築板が製造可能であるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建築基板のインクジェット塗装については、インクの貯蔵安定性の確保が難しく、インク供給経路内でインク中の固形成分である顔料成分が沈降を起こしやすい。その結果、インクが噴射するノズルなどのインク噴射口が目詰まりを起こすなどし、塗装品質を高度に維持しにくいという問題がある。
【０００５】
この出願の発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、インクジェット塗装時にインクを常時流動させ、インク中の顔料成分が沈降するのを防止し、建築基板に自然感のある高意匠塗装を維持可能とする建築基板のインクジェット塗装装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、以上の課題を解決するものとして、インクを溜め置くインク貯留部と、建築基板に向けてインクを噴射するインク室とをつなぐインク供給路にポンプが配設され、かつポンプからインク貯留部に第１インク返送路が設けられるとともに、インク室からインク貯留部に第２インク返送路が設けられ、また、インク室内のインク圧力を測定する圧力計が設けられ、第２インク返送路に開度調整可能な流量調整バルブが設けられ、圧力計が計測するインク圧力に応じて流量調整バルブの開度を自動調整する制御部が設けられ、建築基板のインクジェット塗装時に、ポンプの作動によりインク貯留部から取り出すインクをインク室に加圧状態で供給し、インク室を供給したインクで充填する一方、インク貯留部より取り出すインクの一部をインク室に供給せず、第１インク返送路を通じてインク貯留部に返送し、かつインク室内に供給したインクの一部を第２インク返送路を通じてインク貯留部に返送し、インクを常時循環流動させ、また、インクジェット塗装時のインク圧とともに、インクの常時循環流動を可能とするインク室からインク貯留部へのインク返送圧力を自動的に最適化することを特徴とする建築基板のインクジェット塗装装置（請求項１）を提供する。
【０００７】
またこの出願の発明は、上記の請求項１に係る発明に関し、塗装時のインク室内のインク圧力を0.03MPa以上0.2MPa未満とし、インク室からインク貯留部へのインク返送圧力を0.02〜0.15MPaとすること（請求項２）を一態様として提供する。
【０００８】
さらにこの出願の発明は、以上の請求項１、２に係る発明に関し、ポンプからインク貯留部へのインク返送量を0.5〜5L/分とすること（請求項３）を一態様として提供する。
【０００９】
以下、図面に沿ってこの出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置についてさらに詳しく説明する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置の一実施形態を概略的に示した構成図である。
【００１１】
たとえばこの図１に示したように、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、インク（１）を溜め置く、たとえばタンク（２）などとすることのできるインク貯留部（３）と、建築基板（４）に向けてインク（１）を噴射するインク室（５）とをつなぐインク供給路（６）にポンプ（７）が配設され、かつポンプ（７）からタンク（２）などのインク貯留部（３）に第１インク返送路（８）が設けられるとともに、インク室（５）からインク貯留部（３）に第２インク返送路（９）が設けられる。
【００１２】
そして、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置では、建築基板（４）のインクジェット塗装時に、ポンプ（７）の作動によりインク貯留部（３）から取り出すインク（１）をインク室（５）に加圧状態で供給し、インク室（５）を供給したインク（１）で充填する一方、インク貯留部（３）より取り出すインク（１）の一部をインク室（５）に供給せず、第１インク返送路（８）を通じてインク貯留部（３）に返送し、かつインク室（５）内に供給したインク（１）の一部を第２インク返送路（９）を通じてインク貯留部（３）に返送する。
【００１３】
したがって、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置は、インク（１）が建築基板（４）のインクジェット塗装時に常時循環流動するため、インク（１）中の固形成分である顔料成分が、装置のいずれの部位においても沈降するのを防止することができ、建築基板（４）に自然感のある高意匠塗装が維持可能となる。
【００１４】
具体的には、図１に示したように、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、インク室（５）内のインク圧力を測定する圧力計（１０）が設けられ、第２インク返送路（９）に開度調整可能な流量調整バルブ（１１）が設けられ、圧力計（１０）が計測するインク圧力に応じて流量調整バルブ（１１）の開度を自動調整する制御部が設けられる。こうすることにより、インクジェット塗装時のインク圧力とともに、インク（１）の常時循環流動を可能とするインク室（５）からインク貯留部（３）へのインク返送圧力を自動的に最適化することができる。
【００１５】
一般に、インクジェット塗装時のインク室（５）内のインク圧力は、０．０３ＭＰａ以上０．２ＭＰａ未満とするのが好ましい。インク圧力が０．０３ＭＰａ未満ではインク（１）の噴射圧が低すぎ、また、０．２ＭＰａを超えるとインク（１）の噴射圧が高すぎ、いずれの場合も建築基板（４）に鮮明な塗装を行うことができなくなる。
【００１６】
また、インク室（５）からインク貯留部（３）へのインク返送圧力は、０．０２〜０．１５ＭＰａとするのが好ましい。この範囲は、ポンプ（７）によるインク室（５）へのインク供給圧力のほぼ１０〜５０％に相当し、この範囲にあれば、インク（１）は、インク室（５）及び第２インク返送路（９）内で滞留することなく流れ、顔料成分の沈降を防止することができる。
【００１７】
制御部は、前述の通り、圧力計（１０）が計測するインク圧力に応じて流量調整バルブ（１１）の開度を自動調整するが、これには、たとえば電気信号を利用することができる。すなわち、計測したインク圧力を圧力計（１０）が電気信号に変換し、この電気信号を制御部に入力し、制御部に、あらかじめ以上に例示されるインクジェット塗装時のインク室（５）内のインク圧力及びインク室（５）からインク貯留部（３）へのインク返送圧力に関するデータを設定しておき、このデータに基づき、自動的に最適な開度を流量調整バルブ（１１）に出力することが例示される。
【００１９】
また、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置では、ポンプ（７）から第１インク返送路（８）を通じ、インク貯留部（３）へインク（１）を返送するインク返送量は、一般に０．５〜５Ｌ／分とするのが好ましい。インク返送量が０．５Ｌ／分未満となると、インク中の顔料成分の沈降にさほど効果的でなく、５Ｌ／分を超えると、インク室（５）へ供給するインク供給量が不足することになる。ポンプ（７）からインク貯留部（３）へのインク返送量の調整にも前記制御部を利用することが可能である。
【００２０】
すなわち、図１に示したように、インク供給路（６）、第１インク返送路（８）の各々に、前記流量調整バルブ（１１）と同様な開度調整可能な流量調整バルブ（１２）を配設し、その開度調整を制御部により自動的に行わせることができる。
【００２１】
さらに、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、図１に示したように、インク供給路（６）の先端にフィルター（１３）を設け、インク室（５）に供給するインク（１）の品質を保持したり、また、タンク（２）などのインク貯留部（３）内に攪拌機（１４）を設け、インクジェット塗装時のインク貯留部（３）におけるインク（１）の滞留を予防したりすることもできる。
【００２２】
さらにまた、この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置には、建築基板（４）の塗装色を替える際に装置内を洗浄可能とするために、タンク（１５）などとすることのできる、洗浄液（１６）を溜め置く洗浄液貯留部（１７）を設け、洗浄液供給路（１８）をインク供給路（６）にポンプ（７）より上流側において接続し、洗浄液返送路（１９）を第２インク返送路（９）に接続することができる。そして、これら洗浄液供給路（１８）及び洗浄液返送路（１９）とともに、ポンプ（７）より上流側のインク供給路（６）及び洗浄液返送路（１９）との接続部より下流側の第２インク返送路（９）に、バルブ（２０）を設けることができる。洗浄時には、洗浄液供給路（１８）及び洗浄液返送路（１９）に設けたバルブ（２０）を開放し、他のバルブ（２０）は閉鎖する。インクジェット塗装時には、インク供給路（６）及び第２インク返送路（９）に設けたバルブ（２０）を開放し、その他のバルブ（２０）を閉鎖する。このようなバルブ（２０）の開閉も、前述の流量調整バルブ（１１）（１２）と同様に、制御部による自動制御とすることができる。
【００２３】
そして、洗浄液供給路（１８）の先端にもフィルター（２１）を設け、洗浄時にも洗浄液（１６）を循環させて装置内を洗浄することができる。
【００２４】
以上に示されるこの出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置は、建築基板（４）のインクジェット塗装をたとえば以下に示すような条件において実行することができる。
［１］  建築基板温度
建築基板（４）は、あらかじめ下地着色塗装されたものを対象とするが、インクジェット塗装に際し、基板温度は、４０〜７０℃とするのが好ましい。基板温度が４０℃未満であると、インク中の溶媒の蒸発する速度が遅く、顔料成分に偏りが生じやすくなり、高意匠の塗装を実現しにくくなる。上限の７０℃は、基板加熱に要するエネルギーやコストなどを考慮してのことである。
［２］  インク噴射口径
ノズルなどとすることのできる図１に概略的に示した、インク室（５）の下面部に設けられるインク噴射口（２２）の口径は、８０〜３５０μｍとすることが好ましい。口径が８０μｍ未満となると、インクジェット塗装時にインク（１）の常時循環流動を行わせても、インク（１）中の顔料成分がインク噴射口（２２）にどうしても詰まりやすくなる。口径が３５０μｍを超えると、噴射するインク量が多くなり、塗装の解像度が低下し、高意匠の塗装を実現しにくくなる。
［３］  インク噴射量
インク噴射量は、１回当たり０．２〜１．０ｍｇとするのが好ましく、０．３５〜０．６ｍｇとするのがより好ましい。インク噴射量が１回当たり０．２ｍｇ未満となると、塗装に必要なインク量とするために、図１に示したインク室（５）内に設けられるピストン（２３）などを備えるインク噴射装置を高速作動させる必要が生じ、ピストン（２３）及びその周辺のインク噴射装置の部品の磨耗、消耗が激しくなり、塗装装置の作動の長期信頼性が得られなくなるおそれがある。インク噴射量が１回当たり１．０ｍｇを超えると、噴射するインク量が多く、塗装の解像度が低下して高意匠の塗装を実現しにくくなる。
［４］  インク噴射口間隔
前記インク噴射口（２２）の間隔は、２〜７ｍｍとするのが好ましく、３〜５ｍｍとするのがより好ましい。インク噴射口（２２）の間隔が２ｍｍ未満となると、間隔が狭いことに起因してインク（１）の噴射量が微量となり、前記したようなピストン（２３）などを備えるインク噴射装置の高速作動にともなう弊害が生ずる。インク噴射口（２２）の間隔が７ｍｍを超えると、噴射するインク量が多くなり、塗装の解像度が低下して高意匠の塗装を実現しにくくなる。
［５］  インク噴射口と建築基板との間の距離
この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置により、インク噴射口（２２）と建築基板（４）との間の距離を最大７０ｍｍまで拡大することができる。これまでのインクジェット塗装装置では、一般に、５ｍｍ以内としなければならなかった。このようにインク噴射口（２２）と建築基板（４）との間の距離が拡大することにより、建築基板（４）の放熱にともなうインク噴射口（２２）の目詰まりも解消される。
［６］  インクの噴射間隔
建築基板（４）のインクジェット塗装におけるインク（１）の濃淡表現は、インク（１）のドットの重なり幅を変えることにより実現することができる。すなわち、ドットの重なり幅が多いと濃くなり、少ないと薄くなる。したがって、たとえば、薄くしたい場合には、ドットの重なり幅が１０％以下となるようにインク（１）の噴射間隔を調整し、濃くしたい場合には、ドットの重なり幅が８０％以上となるように調整する。中間を表現する場合には、５０〜３０％の重なり幅とするように調整する。こうして、単色のインク（１）により自然感のある濃淡表現が可能となる。
【００２５】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施形態によって限定されるものではない。インク貯留部、インク室をはじめ、圧力計、流量調整バルブ、制御部などの構成及び構造などの細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この出願の発明によって、インクジェット塗装時にインクが装置内を常時循環流動し、インク中の顔料成分が沈降せず、建築基板に自然感のある高意匠塗装が維持可能となる。また、インクジェット塗装時のインク圧とともに、インクの常時循環流動を可能とするインク室からインク貯留部へのインク返送圧力を自動的に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の発明の建築基板のインクジェット塗装装置の一実施形態を概略的に示した構成図である。
【符号の説明】
１    インク
２    タンク
３    インク貯留部
４    建築基板
５    インク室
６    インク供給路
７    ポンプ
８    第１インク返送路
９    第２インク返送路
１０    圧力計
１１    流量調整バルブ
１２    流量調整バルブ
１３    フィルター
１４    攪拌機
１５    タンク
１６    洗浄液
１７    洗浄液貯留部
１８    洗浄液供給路
１９    洗浄液返送路
２０    バルブ
２１    フィルター
２２    インク噴射口
２３    ピストン
【図１】
0003542081.tif 000002