(57)【要約】  スプレーガン又はノズルの制御のためのシステム及び方法であって、移動する対象物体又は移動する対象物の一部の寸法に対応するようにスプレーガン液体放出パターンが動的に変えられるシステム及び方法。スプレーガンは、ファンエア、霧化エア、液体及びシリンダエアのための入力を含んでいる。例えばコンベアベルト上で近づいてくる対象物体の検出時に、対象物体又は対象物体の一部の形状に対応するスプレーパターンを与えるための所定の或いは同時形成された曲線にしたがってファンエア圧力、霧化エア圧力、液体圧力、シリンダエア圧力が変えられ、それにより、過剰噴射に起因する無駄及び非効率さが最小限に抑えられる。【選択図】  図１
2008544836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体経路に対して垂直なスプレーパターンの幅を制御するために１つ以上のファンエアオリフィスを有するスプレーガンアセンブリから液体物質を対象物体に噴射する方法で、前記スプレーパターンが前記対象物体経路の方向でスプレー領域に制限される、前記方法であって、
前記対象物体を前記対象物体経路に沿って前記スプレー領域へと搬送するステップと、
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入る時期を検出するステップと、
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入るときに、前記スプレーガンを作動させて、前記液体物質のスプレーを噴出するステップと、
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御する工程と噴射される前記液体材料が前記対象物体上にほぼ落下するように、前記対象物体を前記対象物体経路に沿って搬送し続ける工程とを含む制御されたスプレー動作を行なうステップと、
前記対象物体のどの部分も前記スプレー領域内にとどまっていないときに、前記スプレーガンの動作を停止させて、前記液体物質の前記スプレーの噴出を止めるステップと
を備える方法。
【請求項２】
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御する前記工程が、対象物体位置をエア圧力に関連付ける所定の圧力曲線と一致する圧力でファンエアを前記１つ以上のファンエアオリフィスへ加えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制御されたスプレー動作を行なう前記ステップが、前記対象物体の任意の部分が前記スプレー領域内に入る前にファンエアを初期圧力で前記１つ以上のファンエアオリフィスへ加える工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記スプレーガンアセンブリが、エアを前記ファンエアオリフィスに対して供給するための１つ以上のファンエア入口と、噴射されるべき前記液体物質を供給するための１つ以上の液体入口と、前記噴射された液体物質を霧化するためのエアを供給する１つ以上の霧化エア入口とを更に備え、前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御する前記工程が、前記１つ以上のファンエア入口、液体入口、及び霧化エア入口を介してファンエア、霧化エア、及び前記液体物質が前記スプレーガンアセンブリに対して供給される際のそれぞれの圧力を制御することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御する前記工程が、
前記スプレー領域内の前記対象物体の幅を検出することと、
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅に一致させる圧力で、前記１つ以上のファンエアオリフィスに対してファンエアを動的に加えることと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記スプレーガンアセンブリが、前記スプレーガンアセンブリからの前記液体物質の噴出を可能にする或いは防止するべく前記スプレーガンアセンブリ内のバルブニードルを制御するエアを供給するためのシリンダエア入口を更に含み、前記スプレーガンを作動させて前記液体物質のスプレーを噴出する前記ステップが、前記バルブニードルが前記スプレーガンアセンブリから前記液体物質を噴出させることができる十分な圧力で前記シリンダエア入口に対してエアを供給する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記スプレーガンの動作を停止させて前記液体物質の前記スプレーの噴出を止める前記ステップが、前記バルブニードルが前記スプレーガンアセンブリからの前記液体物質の噴出を防止できる十分低い圧力で前記シリンダエア入口に対してエアを供給する工程を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
制御されたスプレー動作を行なう前記ステップが、前記対象物体の動く方向と平行な面内で前記スプレーガンアセンブリの位置を制御する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入る時期を検出する前記ステップが、電気光学センサによって前記対象物体の位置を検出する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
対象物体経路に対して垂直なスプレーパターンの幅を制御するために１つ以上のファンエアオリフィスを有するスプレーガンアセンブリから液体物質を対象物体に噴射する方法を行なうためのコンピュータ実行可能命令を保持するコンピュータ可読媒体で、前記スプレーパターンが前記対象物体経路の方向でスプレー領域に制限される、前記コンピュータ可読媒体であって、
前記コンピュータ実行可能命令が、
前記対象物体を前記対象物体経路に沿って前記スプレー領域へと搬送するための命令と、
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入る時期を検出するための命令と、
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入るときに、前記スプレーガンを作動させて、前記液体物質のスプレーを噴出するための命令と、
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御するためと噴射される前記液体材料が前記対象物体上にほぼ落下するように、前記対象物体を前記対象物体経路に沿って搬送し続けるための命令を含む制御されたスプレー動作を行なうための命令と、
前記対象物体のどの部分も前記スプレー領域内にとどまっていないときに、前記スプレーガンの動作を停止させて、前記液体物質のスプレーの噴出を止めるための命令と
を備える、コンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
制御されたスプレー動作を行なうための前記命令が、前記対象物体の任意の部分が前記スプレー領域内に入る前にファンエアを初期圧力で前記１つ以上のファンエアオリフィスへ加えるための命令を更に含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御するための前記命令が、対象物体位置をエア圧力に関連付ける所定の圧力曲線と一致する圧力でファンエアを前記１つ以上のファンエアオリフィスへ加えるための命令を含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１３】
前記スプレーガンアセンブリが、エアを前記ファンエアオリフィスに対して供給するための１つ以上のファンエア入口と、噴射されるべき前記液体物質を供給するための１つ以上の液体入口と、噴射された前記液体物質を霧化するためのエアを供給する１つ以上の霧化エア入口とを更に含み、前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御するための前記命令が、前記１つ以上のファンエア入口、液体入口、及び霧化エア入口を介してファンエア、霧化エア、及び前記液体物質が前記スプレーガンアセンブリに対して供給される際のそれぞれの圧力を制御するための命令を更に含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１４】
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅と略一致するように制御するための前記命令が、
前記スプレー領域内の前記対象物体の幅を検出するための命令と、
前記スプレーパターンの幅を前記スプレー領域内の前記対象物体の幅に一致させる圧力で、前記１つ以上のファンエアオリフィスに対してファンエアを動的に加えるための命令と
を含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１５】
前記スプレーガンアセンブリが、前記スプレーガンアセンブリからの液体物質の噴出を可能にする或いは防止するべく前記スプレーガンアセンブリ内のバルブニードルを制御するエアを供給するためのシリンダエア入口を更に含み、前記スプレーガンを作動させて前記液体物質のスプレーを噴出するための前記命令が、前記バルブニードルが前記スプレーガンアセンブリから前記液体物質を噴出させることができる十分な圧力で前記シリンダエア入口に対してエアを供給するための命令を含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１６】
前記スプレーガンの動作を停止させて前記液体物質の前記スプレーの噴出を止めるための前記命令が、前記バルブニードルが前記スプレーガンアセンブリからの前記液体物質の噴出を防止できる十分低い圧力で前記シリンダエア入口に対してエアを供給するための命令を含む、請求項１５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
制御されたスプレー動作を行なうための前記命令が、前記対象物体の動く方向と平行な面内で前記スプレーガンアセンブリの位置を制御するための命令を更に含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
前記対象物体の少なくとも一部が前記スプレー領域に入る時期を検出するための前記命令が、電気光学センサによって前記対象物体の位置を読み取るための命令を更に含む、請求項１０に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
スプレーガンから液体材料を非矩形状物体に噴射する方法であって、
対象経路に沿って第１の方向でスプレー領域へと前記物体を搬送するステップと、
スプレーパターンを突出させるように配置されるスプレーガンを前記スプレー領域に設けるステップであって、前記スプレーガンが、前記第１の方向と垂直な第２の方向で前記スプレーパターンを可変的に煽るように制御可能なステップと、
前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と平行な面内で前記物体の寸法にほぼ制限されるパターンで前記スプレーガンから前記液体材料を搬送された前記物体上に噴射するために、前記スプレーパターンを動的に煽るステップと
を備える方法。
【請求項２０】
前記スプレーガンが、ファンエア入力と、霧化エア入力と、液体材料入力とを備え、前記スプレーパターンを動的に煽る前記ステップが、前記ファンエア入力、前記霧化エア入力、前記液体材料入力に対してファンエア、霧化エア、液体材料が供給される際の圧力を動的に変える工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
処理方向に対して垂直な方向で横方向幅が変化する相対的に移動可能な非矩形状製品を処理するのに用いるための噴射システムであって、
少なくとも１つのスプレーノズルアセンブリと、噴霧されるべき前記製品を支持するための支持要素とを備え、
前記スプレーノズルアセンブリ及び前記支持要素が前記処理方向に相対的に並進移動するように配置され、前記スプレーノズルアセンブリが、液体供給源から加圧液体を受けてこれを噴霧されるべき前記製品へと方向付ける液体入口と、前記加圧液体の噴射及び方向付けを容易にするために加圧エア供給源から加圧エアを受ける少なくとも１つの加圧エア入口とを有し、
前記製品の外周を超えるかなり過剰な噴射を伴うことなく、前記処理方向と垂直な方向で前記スプレーノズルアセンブリから放出する前記スプレーの前記横方向幅が前記製品の一部の噴射されるべき部分の前記横方向幅と一致するように、前記スプレーノズルアセンブリへの加圧液体及びエアの供給を制御するためのプログラマブル制御装置を備えている、噴射システム。
【請求項２２】
前記プログラマブル制御装置が、噴霧されるべき前記製品の前記横方向幅の違いにかかわらず噴射材料の略均一なコーティングが噴霧されるべき前記物品に対して塗布されるように前記液体供給及び加圧エア供給を制御するようになっている請求項２１に記載の噴射システム。
【請求項２３】
前記スプレーノズルアセンブリが、噴射される前記液体の霧化を容易にする加圧エアを受けるための加圧霧化エア入口と、前記製品の前記処理方向に対して垂直に向けられた平坦なスプレーパネルへ放出する前記スプレーを煽るための加圧エアを受けるファンエア入口とを含み、前記プログラマブル制御装置が、前記霧化エア入口及び前記ファンエア入口への前記加圧エア供給を制御するようになっている請求項２１に記載の噴射システム。
【請求項２４】
互いに横方向に並ぶ関係を成して装着される複数の前記スプレーノズルアセンブリを含み、各スプレーノズルアセンブリが、噴霧されるべき製品の対応する列に噴射し、前記プログラマブル制御装置が、前記各スプレーノズルアセンブリに対する前記加圧液体及びエアの供給を制御するようになっている請求項２１に記載の噴射システム。
【請求項２５】
噴霧されるべき前記製品が、前記スプレーノズルの下側で処理方向に移動できるコンベア上で搬送される請求項２１に記載の噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]本発明は、一般に噴射システムに関し、特に、非矩形状物体及び／又は噴射装置が互いに一方向に並進される間に非矩形状物体に噴射するための方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]スプレーガン又は同様のスプレーノズルアセンブリを利用する噴射システムは、今日、工業環境において多種多様な用途を有している。スプレーガンは、液体材料をまき散らして例えば一領域又は物体を噴射材料の粒子で覆うために非常に頻繁に使用される。そのような噴射システムの１つの特定の用途は、パッケージ食品又は他の食品の生成である。例えば、穀物製品は、甘味料、添加物、補給剤などを穀物製品にコーティングするスプレーガンの配列を通過する移動ベルト上で搬送されても良い。そのようなシステムは、多くの場合、食品の個々の単位をコーティングするための手動又は自動のブラッシング装置或いは他のコーティング装置等のより対象を絞った塗布システムよりも実用的である。
【０００３】
[0003]しかしながら、その正に本質により、噴射は、より対象を絞った方法よりも方向があまり規定されず、そのため、コーティングプロセスのための手作業を回避することにより得られる経済性は、噴射材料の消耗によって相殺され或いは最小限に抑えられる可能性がある。これは、かなりの量の噴射材料が、コーティングされるようになっている製品上ではなく、コンベアベルト上、支持体上、又は、他の製造要素上で終わってしまう場合があるという事実に起因している。また、この過剰スプレーは、一般に、手作業によって製造環境から除去されなければならず、それにより、更なるコストがかかる。更に、そのような清掃は、多くの場合、清掃が行なわれる間、製造ラインの一時的な停止を伴い、そのため、生産性が損なわれる。
【０００４】
[0004]そのため、過剰スプレーが最小限に抑えられ、したがって、このタイプの材料供給技術によって得られる経済性が最大になる噴射システムが必要とされる。
【発明の目的及び概要】
【０００５】
[0005]本発明の目的は、過剰スプレーを最小限に抑えつつ非矩形状又は他の不規則な形状の物体に噴射する噴射システムを提供することにある。
【０００６】
[0006]他の目的は、材料の無駄を最小限に抑えつつスプレーコーティングによって与えられる経済性を最大にするためにスプレーガンノズルシステムが使用される製造システムを提供することである。
【０００７】
[0007]本発明の更に他の目的は、かなりの過剰噴射を伴うことなく選択的に移動する非矩形状物体へパターンが集中されるようにスプレーガン又はノズルのスプレーパターンを動的に変えるための方法を使用するコンピュータ可読媒体及び方法を提供することである。
【０００８】
[0008]本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明を読んで図面を参照すれば明らかになる。
【０００９】
[0021]本発明は様々な変更及び代替的な構成が可能であるが、本発明の特定の例示的実施形態が図面に示されており、以下、この実施形態について詳しく説明する。しかしながら、本発明を開示された特定の形態に限定しようとする意図がないことは言うまでもなく、それどころか、本発明は、本発明の思想及び範囲内に入る全ての変形例、代替的構成及び等価物を網羅するものである。
【発明の詳細な説明】
【００１０】
[0022]ここで、特に図面を参照すると、本発明に係る例示的な噴射システム１０が示されている。この場合、噴射システム１０は横方向に離間された複数のスプレーガン１１を備えており、これらのスプレーガン１１は、コンベアベルト１４上に横方向に離間された列を成して配置される丸いピザ等の非矩形の製品１２に対して、コンベアベルト１４が円形製品１２をスプレーガン１１の真下に通過させる際にコーティング剤を方向付ける。この場合、スプレーガン１１はそれぞれ、通過する製品１２へと放出スプレーを下方に方向付けるべく向けられて共通のヘッダ１５上に支持されている。図１に示されるように、また、以下で明らかとなるように、スプレーガン１１のための流体供給ライン１８〜２１は、ヘッダ１５内に長手方向で形成されたマニホールド通路に接続されて連通されるとともに、対応する流体供給源に連通している。特定のスプレー用途に応じてスプレーガン１１の数を変えても良いことは言うまでもない。
【００１１】
[0023]スプレーガン１１は、本発明と同じ譲受人に対して譲渡され且つその開示内容が参照することにより本願に組み入れられる米国特許第６，７７６，３６０号に示される外部混合エア噴霧スプレーノズルアセンブリなどの公知のタイプのものであっても良い。図４に最も良く示されるように、図示のスプレーガン１１はそれぞれ本体又はハウジング２５を含んでおり、この場合、ハウジング２５は、ネジ込み保持リング２６によって互いに結合された前側及び後側ハウジング部２５ａ、２５ｂと、後側本体部２５ｂと螺合可能に係合できる後側ハウジングキャップ２８と、ノズル本体２５の下流側端部のノズルアセンブリ３０とを備えており、ノズルアセンブリ３０は、スプレーチップ又はノズル挿入体３１と、スプレーチップ３１に対してこれを上側から覆って取り囲む関係を成して装着され且つ保持ナット３４によってノズル本体上に保持されたエアキャップ３２とを含んでいる。図示のノズル本体２５は、液体入口ポート３５と、シリンダエア入口ポート３６と、霧化エア入口ポート３８と、ファンエア入口ポート３９とを有している。液体は、それぞれの液体供給ライン１８（図１）から入口ポート３５に対して供給されて、スプレーチップ３１内の中央長手方向通路４１に通じ、スプレーチップ３１の前方に延びる鼻部４５によって形成される液体放出オリフィス４４（図５）を通り抜ける。
【００１２】
[0024]スプレーガン１１からの液体の放出を制御するために、バルブニードル４８は、ハウジング本体２５を貫通して同軸に延びており、スプレーチップ通路４１の下流側テーパ入口部と当接係合するバルブ閉位置と非当接バルブ開位置との間で往復移動できる。この場合、バルブニードル４８は、テーパ座部と、軸方向に延びる追出鼻部４９とを有しており、追出鼻部４９は、使用中に通路の流れが停滞しないように維持するべく閉位置にあるとき（図４）に放出オリフィス４４内を貫通して位置することができる。
【００１３】
[0025]バルブニードル４８を動作させるため、ピストン５０がニードル４８の上流側端部に装着されており、ニードル４８の上流側端部は、ピストン５０と上流側ハウジングキャップ２８との間に介挿された圧縮スプリング５２によってバルブ閉方向へと付勢されている。ピストン５０は、ハウジング本体２５内の円筒孔５５とシール係合する環状シールリング５４を支持している。圧縮スプリング５２は、ピストン５０、したがってバルブニードル４８を、図４に示される完全当接位置すなわちバルブ閉位置に向けて前方へ付勢している。バルブニードル４８は、加圧エア供給ライン１９（図１）からシリンダエア入力ポート３６へと選択的に方向付けられてハウジング本体２５を通じてピストン５０の下流側のエアチャンバ５８に通じる加圧エア（以下、“シリンダエア”という）により、スプリング５２の力に抗して反対方向（図４の左側方向）に軸方向移動することができる。
【００１４】
[0026]スプレーチップ３１から放出する液体を霧化するため、スプレーチップ鼻部４５及びエアキャップ３２の中央オリフィスは、スプレーチップ３１とエアキャップ３２との間に形成された環状エア通路６２及び傾斜した霧化エア通路６１に連通する環状霧化エア放出オリフィス６０を形成しており、また、環状エア通路６２は、霧化エア供給ライン２０によってヘッダに接続された霧化エア入口ポート３８とノズル本体２５を介して連通している。環状放出オリフィス６０を通じて方向付けられる加圧エアは、放出液体流ストリームとの相互作用のために液体放出オリフィス４４の外側に通じている。
【００１５】
[0027]放出液体スプレーを平坦なファンスプレーパターンへと形成して方向付けることにより移動製品１２に対してより幅広く横方向に塗布するため、各スプレーガン１１は、液体スプレーの両側に加圧エア（すなわち、“ファンエア”）を衝突させるようになっている。図示の実施形態において、加圧エアは、加圧エア供給ラインからスプレーガン１１のファンエア入口ポート３９に通じており、これにより、エアキャップ３２の上流側端部に隣接する環状チャンバ６４とノズル本体２５を介して連通している。環状チャンバ６４は、加圧エアを一対の長手方向通路６５へと通じさせ、これらの長手方向通路６５は対向する傾斜放出通路６６で終端しており、傾斜放出通路６６は、製品が方向付けられる製品の移動方向と直交する比較的平坦な狭いスプレーパターンへと液体スプレーを広げるために加圧エア流６６ａを鋭角で放出液体スプレーの両側に方向付ける。
【００１６】
[0028]本発明の重要な態様においては、スプレーガンを通過して運ばれる非矩形状の製品の形状に従ってスプレーガンにより引き起こされる散布パターンを動的に変化させるために制御システムが設けられる。特に、パターン変化は、噴霧される非矩形製品の形状及び並進速度に関係している。このようにして、スプレーパターンが対象物体に対して集中され、それにより、非矩形物体の従来の噴射に関連する無駄及び散乱が最小限に抑えられる。図示の実施形態では、スプレーガンがスプレーパターンを放出する態様が動的に変化されることにより、図２Ａ〜２Ｃに示されるように製品被覆率を確保しつつ、損失及び散乱が減少される。製品１２がスプレーガン１１の真下を通過し始める位置へとコンベアベルト１４が製品１２を運ぶ際には、例えばコンベアベルトに隣接して配置されたセンサ６８による対象製品１２の検出によってスプレーガンが作動される。センサ出力は、以下で明らかになるように、噴射動作を制御するための制御ステーション又はコンピュータに接続される。スプレーガン動作の作動時には、製品１２のそのポイントでの狭い幅を十分にカバーし得るだけの幅のスプレーパターン７０がスプレーガンから放出される。製品１２がスプレーガン１１の真下を通過する際、スプレーパターン７０は、コンベアベルトをかなり過剰に噴射してコーティングすることなく製品１２の被覆率を確保するように漸次的に変化される。
【００１７】
[0029]したがって、図２Ｂに示されるように製品１２の最も幅のあるポイントがスプレーガン１１の真下を通過する際には、スプレーパターン７０の幅が、製品１２のそのポイントでの最大幅とほぼ一致するように増大される。また、以下で明らかとなるように、全体のスプレー流は、幅のある領域の被覆密度が狭い領域の被覆密度と同様になるように、スプレー幅に応じて増大される。図３Ｃに示されるように製品１２がスプレーガン１１の下側をほぼ完全に通過した状態で、スプレーパターン７０は、スプレーガンの下側の製品１２のそのポイントでの幅と一致する幅へと漸次的に狭くなる。コーティングされる製品１２に対応するようにスプレーガン１１のスプレーパターンをこのようにして動的に変えることにより、製品の適切なスプレー被覆を可能にしつつ、過剰なスプレーによって引き起こされる無駄及び非効率さの両方を最小限に抑えることができるため、噴射が効率的となることは言うまでもない。
【００１８】
[0030]本発明を実行するため、制御システムは、スプレーガンへの液体、シリンダエア、霧化エア及びファンエアの供給を制御するための流体供給制御装置７１を含んでいる。図８に示される図示の流体制御装置は、エア供給遮断弁７６と圧力インジケータ（又はゲージ）７７とエアフィルタ７４とを介して、加圧エア供給源７５に接続されている。エア供給源７５からの加圧エアは、エア供給遮断弁７６から、例えば圧力チューブを介してシステム内に入り、それにより、霧化エア圧力、ファンエア圧力、シリンダエア圧力（スプレーガンのニードルバルブをＯＮ／ＯＦＦするための圧力）、加圧液体を解放するためのエアがスプレーガンに対して供給される。特に、エア供給遮断弁７６からのエアは、３つの主要な入力と出力とを有する比例霧化エアレギュレータ７９によって制御されるバルブ７８に連通される。比例霧化エアレギュレータ７９は、入口８０を介して圧力ライン内の圧力を検出するとともに、設定信号入力８２にしたがってライン圧力を制御する。バルブ７８からの加圧エアは、この例ではヘッダマニホールド通路及び入口ライン２０を介して、スプレーガンの噴霧入口ポート３８へ供給される。
【００１９】
[0031]エア供給源７５からの加圧エアは、この例では、スプレーガン１１へのファンエアも形成する。特に、バルブ７６からの供給エアは、比例ファンエアレギュレータ８５によって制御されるバルブ８４へと供給される。比例ファンエアレギュレータ８５は、入力８７で検出されたエア圧力に基づき、入力８６で受けられた設定信号にしたがって、出力８７ａを介してバルブ８４を制御する。バルブ８４からの加圧エアは、ヘッダマニホールド通路及び入口ライン２１を介して、スプレーガンのファンエア入口ポート３９へ供給される。
【００２０】
[0032]また、エア供給源７５からのエアは、スプレーガン１１のバルブニードル４８を開閉するための供給エアも更に形成する。特に、バルブ７６からのエアは、シリンダエアを選択的にＯＮ／ＯＦＦするように動作できるソレノイド制御される遮断弁８９に連通されるスプレーガンシリンダエアのためのエア圧力を事前設定するために使用される手動エア圧レギュレータ８８に対して供給される（例えば、シリンダエアがＯＮのとき）。閉止弁８９からの加圧エアは、手動遮断弁９０を通じて、マニホールド通路及びシリンダエア入口ライン１９により、スプレーガン１１のシリンダエア入口ポート３６へと連通させることができる。
【００２１】
[0033]最後に、エア供給源７５からのエアは、スプレーガン１１に対する加圧液体の供給を制御するための供給エアも形成する。特に、エア供給源７５からのエアは、液体圧用比例エアレギュレータ９２によって調整されるバルブ９１に対して供給される。液体圧用比例エアレギュレータ９２は、入口９３ａを介してバルブ９１以降のエア圧を検出するとともに、入口９４を介して受けられた設定信号にしたがって出口９３を介してバルブ９１を制御する。また、バルブ９１を通過するエアは圧力調整弁９５を制御する。圧力調整弁９５は、加圧液体供給源からのヘッダマニホールド液体流通路及び液体供給ライン１８を介したスプレーガンの液体入口ポート３５に通じる加圧液体の流れを制御する。
【００２２】
[0034]本発明においては、噴霧される製品の特定の形状にしたがってスプレーガンのスプレーパターンを変えるためにコンピュータ可読媒体が設けられる。スプレーガンのスプレーパターンを動的に制御するための例示的なプロセスが図９に示されるタイミング図及び図１０に示されるフローチャートに描かれている。フローチャート１５０のステップ１５１に示されるように、液体制御弁９５は、スプレーガン１１へ供給されるべき液体における既定圧力を形成するように設定される。ステップ１５２において、プロセスは、開始信号を待ち、すなわち、対象物体が検出されるのを待つ。開始信号は、タイミング図９８のトリガ信号９７すなわち方形パルスとして図９に示されている。開始信号が受けられると、プロセスがステップ１５３へと移行し、ここで、トリガ信号９７の立ち上がりからの遅延時間Ｔｄがカウントされる。時間Ｔｄにわたって待った後、プロセスはパラレルステップ１５４ａ、１５４ｂへと移行する。ステップ１５４ａでは、ファンエア制御弁８４がタイミング図９９に示されるように既定開始値Ｐｆｌに設定される。同時に、霧化エア制御弁７８は、タイミング図１００に示されるように、既定開始値Ｐａｌに設定される。
【００２３】
[0035]ステップ１５５における他の遅延時間Ｔａの満了後、プロセスはパラレルステップ１５６ａ〜１５ｄへと移行する。ステップ１５６ａでは、所定の圧力曲線１０１にしたがってファンエアを期間Ｔｓにわたって供給するためにファンエア制御弁８４が制御される。ほぼ円形の対象物体においては、曲線１０１が図示のようにほぼ半円である。ファンエア圧力が大きくなればなるほど、スプレーガンのスプレーパターンも幅広くなる。同時に、ステップ１５６ｂでは、所定の圧力曲線１０２にしたがって霧化エアを同じ期間Ｔｓにわたって供給するために霧化エア制御弁７８が制御される。パラレルステップ１５６ｃでは、所定の圧力曲線１０３にしたがって液体を同じ期間Ｔｓにわたって供給するために液体制御弁９５が制御される。最後に、同時に、パラレルステップ１５６ｄでは、同じ期間Ｔｓにわたってシリンダエアバルブ８９が開放され、それにより、その期間にわたってスプレーガンのバルブニードルが開放される。この時点まで実行されるステップの結果がスプレーパターンであり、スプレーパターンの度合いは主に曲線１０１によって規定され、スプレーパターンの密度は主に曲線１０３によって規定され、スプレーパターンの均一性は主に曲線１０１、１０３に対する曲線１０２の関係によって規定される。例えば、液体圧力曲線１０３は、曲線１０１に類似しておらず平坦である場合、液体材料は、動的に変化する領域にわたって略一定の速度で噴射され、それにより、密度が不均一となる。
【００２４】
[0036]スプレー時間Ｔｓ後、プロセスはパラレルステップ１５７ａ〜ｄへと移行する。ステップ１５７ａでは、最終圧力値Ｐｆｅのファンエアを期間Ｔｆにわたって供給するためにファンエア制御弁８４が制御される。同時に、ステップ１５７ｂでは、最終圧力Ｐａｅの霧化エアを同じ期間Ｔｆにわたって供給するために霧化エア制御弁７８が制御される。並行して、ステップ１５７ｃでは、既定圧力の液体を再び供給するために液体制御弁９５が制御される。最後に、ステップ１５６ｄでは、シリンダエアバルブ８９が閉じられ、それにより、スプレーガンのバルブニードルが再び閉じられる。そのとき、Ｔｆが満了し、プロセスがパラレルステップ１５８ａ〜ｄへと移行する。ステップ１５８ａでは、ファンエア制御弁８４が閉じられ、一方、ステップ１５８ｂでは、霧化エア制御弁７８が閉じられる。パラレルステップ１５８ａ〜ｂ後、プロセスは、次の対象物体の到達に伴うトリガ信号を待つためにステップ１５２へ戻る。
【００２５】
[0037]前述したように、移動物体の形状に対応するべくスプレーガンパターンを動的に変えるためのプロセスは、対象物体がスプレーガンの真下に近づいていることを示すトリガ信号に依存していても良い。図示の実施形態において、この検出機能は、ビームブレークセンサ又は差動センサ（対象物体とコンベアベルトとの間の差を検出するためのセンサ）などの電気光学センサによって実行される。しかしながら、検出機能は、トリップレバーなどの任意の従来のセンサ技術によって実行されても良い。
【００２６】
[0038]或いは、噴霧される物体は、コンベアベルト上の一組の所定の場所に配置される。この例において、トリガ信号は、ベルト自体とセンサとの相互作用によって（例えば、コンベアベルト上の一連の穴に隣接して装着されたブレークビームセンサによって）得られても良く、或いは、コンベアベルトの速度及びベルト上の物体の相対的位置に関する知識に基づいて内部で形成することができる。
【００２７】
[0039]前述したように、本発明の図示の実施形態では、多くの所定の圧力曲線を使用して、スプレーガンパターンの動的変化を決定する。或いは、対象物体の形状が動的に検出されるとともに、検出された形状に基づいて流体圧力（例えば、ファン圧力、噴霧圧力、及び、液体圧力）が動的に決定されても良い。電気光学センサが利用されるのが好ましいが、製造環境に応じて、代わりに他のセンサタイプが使用されても良い。これは、変化に富んだ或いは不均一な形状の物体をスプレーコーティングしなければならない場合に特に有用である。
【００２８】
[0040]前述したスプレーガンのスプレーパターンを動的に変えるプロセスが自動化されることが好ましいことは言うまでもない。これは、変数の数及び速度並びにこれらの変数が調整されるべき精度が、それら自体、手動操作に向かないからである。したがって、図１０に示される図示のプロセスは、適したソフトウェアを実行するコンピュータによって実行されることが好ましい。コンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を含む任意の形態のものであっても良い。磁気メモリ、電子メモリ又は光メモリなどのコンピュータ可読媒体上に書き込まれる一連のコンピュータ実行可能命令としてプロセスソフトウェアが具現化されることは言うまでもない。或いは、本明細書で説明したプロセスは、代わりに、適切な入力及び出力を有する論理回路で具現化されても良いが、そのような形態は自由度が低く、一般にあまり望ましくない。
【００２９】
[0041]また、対象物体がスプレーガンのスプレー領域を横切るときに対象物体を噴射液体材料によって実質的に覆うことができるものとして本発明を説明してきたが、スプレーパターンの同じ動的変化は、物体表面のほぼ全てよりも少ない表面を備える対象物体の所定の部分のコーティングに適用できることは言うまでもない。例えば、本発明のシステムは、前述したように単に正しい圧力曲線をスプレーガン入口に適用するだけで、ピザ生地をソースで実質的にコーティングする（例えば、薄いコーティングされていないパイ皮だけを残して）ために使用でき、或いは、クッキーの半分をフロスティングでコーティングするために使用できる。このように、対象物体の被覆の程度又は密度は重要ではなく、また、これらの程度又は密度は、ユーザの好みを満たすために前述した本発明により要求通りに制御できる。ファンエア及び霧化エアを別個の入口を介して個別に供給することにより、結果として得られるスプレーの噴霧パターン及びファンパターンに関してより独立性の高い制御を行なうことができることは言うまでもない。また、図示のシステムは外部混合エア噴霧スプレーガンを使用するが、内部混合エア噴霧スプレーガンを含む他の形態を使用することもできる。加えられる圧力に応じて、例えば、ファンエア及び霧化エアが同じ方法で変えられるかどうかに応じて、単一オリフィススプレーノズルが使用されても良い。本明細書中における用語に関して、スプレーガンは、ガン形状等にかかわらずスプレーノズルアセンブリを全体的に網羅するように意図されている。
【００３０】
[0042]最後に、スプレーガンは一般的に固定されているが、コンベアベルトが移動しているかどうかとは無関係に、１つ以上のスプレーガンがコンベアベルトと平行な面内で走査されても良い。また、図示のシステムはスプレーガンと噴霧される製品との間で１対１の関係を使用しているが、本発明が図示のシステムに限定されないことは言うまでもなく、また、物体の形状及び他の検討材料が影響する場合があるため、複数の製品単位を処理するために単一のガンが使用されても良く、単一の製品単位を処理するために複数のガンが使用されても良いと考えられる。
【００３１】
[0043]以上から分かるように、本発明の噴射システムは、概して、材料の無駄及び後片付けを最小限に抑えつつ非矩形状又は他の不規則な形状の物品をスプレーするようになっている。噴射システムは、コンピュータ可読媒体を利用するとともに、スプレーガン又はノズルからのスプレーパターンを動的に変えて、かなり過剰なスプレーを伴うことなく選択的に移動する非矩形状の物品へとパターンが集中するようにする方法論を利用する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】移動するコンベアベルト上の非矩形物体に噴射するための本発明に係る噴射システムの斜視図である。
【図２Ａ】対象物体が部分的にスプレーガンの下側に位置してスプレーガンへ向けて移動している、図示した噴射システムのスプレーガンのうちの１つの拡大斜視図である。
【図２Ｂ】対象物体がスプレーガンの下側の中間に位置する図２と同様の拡大斜視図である。
【図２Ｃ】対象物体が部分的にスプレーガンの下側に位置してスプレーガンから離れるように移動している、図２Ａ及び図２Ｂと同様の拡大斜視図である。
【図３】図示した噴射システムのスプレーガンのうちの１つの拡大斜視図である。
【図４】図３の線４−４の面で切断された図示のスプレーガンの長手方向拡大断面図である。
【図５】スプレーガンのスプレーノズルアセンブリの部分拡大断面図である。
【図６】図示のスプレーガンのうちの１つ及びその放出するスプレーパターンの側面図である。
【図７】図６の線７−７の面で切断された図示のスプレーガンの正面図である。
【図８】図示のスプレーガンに関連するエア供給源、液体供給源及びコントローラを示す図示の噴射システムのシステム図である。
【図９】噴射システムの動作中のスプレーガンに対するトリガ信号、ファンエア圧力、霧化エア圧力、液体圧力、シリンダエア圧力における波形を示す相関タイミング図の組である。
【図１０】噴射システムの動作中に対象物体の形状に対応するようにスプレーガンのスプレーパターンを動的に変えるプロセスを示すフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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