特許 7169454 塗装機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-01

(45)【発行日】2022-11-10

(54)【発明の名称】塗装機

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20221102BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20221102BHJP

   B05B 12/00 20180101ALI20221102BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20221102BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20221102BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20221102BHJP

   B41J 2/21 20060101ALI20221102BHJP

   B41J 2/17 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B05C5/00 101

B05C11/10

B05B12/00 A

B41J2/18

B41J2/01 307

B41J2/175 501

B41J2/01 401

B41J2/175 119

B41J2/21

B41J2/17 101

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021539717

(86)(22)【出願日】2019-08-09

(86)【国際出願番号】 JP2019031695

(87)【国際公開番号】W WO2021028983

(87)【国際公開日】2021-02-18

【審査請求日】2021-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】505056845

【氏名又は名称】アーベーベー・シュバイツ・アーゲー

【氏名又は名称原語表記】ＡＢＢ Ｓｃｈｗｅｉｚ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｂｒｕｇｇｅｒｓｔｒａｓｓｅ ６６， ５４００ Ｂａｄｅｎ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】ＩＡＴ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ホセ ロドリゲス

(72)【発明者】

【氏名】多和田 孝達

(72)【発明者】

【氏名】山内 邦治

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７２３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０１６２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１９３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０００１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４２６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５８１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５９８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３６４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０６０１５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－２２７５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｃ ５／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

Ｂ４１Ｍ ５／００

５／５０－５／５２

Ｂ０５Ｂ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うインクジェット方式の塗装機において、
先端部にチャック部を有するロボットアームと、
前記チャック部に着脱自在に装着されると共に、前記塗料を吐出するノズルを有するノズルヘッドと、前記ノズルの駆動を制御するノズル制御手段と、前記塗料が前記ノズルヘッド内を循環するヘッド側循環経路とを有すると共に、前記ノズルヘッド、前記ノズル制御手段、および前記ヘッド側循環経路が一体的に設けられていると共に、前記チャック部に対して着脱自在に取り付けられるノズルヘッドユニットと、
少なくとも１つの前記ノズルヘッドユニットを待機状態で保持している待機保持部と、
前記チャック部に装着されている前記ノズルヘッドユニットを前記待機保持部に保持されている前記ノズルヘッドユニットに交換するためのヘッド交換手段と、
を備え、
前記ノズルから吐出される前記塗料を蓄える塗料貯留部が前記ロボットアームに設けられていると共に、
前記ロボットアームには、前記塗料を流通させるアーム側循環経路が設けられていて、
前記アーム側循環経路には、前記塗料貯留部から供給される前記塗料を前記ヘッド側循環経路に向けて前記塗料を供給するアーム側供給経路と、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料が前記ヘッド側循環経路から戻されると共に前記アーム側供給経路に向けて前記塗料を再び供給するアーム側戻り経路とが設けられていて、
前記ロボットアームには、前記アーム側供給経路と前記アーム側戻り流路とを接続して前記塗料を流通させるバイパス流路が設けられている、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項2】

請求項１記載の塗装機であって、
前記ノズルヘッドユニットには、前記ノズルから吐出される前記塗料を蓄える塗料貯留部が設けられていて、
前記塗料貯留部は、前記ヘッド側循環経路に前記塗料を供給可能な状態で接続される、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項3】

請求項２記載の塗装機であって、
前記塗料貯留部は、前記ノズルヘッドユニットに対して一体的な塗料供給タンクであると共に、
前記ヘッド側循環経路は、前記塗料供給タンクとの間で前記塗料を循環させる、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項4】

ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うインクジェット方式の塗装機において、
先端部にチャック部を有するロボットアームと、
前記チャック部に着脱自在に装着されると共に、前記塗料を吐出するノズルを有するノズルヘッドと、前記ノズルの駆動を制御するノズル制御手段と、前記塗料が前記ノズルヘッド内を循環するヘッド側循環経路とを有すると共に、前記ノズルヘッド、前記ノズル制御手段、および前記ヘッド側循環経路が一体的に設けられていると共に、前記チャック部に対して着脱自在に取り付けられるノズルヘッドユニットと、
少なくとも１つの前記ノズルヘッドユニットを待機状態で保持している待機保持部と、
前記チャック部に装着されている前記ノズルヘッドユニットを前記待機保持部に保持されている前記ノズルヘッドユニットに交換するためのヘッド交換手段と、
を備え、
前記ノズルヘッドユニットには、前記ノズルから吐出される前記塗料を蓄える塗料貯留部が設けられていて、
前記塗料貯留部は、前記ヘッド側循環経路に前記塗料を供給可能な状態で接続され、
前記塗料貯留部は、前記ノズルヘッドユニットに対して一体的な塗料供給タンクであると共に、
前記ヘッド側循環経路は、前記塗料供給タンクとの間で前記塗料を循環させ、
前記塗料供給タンクには、前記ヘッド側循環経路の端部が接続されることで、前記ノズルヘッドからの前記塗料が前記塗料供給タンク内に戻され、
前記塗料供給タンク内には、前記塗料を貯留するシリンダと、前記シリンダ内で摺動するピストンとが設けられていて、
前記シリンダ内の前記ピストンを押圧する押出用の押出装置が設けられ、
前記押出装置の作動を制御する供給量制御手段が設けられていて、
前記供給量制御手段は、前記塗料を前記ノズルヘッドに供給する供給量と、前記ノズルヘッドから戻る塗料の戻り量に基づいて、前記ピストンを押し出す押出装置の作動を制御する、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項5】

請求項２記載の塗装機であって、
前記塗料貯留部は、前記塗料を蓄えるカートリッジであると共に、
前記ノズルヘッドには、前記カートリッジを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部が設けられている、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか１項に記載の塗装機であって、
前記塗料貯留部は、前記塗料を蓄えるカートリッジであると共に、
前記ロボットアームには、前記カートリッジを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部が設けられている、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項7】

請求項５または６記載の塗装機であって、
前記カートリッジを待機保持するカートリッジ待機保持部が設けられ、
前記カートリッジ搭載部に搭載されている前記カートリッジを、前記カートリッジ待機保持部に保持されている前記カートリッジに交換させるためのカートリッジ交換手段が設けられている、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項8】

ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うインクジェット方式の塗装機において、
先端部にチャック部を有するロボットアームと、
前記チャック部に着脱自在に装着されると共に、前記塗料を吐出するノズルを有するノズルヘッドと、前記ノズルの駆動を制御するノズル制御手段と、前記塗料が前記ノズルヘッド内を循環するヘッド側循環経路とを有すると共に、前記ノズルヘッド、前記ノズル制御手段、および前記ヘッド側循環経路が一体的に設けられていると共に、前記チャック部に対して着脱自在に取り付けられるノズルヘッドユニットと、
少なくとも１つの前記ノズルヘッドユニットを待機状態で保持している待機保持部と、
前記チャック部に装着されている前記ノズルヘッドユニットを前記待機保持部に保持されている前記ノズルヘッドユニットに交換するためのヘッド交換手段と、
を備え、
色毎の塗料を蓄える塗料貯留部を有すると共に、選択された前記塗料を前記ノズルヘッドに対して供給可能となるように色替えすることが可能な色替弁装置が前記ロボットアームに設けられていると共に、
前記ロボットアームには、前記塗料を流通させるアーム側循環経路が設けられていて、
前記アーム側循環経路には、前記色替弁装置から供給される前記塗料を前記ヘッド側循環経路に向けて前記塗料を供給するアーム側供給経路と、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料が前記ヘッド側循環経路から戻されると共に前記アーム側供給経路に向けて前記塗料を再び供給するアーム側戻り経路とが設けられていて、
前記ロボットアームまたは前記ノズルヘッドユニットには、前記色替弁装置から前記アーム側供給経路を介して前記ヘッド側循環経路に向かう前記塗料の圧力を調整する圧力調整手段と、前記色替弁装置および前記圧力調整手段の作動を制御する本体制御手段と、が設けられていて、
前記本体制御手段での前記色替弁装置および前記圧力調整手段の作動制御に基づいて、前記アーム側供給経路および前記アーム側戻り経路を介して、前記ヘッド側循環経路と前記色替弁装置との間で前記塗料が循環させられる、
ことを特徴とする塗装機。

【請求項9】

請求項８記載の塗装機であって、
前記色替弁装置には、前記ヘッド側循環経路、前記アーム側供給経路および前記アーム側戻り経路内の前記塗料を洗浄すると共に前記本体制御手段によって作動制御されるアーム側洗浄手段が設けられていて、
前記本体制御手段によって前記色替弁装置で現在選択されている種類の前記塗料から異なる種類の前記塗料を新たに選択変更した場合には、前記本体制御手段での制御に基づいて前記アーム側洗浄手段を作動させる、
ことを特徴とする塗装機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装機に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両の塗装ラインにおいては、たとえば特許文献１に示すようなロボットを用いたロボット塗装が主流となっている。このロボット塗装では、多関節ロボットの先端に回転霧化型の塗装ヘッドを取り付けた塗装機（回転霧化型の塗装機）が用いられている。

【0003】

このような回転霧化型の塗装機を用いるのに代えて、たとえば特許文献２に開示のように、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。特許文献１には、ノズル列の各ノズルからインク（塗料）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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第３６４８１３４号公報

【文献】特許第５９７６３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１に開示のような、回転霧化型の塗装機では、噴霧した塗料ミストが、塗装対象の車両以外（たとえば塗装機自身）に付着する等により、塗装機自身が汚染されたり、塗装効率が低下してしまう問題がある。また、塗料自体にロスが生じる他、車両に付着しない塗料を回収するための設備が増大したり、その設備の管理や運転のために余分にコストがかかる等の問題がある。

【0006】

一方、特許文献２に開示のようなインクジェット方式の塗装機では、使用する塗料の種類によっては、塗料中の成分の中に沈降が生じてしまう場合がある、という問題がある。このような沈降は、ノズルの目詰まり等の原因となり、塗装不良の原因となってしまう。また、特許文献２に開示のようなインクジェット方式の塗装機では、ノズルヘッド内の構成が複雑であり、たとえば色替のような使用する塗料の種類を変更する際に、その洗浄に時間がかかる、という問題もある。

【0007】

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、塗料の成分中に沈降が生じるのを抑制すると共に、塗料の種類を変更する際の時間短縮を図ることが可能なインクジェット式の塗装機を提供しよう、とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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、ノズルから塗料を吐出することで塗装を行うインクジェット方式の塗装機において、先端部にチャック部を有するロボットアームと、チャック部に着脱自在に装着されると共に、塗料を吐出するノズルを有するノズルヘッドと、ノズルの駆動を制御するノズル制御手段と、塗料がノズルヘッド内を循環するヘッド側循環経路とを有すると共に、ノズルヘッド、ノズル制御手段、およびヘッド側循環経路が一体的に設けられていると共に、チャック部に対して着脱自在に取り付けられるノズルヘッドヘッドユニットと、少なくとも１つのヘッドユニットを待機状態で保持しているヘッド待機保持部と、チャック部に装着されているノズルヘッドユニットをヘッド待機保持部に保持されているノズルヘッドユニットに交換するためのヘッド交換手段と、を備える、ことを特徴とするインクジェット方式の塗装機が提供される。

【0009】

また、上述の発明において、ノズルヘッドユニットには、ノズルから吐出される塗料を蓄える塗料貯留部が設けられていて、塗料貯留部は、ヘッド側循環経路に塗料を供給可能な状態で接続される、ことが好ましい。

【0010】

また、上述の発明において、塗料貯留部は、ノズルヘッドユニットに対して一体的な塗料供給タンクであると共に、ヘッド側循環経路は、塗料供給タンクとの間で塗料を循環させる、ことが好ましい。

【0011】

また、上述の発明において、塗料供給タンクには、ヘッド側循環経路の端部が接続されることで、ノズルヘッドからの塗料が塗料供給タンク内に戻され、塗料供給タンク内には、塗料を貯留するシリンダと、シリンダ内で摺動するピストンとが設けられていて、シリンダ内のピストンを押圧する押出用の押出装置が設けられ、押出装置の作動を制御する供給量制御手段が設けられていて、供給量制御手段は、塗料を前記ノズルヘッドに供給する供給量と、ノズルヘッドから戻る塗料の戻り量に基づいて、ピストンを押し出す押出装置の作動を制御する、ことが好ましい。

【0012】

また、上述の発明において、塗料貯留部は、塗料を蓄えるカートリッジであると共に、ノズルヘッドには、カートリッジを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部が設けられている、ことが好ましい。

【0013】

また、上述の発明において、ノズルから吐出される塗料を蓄える塗料貯留部がロボットアームに設けられていると共に、ロボットアームには、塗料を流通させるアーム側循環経路が設けられていて、アーム側循環経路には、塗料貯留部から供給される塗料をヘッド側循環経路に向けて塗料を供給するアーム側供給経路と、ノズルから吐出されなかった塗料がヘッド側循環経路から戻されると共にアーム側供給経路に向けて塗料を再び供給するアーム側戻り経路とが設けられている、ことが好ましい。

【0014】

また、上述の発明において、塗料貯留部は、塗料を蓄えるカートリッジであると共に、ロボットアームには、カートリッジを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部が設けられている、ことが好ましい。

【0015】

また、上述の発明において、カートリッジを待機保持するカートリッジ待機保持部が設けられ、カートリッジ搭載部に搭載されているカートリッジを、カートリッジ待機保持部に保持されているカートリッジに交換させるためのカートリッジ交換手段が設けられている、ことが好ましい。

【0016】

また、上述の発明において、色毎の塗料を蓄える塗料貯留部を有すると共に、選択された塗料をノズルヘッドに対して供給可能となるように色替えすることが可能な色替弁装置がロボットアームに設けられていると共に、ロボットアームには、塗料を流通させるアーム側循環経路が設けられていて、アーム側循環経路には、色替弁装置から供給される塗料をヘッド側循環経路に向けて塗料を供給するアーム側供給経路と、ノズルから吐出されなかった塗料がヘッド側循環経路から戻されると共にアーム側供給経路に向けて塗料を再び供給するアーム側戻り経路とが設けられていて、ロボットアームまたはノズルヘッドユニットには、色替弁装置からアーム側供給経路を介してヘッド側循環経路に向かう塗料の圧力を調整する圧力調整手段と、色替弁装置および圧力調整手段の作動を制御する本体制御手段と、が設けられていて、本体制御手段での色替弁装置および圧力調整手段の作動制御に基づいて、アーム側供給経路およびアーム側戻り経路を介して、ヘッド側循環経路と色替弁装置との間で前記塗料が循環させられる、ことが好ましい。

【0017】

また、上述の発明において、色替弁装置には、ヘッド側循環経路、アーム側供給経路およびアーム側戻り経路内の塗料を洗浄すると共に本体制御手段によって作動制御されるアーム側洗浄手段が設けられていて、本体制御手段によって色替弁装置で現在選択されている種類の塗料から異なる種類の塗料を新たに選択変更した場合には、本体制御手段での制御に基づいてアーム側洗浄手段を作動させる、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によると、塗料の成分中に沈降が生じるのを抑制することが可能なインクジェット式の塗装機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】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2】図１に示すインクジェット式の塗装機において、第２回動アームからノズルヘッドユニットまでの構成を示す側面図である。

【図3】図１に示すインクジェット式の塗装機において、ノズルヘッドユニットおよびチャック部の構成を示す斜視図である。

【図4】図１に示すインクジェット式の塗装機において、ノズルヘッドユニットとチャック部の分解斜視図である。

【図5】図１に示すインクジェット式の塗装機において、アーム側係止部とヘッド側係止部の構成の詳細を示すと共に、アーム側係止部とヘッド側係止部とがチャックされる前の状態を示す側断面図である。

【図6】図５に示す状態から、アーム側係止部とヘッド側係止部とがチャックされた状態を示す側断面図である。

【図7】図１に示すインクジェット式の塗装機において、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8】図１に示すインクジェット式の塗装機において、ノズルヘッドを千鳥状に配置した状態を示す図である。

【図9】図１に示すインクジェット式の塗装機において、各ノズルへ塗料を供給する概略的な構成について示す図である。

【図10】図１に示すインクジェット式の塗装機において、列方向供給流路、ノズル加圧室および列方向排出流路付近の構成を示す断面図である。

【図11】図１０に示す、列方向供給流路、ノズル加圧室および列方向排出流路付近の構成の変形例を示す断面図である。

【図12】図１に示すインクジェット式の塗装機において、ヘッド側循環経路付近の概略的な構成を示す図である。

【図13】本発明の第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機において、第２回動アームからノズルヘッドユニットまでの構成を示す側面図である。

【図14】図１３に示すインクジェット式の塗装機において、ヘッド側循環経路の概略的な構成を示す図である。

【図15】本発明の第３の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機において、第２回動アームからノズルヘッドユニットまでの構成を示す側面図である。

【図16】図１５に示すインクジェット式の塗装機において、ヘッド側循環経路、アーム側循環経路および色替弁装置の概略的な構成を示す図である。

【図17】本発明の第４の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機において、第２回動アームからノズルヘッドユニットまでの構成を示す側面図である。

【図18】図１７に示すインクジェット式の塗装機において、ヘッド側循環経路、アーム側循環経路および色替弁装置の概略的な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の各実施の形態に係るインクジェット式の塗装機および塗装方法について、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態のインクジェット式の塗装機および塗装方法は、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、塗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。また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機および塗装方法では、上述した塗膜を形成するのみならず、各種のデザインや画像を、車両や車両部品といった塗装対象物に対して形成することが可能である。

【0021】

［第１の実施の形態について］
（１－１．インクジェット式の塗装機の全体構成について）
最初に、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について説明する。図１は、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１０の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット式の塗装機１０は、塗装装置本体２０と、ノズルヘッドユニット５０とを備えている。また、塗装システム１は、インクジェット式の塗装機１０と、ステーション部２００と、全体制御部１２０と、を主要な構成要素を備えている。ただし、塗装システム１を広義のインクジェット式の塗装機としても良い。この場合には、インクジェット式の塗装機１０は、ステーション部２００と、全体制御部１２０とを備える。しかしながら、上記のように塗装システム１からステーション部２００と全体制御部１２０等を除いたものを狭義のインクジェット式の塗装機１０としても良い。

【0022】

（１－２．塗装装置本体について）
塗装装置本体２０は、基台２１と、脚部２２と、回転アーム２３と、第１回動アーム２４と、第２回動アーム２５と、リスト部２６と、チャック部３０と、ノズルヘッドユニット５０とを有している。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。

【0023】

また、脚部２２の上端には、回転軸部２２ａが設けられている。この回転軸部２２ａには、回転アーム２３が回転自在な状態で取り付けられている。また、回転アーム２３は、モータの駆動により回転させられるが、そのようなモータとしては、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、インクジェット式の塗装機１０が防爆エリアに設置されると共に電気モータを用いる場合には、回転軸部２２ａのハウジング２２ａ１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。しかしながら、インクジェット式の塗装機１０が防爆エリア以外の場所に設置される場合には、上記のような防爆対策を講じなくて良い。

【0024】

また、回転軸部２２ａには、第１回動アーム２４の一端側が揺動自在な状態で取り付けられている。なお、第１回動アーム２４を揺動させるモータは、回転アーム２３のハウジング２３ａ内に収納されている。

【0025】

図２は、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０において、第２回動アーム２５からノズルヘッドユニット５０までの構成を示す側面図である。図１および図２に示すように、第１回動アーム２４の他端側には、第２回動アーム２５の一端側が揺動自在な状態で取り付けられている。なお、第２回動アーム２５の一端側には、ハウジング２５ａが設けられていて、そのハウジング２５ａには第２回動アーム２５を揺動させるモータが収納されている。

【0026】

この第２回動アーム２５の他端側には、リスト部２６が取り付けられている。リスト部２６は、複数（たとえば３つ）の異なる向きの回転軸を中心に、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、回転軸の個数は、２つ以上であれば幾つでも良い。

【0027】

なお、回転軸部２２ａ、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５、リスト部２６は、ロボットアームに対応する。しかしながら、ロボットアームは、これら回転軸部２２ａ、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５、リスト部２６のうち少なくとも１つが存在しなくても良く、これら以外の別途の構成を付加しても良い。

【0028】

また、本実施の形態におけるインクジェット式の塗装機１０では、ノズルヘッドユニット５０には、塗料供給タンク７３が一体的に固定されている。したがって、塗料供給タンク７３には、後述するような供給路７１および戻り経路７２が連通している。なお、塗料供給タンク７３は、塗料貯留部に対応する。

【0029】

なお、ノズルヘッドユニット５０に１つの種類のみの塗料供給タンク７３が固定されている場合においては、同じ種類の塗料供給タンク７３が複数固定されるようにしても良い。また、ノズルヘッドユニット５０には、１つの種類の塗料供給タンク７３のみならず、複数の種類の塗料供給タンク７３が固定されているようにしても良い。たとえば、特定の色の塗料を貯留している塗料供給タンク７３と共に、メンテナンス用の液体を蓄えるタンクがノズルヘッドユニット５０に固定された構成を採用しても良い。そのようなメンテナンス用の液体としては、塗料を吐出しない状態が長い場合に、塗料に混合させることで塗料の粘度を低下させる液体や、ヘッド側循環経路７０内での異物の堆積を防止するための洗浄液等があげられる。なお、ヘッド側循環経路７０付近の詳細については、後述する。

【0030】

（１－３．チャック部について）
図３は、ノズルヘッドユニット５０およびチャック部３０の構成を示す斜視図である。図４は、ノズルヘッドユニット５０とチャック部３０の分解斜視図である。上述したリスト部２６とノズルヘッドユニット５０の間には、チャック部３０が配置されている。チャック部３０は、アーム側係止部３１と、ヘッド側係止部４１とを備えている。アーム側係止部３１は、リスト部２６に固定されている。また、ヘッド側係止部４１は、ノズルヘッドユニット５０に固定されている。そして、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１とがチャックされることで、ノズルヘッドユニット５０がリスト部２６に取り付けられる。

【0031】

図５は、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１の構成の詳細を示すと共に、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１とがチャックされる前の状態を示す側断面図である。また、図６は、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１の構成の詳細を示すと共に、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１とがチャックされた状態を示す側断面図である。

【0032】

図５および図６に示すように、アーム側係止部３１の係止本体部３２（以下、下側とする。）からは、位置決めピン３３が突出している。一方、ヘッド側係止部４１の係止本体部４２には、位置決めピン３３が挿入される位置決め孔部４３が設けられている。したがって、位置決め孔部４３に位置決めピン３３が挿入されることで、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１の位置決めがなされる。なお、位置決めピン３３と位置決め孔部４３のセットは、２つ以上設けられることが好ましい。

【0033】

また、係止本体部３２には、孔状のピストン挿通部３４が設けられていて、そのピストン挿通部３４にはカム用ピストン体３５が挿通されている。このカム用ピストン体３５には、ピストン挿通部３４の内壁面に摺動するピストン部３５ａが設けられていて、さらにピストン部３５ａには軸方向に延伸する作動ピン部３５ｂ設けられている。作動ピン部３５ｂのうち、ピストン部３５ａから離間した下側からは、カム押圧部３５ｃが径方向に突出していて、このカム押圧部３５ｃが後述するロックカム３７を押圧する。なお、カム用ピストン体３５は、不図示の駆動源（モータやエアシリンダ）によって駆動させられる。

【0034】

また、係止本体部３２の下側からは、支持突部３６が突出している。支持突部３６は、たとえば一対の板状部材が対向することで構成されている。この支持突部３６には、軸部３７ａを介してロックカム３７が回動自在に取り付けられている。

【0035】

ロックカム３７は、作動ピン部３５ｂを挟んで一対設けられている。このロックカム３７のピストン部３５ａ側には、干渉部３７ｂが設けられている。干渉部３７ｂは、後述する係止ピン４５に衝突する部分であり、その衝突によってアーム側係止部３１がヘッド側係止部４１から離れないチャック状態となる。また、ロックカム３７には、内径突出部３７ｃも設けられている。内径突出部３７ｃは、ロックカム３７のヘッド側係止部４１側において、内径側（作動ピン部３５ｂ側）に突出している部分である。なお、ロックカム３７には、不図示のバネによって、干渉部３７ｂが内径側（作動ピン部３５ｂ側）に向かうような付勢力が与えられている。

【0036】

このような構成のカム用ピストン体３５、支持突部３６およびロックカム３７を備える構成では、カム用ピストン体３５が下側に移動すると、カム押圧部３５ｃが内径突出部３７ｃ側を押圧することで、図５に示すように作動ピン部３５ｂが内径側に収納される。一方、カム用ピストン体３５がヘッド側係止部４１から離れる側（以下、上側とする。）に移動すると、カム押圧部３５ｃが内径突出部３７ｃを押圧する状態が解除される。したがって、不図示のバネの付勢力によって、干渉部３７ｂが外径側に向かうようにロックカム３７が回動する。

【0037】

また、ヘッド側係止部４１には、上述した係止本体部４２、位置決め孔部４３以外に、支持突部３６が挿入されるカム用孔部４４が設けられている。また、カム用孔部４４に面する部位には、係止ピン４５が設けられている。係止ピン４５は、ロックカム３７の干渉部３７ｂが外径側に向かうように回動した際に、干渉部３７ｂと当接（干渉）する部分である。このため、図６に示すように、カム用ピストン体３５が上側に移動すると、干渉部３７ｂと係止ピン４５とが干渉したチャック状態となる。一方、カム用ピストン体３５が下側に移動すると、干渉部３７ｂが内径側（作動ピン部３５ｂ側）に移動するため、干渉部３７ｂと係止ピン４５との干渉が解かれたチャック解除状態となる。

【0038】

（１－４．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２６には、チャック部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２から図４に示すように、ノズルヘッドユニット５０は、ヘッドカバー５１を備え、そのヘッドカバー５１内に、種々の構成が内蔵されている。なお、ヘッドカバー５１に内蔵される構成には、後述するヘッド側循環経路７０や、ノズル制御部１１０等が挙げられる。

【0039】

図７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７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には、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、図８に示すように、複数のノズルヘッド５３を位置合わせしつつ千鳥状に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。

【0040】

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。以下、各ノズル５４への塗料の供給流路について説明する。

【0041】

図９は、各ノズル５４へ塗料を供給する概略的な構成について示す図である。図１０は、列方向供給流路５８、ノズル加圧室５９および列方向排出流路６０付近の構成を示す断面図である。図９および図１０に示すように、ノズルヘッド５３は、供給側大流路５７と、列方向供給流路５８と、ノズル加圧室５９と、列方向排出流路６０と、排出側大流路６１とを備えている。供給側大流路５７は、後述するヘッド側循環経路７０の供給路７１から塗料が供給される流路である。また、列方向供給流路５８は、供給側大流路５７内の塗料が、分流される流路である。

【0042】

また、ノズル加圧室５９は、列方向供給流路５８とノズル供給流路５９ａを介して接続されている。それにより、ノズル加圧室５９には、列方向供給流路５８から塗料が供給される。このノズル加圧室５９は、ノズル５４の個数に対応して設けられていて、内部の塗料を後述する駆動素子を用いてノズル５４から吐出させることができる。

【0043】

また、ノズル加圧室５９は、ノズル排出流路５９ｂを介して列方向排出流路６０と接続されている。したがって、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９内からノズル排出流路５９ｂを介して、列方向排出流路６０へと排出される。また、列方向排出流路６０は、排出側大流路６１と接続されている。排出側大流路６１は、それぞれの列方向排出流路６０から、排出された塗料が合流する流路である。この排出側大流路６１は、ヘッド側循環経路７０の戻り経路７２と接続されている。

【0044】

このような構成により、ヘッド側循環経路７０の供給路７１から供給された塗料は、供給側大流路５７、列方向供給流路５８、ノズル供給流路５９ａおよびノズル加圧室５９を経て、ノズル５４から吐出される。また、ノズル５４から吐出されなかった塗料は、ノズル加圧室５９からノズル排出流路５９ｂ、列方向排出流路６０および排出側大流路６１を経て、ヘッド側循環経路７０の戻り経路７２へと戻される。

【0045】

なお、図９に示す構成では、１本の列方向供給流路５８には、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されている。しかしながら、１本の列方向供給流路５８に、複数本（たとえば２本）の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。また、複数本の列方向供給流路５８に、１本の列方向排出流路６０が対応するように配置されていても良い。

【0046】

また、図１０に示すように、ノズル加圧室５９の天面（ノズル５４とは反対側の面）には、圧電基板６２が配置されている。この圧電基板６２は、圧電体である２枚の圧電セラミック層６３ａ，６３ｂを備え、さらに共通電極６４と、個別電極６５とを備えている。圧電セラミック層６３ａ，６３ｂ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６３ａ，６３ｂ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。

【0047】

また、図１０に示すように、共通電極６４は、圧電セラミック層６３ａと圧電セラミック層６３ｂの間に配置されている。また、圧電基板６２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６４と共通電極用表面電極とは、圧電セラミック層６３ａ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６５は、上記のノズル加圧室５９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６３ａのうち、共通電極６４と個別電極６５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６５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６３ａが歪む。このため、所定の駆動信号を個別電極６５に印加すると、ノズル加圧室５９の体積を減少させるように圧電セラミック層６３ｂが相対的に変動し、それによって塗料が吐出される。

【0048】

なお、図１０に示す構成では、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の天面に配置されているが、このような構成には限られない。たとえば、図１１に示すように、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の側面に配置される構成を採用しても良く、その他、塗料をノズル５４から良好に吐出可能であれば、どのような構成を採用しても良い。

【0049】

（１－５．ヘッド側循環経路について）
次に、ノズルヘッドユニット５０におけるヘッド側循環経路７０付近の構成について説明する。図１２は、ヘッド側循環経路７０付近の概略的な構成を示す図である。図１２に示すように、ノズルヘッドユニット５０には、ヘッド側循環経路７０が設けられている。このヘッド側循環経路７０は、供給路７１と戻り経路７２とを備えている。これらのうち、供給路７１は、塗料供給タンク７３から供給される塗料を、ノズルヘッド５３に供給する流路である。また、戻り経路７２は、ノズルヘッド５３から吐出されなかった塗料を、塗料供給タンク７３に向けて戻すための流路である。このようなヘッド側循環経路７０は、たとえば可撓性を有するチューブがノズルヘッドユニット５０から露出する構成を採用することができる。

【0050】

ここで、供給路７１および戻り経路７２には、塗料供給タンク７３が接続されている。この塗料供給タンク７３のシリンダ７３ａ内には、該シリンダ７３ａに対してピストン７３ｂが摺動可能に設けられている。また、シリンダ７３ａには、液体供給管路７４が接続されていて、図示を省略する押出装置からシリンダ７３ａに液体を供給可能としている。このため押出装置から液体が押し出されることで、ピストン７３ｂが押圧される。それにより、ピストン７３ｂは、シリンダ７３ａの内部に貯留されている塗料を供給路７１へと供給することができる。この押出装置は、図示を省略する供給量制御手段によって、液体の供給量が制御される。なお、液体には、たとえばシンナー等のような溶剤が代表例として挙げられる。しかしながら、液体は溶剤には限られない。たとえば、塗料が水性塗料の場合には、水やアルコール等が液体に該当する。なお、押出装置は、液体を押し出すことで、ピストン７３ｂを押圧するものには限られない。押出装置は、たとえば、モータの駆動によって、ピストン７３ｂを押圧するものであっても良い。

【0051】

また、供給路７１には、定量供給装置７５が設けられている。定量供給装置７５は、センサでの流量の検出に基づいて塗料を定量ずつ供給する装置であり、たとえばギヤポンプやロータリポンプを用いることができる。なお、定量供給装置７５に代えて、たとえばダイヤフラムポンプのような、塗料を定圧で供給する定圧供給装置を用いるようにしても良い。

【0052】

また、供給路７１のうち定量供給装置７５の下流側には、ペイントレギュレータ７８が設けられている。ペイントレギュレータ７８は、定量供給装置７５での脈動を緩和して、一定の圧力で塗料を供給するものである。このペイントレギュレータ７８は、制御エア圧に応じて弁開度を調整することにより、カートリッジ７３Ｂからノズルヘッド５３に供給する塗料の圧力、吐出量を制御する。なお、ペイントレギュレータ７８としては、たとえばエア作動式ペイントレギュレータ （air operated paint regulator；ＡＯＰＲ）を用いることができるが、それ以外のもの（たとえば電気式に制御する電気式レギュレータ）を用いても良い。

【0053】

なお、供給路７１には、図示を省略する塗料フィルタが設けられている。この塗料フィルタにより、供給路７１からノズルヘッド５３に向かう塗料中の異物が除去される。また、供給路７１には、ピストン７３ｂから押し出された塗料の圧力を計測する不図示の圧力センサも配置されている。そして、圧力センサでの圧力の計測に基づいて、ピストン７３ｂの作動を制御している。

【0054】

（１－７．制御手段について）
次に、本実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０の制御手段について説明する。制御手段は、本体制御部１００と、ノズル制御部１１０と、洗浄制御部１２０とを有している。本体制御部１００は、塗装装置本体２０の各駆動部分の制御を司る。このような駆動部分としては、塗装装置本体２０の回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５およびリスト部２６等といった各駆動部位を駆動させる各モータ等が挙げられる。なお、本体制御部１００は、本体制御手段に対応する。また、ノズル制御部１１０は、本体制御部１００の指令に基づいて、ノズルヘッド５３の駆動を制御する部分である。なお、ノズル制御部１１０は、ノズル制御手段に対応する。このノズル制御部１１０の制御により、ノズルヘッド５３の圧電基板６２、シリンダ７３ａおよび定量供給装置７５の駆動が制御される。

【0055】

また、洗浄制御部１２０は、ノズル制御部１１０の指令に基づいて、ステーション部２００の各部位の作動を制御する部分である。この洗浄制御部１２０の制御により、後述する洗浄機構２１０およびハンドラー２２０等の部位の作動が制御される。

【0056】

また、本実施の形態の塗装システム１は、全体制御部１３０も備えている。全体制御部１３０は、本体制御部１００、ノズル制御部１１０および洗浄制御部１２０に制御指令を送信して、塗装システム１の全体的な制御を司る。なお、本体制御部１００、ノズル制御部１１０、洗浄制御部１２０および全体制御部１３０は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発メモリ等）、その他の要素から構成されている。

【0057】

（１－８．ステーション部について）
次に、ステーション部２００について説明する。図１に示すように、インクジェット式の塗装機１０を有する塗装システム１は、ステーション部２００を備えている。このステーション部２００は、交換対象のノズルヘッドユニット５０を待機保持部２３０にストックしている。具体的には、ステーション部２００を構成するフレーム２０１の天面プレート２０２には、単数または複数のノズルヘッドユニット５０を待機保持させる待機保持部２３０が設けられている。なお、待機保持部２３０は、天面プレート２０２に凹部や凸部を設けることで、それぞれのノズルヘッドユニット５０が位置決めされるようにするのが好ましい。また、待機保持部２３０は、ノズルヘッドユニット５０を待機保持するヘッド待機保持部に対応するのみならず、後述する後のカートリッジ７３Ｂを待機保持するカートリッジ待機保持部の機能も有している。しかしながら、待機保持部２３０とは別の部位に、カートリッジ待機保持部を設けるようにしても良い。

【0058】

また、ステーション部２００には、洗浄機構２１０も設けられている。洗浄機構２１０は、既に塗料を吐出することで汚れているノズルヘッド５３の洗浄を行う部分である。また、ステーション部２００には、ハンドラー２２０も設けられている。ハンドラー２２０は、ノズルヘッド５３を把持して搬送を行うための部分であり、ヘッド交換手段に対応する。また、ハンドラー２２０は、後述するカートリッジ７３Ｂを交換するためのカートリッジ交換手段にも対応するが、ハンドラー２２０とは別途の装置を、カートリッジ交換手段に対応させても良い。

【0059】

なお、図１に示す構成では、ステーション部２００は２つ設けられている。しかしながら、ステーション部２００は、たとえば１つのみ設けられていても良く、３つ以上設けられていても良い。

【0060】

（１－９．塗装システムの動作について）
以上のような構成を有する塗装システム１の動作について、以下に説明する。

【0061】

本体制御部１００は、全体制御部１３０からの塗装開始の制御信号を受信すると、本体制御部１００は、最初に、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５およびリスト部２６等の作動を制御して、ノズルヘッドユニット５０を、準備用（空吹き用）の吐出部位へと移動させる。その後に、全体制御部１３０からの制御信号に基づいて、ノズル制御部１１０は、ノズル５４から塗料を吐出させる。この塗料の吐出は、ノズル５４内に塗料を充填させつつ、ノズル５４内から異物を除去すると共に、ノズル５４の端面からの塗料の乾燥を防止するためのものである。したがって、この段階では、塗装対象物である車両には塗料を吐出しない。

【0062】

なお、上記のノズル５４からの塗料の吐出においては、ノズル制御部１１０は、押出装置を作動させてピストン７３ｂを押し出すことで、供給路７１に塗料を供給させる。そして、定量供給装置７５を作動させてヘッド側循環経路７０に塗料が循環する状態としつつ、圧電基板６２を作動させることで、ノズル５４から塗料を吐出させる。なお、上記のような、準備用（空吹き用）の吐出部位でノズル５４から塗料を吐出させる場合、塗料を吐出させるように圧電基板６２を駆動させても良い。また、図１２に示すように、戻り経路７２側に封止弁７０１を設け、その封止弁７０１を閉じ状態としつつ定量供給装置７５を作動させて定量ずつ塗料をノズル５４から強制的に吐出させるようにしても良い。なお、これらのノズル５４からの塗料の吐出後に、ノズル吐出面５２を清掃するのが好ましい。

【0063】

このようなノズル５４への塗料の充填を経て、塗装の準備が完了した後に、上記の塗装装置本体２０の作動状態で、不図示のセンサによって塗装対象である車両を検知し、その車両が所定の塗装開始位置に到達した場合には、ノズル制御部１１０は塗料が吐出されるように圧電基板６２を作動させて、車両の塗装を開始する。この圧電基板６２の作動と共に、本体制御部１００は、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５およびリスト部２６等の作動を制御する。それにより、車両の各部位の塗装が行われる。

【0064】

そして、車両の塗装が終了した際に、全体制御部１３０が、たとえば色の変更等のような塗料の種類の変更を指示した場合には、本体制御部１００は、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５およびリスト部２６等の作動を制御して、ノズルヘッドユニット５０をステーション部２００の所定の位置に移動させる。すると、ハンドラー２２０は、今まで塗装を行っていたノズルヘッドユニット５０を把持する。このとき、本体制御部１００およびノズル制御部１１０の制御によって駆動源が作動され、その作動によってカム用ピストン体３５が図６において下側に移動すると、干渉部３７ｂと係止ピン４５との干渉が解かれたチャック解除状態となる。

【0065】

そのため、ハンドラー２２０によってノズルヘッドユニット５０をチャック部３０から外すことができる。その取り外し後、ハンドラー２２０は、ノズルヘッドユニット５０を洗浄機構２１０へと搬送する。そして、洗浄機構２１０では、ノズルヘッド５３の表面およびノズルヘッドユニット５０の内部（ヘッド側循環経路７０等）の洗浄を行う。

【0066】

そして、この洗浄の終了後に、ハンドラー２２０は、塗料の充填を行う充填箇所へとノズルヘッドユニット５０を搬送する。そして、不図示の塗料充填装置を用いて、塗料供給タンク７３に塗料を充填する。なお、ハンドラー２２０によってノズルヘッドユニット５０を移動させずに、洗浄を行う部位にて塗料充填を行うようにしても良い。この充填の終了後に、ハンドラー２２０は、ノズルヘッドユニット５０を天面プレート２０２の所定の待機位置へと搬送する。

【0067】

なお、塗料供給タンク７３の内部が容易に洗浄可能な場合には、上述の洗浄において、塗料供給タンク７３の内部の洗浄も併せて行うようにしても良い。この場合には、塗料供給タンク７３の内部の洗浄が終了した後に、塗料供給タンク７３に塗料が充填されることになる。しかしながら、ノズルヘッドユニット５０が１つの種類の塗料に対応している場合（専用色タイプの場合）には、塗料供給タンク７３の内部を洗浄せずに、塗料供給タンク７３に塗料を充填するようにしても良い。

【0068】

一方、ハンドラー２２０がノズルヘッドユニット５０を洗浄機構２１０へと搬送した後に、ハンドラー２２０は、待機保持部２３０に載置されている、待機中のノズルヘッドユニット５０を保持する。このノズルヘッドユニット５０に取り付けられている塗料供給タンク７３には、交換前に使用されていたノズルヘッドユニット５０が備える塗料供給タンク７３とは異なる種類の塗料が蓄えられている。したがって、新たなノズルヘッドユニット５０を用いることで、異なる種類の塗料を吐出させることができる。

【0069】

上記の新たなノズルヘッドユニット５０を、ハンドラー２２０がチャック部３０へと搬送し、アーム側係止部３１とヘッド側係止部４１との位置合わせを行う。すると、本体制御部１００およびノズル制御部１１０の制御によって駆動源が作動され、その作動によってカム用ピストン体３５が図６において上側に移動すると、干渉部３７ｂと係止ピン４５とが干渉するチャック状態となる。

【0070】

以後は、上述した動作のように、新たな車両の塗装を行うが、新たなノズルヘッドユニット５０を用いた塗装では、たとえば色替のように、異なる種類の塗料を吐出させることができる。しかしながら、交換前のノズルヘッドユニット５０で用いていたのと同じ種類の塗料を吐出させるようにしても良い。

【0071】

以上のような構成の塗装システム１およびインクジェット式の塗装機１０は、先端部にチャック部３０を有するロボットアーム（回転軸部２２ａ、回転アーム２３、第１回動アーム２４、第２回動アーム２５およびリスト部２６）を備える。また、インクジェット式の塗装機１０は、ノズルヘッドユニット５０を備えるが、このノズルヘッドユニット５０は、チャック部３０に着脱自在に装着されると共に、塗料を吐出するノズルを有するノズルヘッド５３と、ノズルヘッド５３の駆動を制御するノズル制御手段（ノズル制御部１１０）と、塗料がノズルヘッド５３内を循環するヘッド側循環経路７０とを有すると共に、ノズルヘッド５３、ノズル制御手段（ノズル制御部１１０）、およびヘッド側循環経路７０が一体的に設けられ、チャック部３０に対して着脱自在に取り付けられる。さらに、インクジェット式の塗装機１０は、少なくとも１つのノズルヘッドユニット５０を待機状態で保持しているヘッド待機保持部（待機保持部２３０）と、チャック部３０に装着されているノズルヘッドユニット５０をヘッド待機保持部（待機保持部２３０）に保持されているノズルヘッドユニット５０に交換するためのヘッド交換手段（ハンドラー２２０）と、を備える。

【0072】

このため、ヘッド側循環経路７０で塗料を循環させることができるので、塗料の成分中に沈降が生じるのを防止することができる。そのため、沈降によってノズル５４の成分に目詰まりが生じるのを防止することができる。

【0073】

また、現状の塗装機において色替弁装置を設ける構成と比較して、色を変更する等のような塗料の種類を変更する場合の廃棄塗料および洗浄液を低減することが可能となる。また、本実施の形態では、ノズルヘッドユニット５０を交換することで、別途の部位で洗浄することができる。したがって、現状の塗装機において色替弁装置を設け、その色替弁装置よりも下流側を洗浄する構成と比較して、洗浄に要する時間よりも短い時間で、新たなノズルヘッドユニット５０に交換することができるので、塗装の準備段階の時間の短縮を図ることができる。

【0074】

また、チャック部３０を介してノズルヘッドユニット５０を着脱させることができる。このため、たとえば色の変更等のような塗料の種類を変更する場合には、それまで使用していたノズルヘッドユニット５０をチャック部３０から容易に外すことができると共に、新たなノズルヘッドユニット５０をチャック部３０に容易に装着させることができる。このため、それまで使用されていたノズルヘッドユニット５０の洗浄を別途の部位で行うことができる。

【0075】

ここで、ノズルヘッドユニット５０は、その内部が複雑な構成であるので、チャック部３０を介してノズルヘッドユニット５０を外さない場合には、ノズルヘッドユニット５０の内部の洗浄に大幅な時間を要する。しかも、その間、インクジェット式の塗装機１０を用いた塗装が中断されてしまう。しかしながら、チャック部３０を介してノズルヘッドユニット５０を外し、別途の部位で洗浄を行うことで、塗装を中断してまでノズルヘッドユニット５０の内部の洗浄を行う必要がなくなる。そのため、インクジェット式の塗装機１０を用いた塗装における時間的な効率を向上させることができる。また、新たなノズルヘッドユニット５０を装着させることで、塗装を継続させることができる。

【0076】

また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０では、ノズルヘッドユニット５０には、ノズル５４から吐出される塗料を蓄える塗料貯留部（塗料供給タンク７３）が設けられていて、塗料貯留部（塗料供給タンク７３）は、ヘッド側循環経路７０に塗料を供給可能な状態で接続される。

【0077】

このため、たとえば塗料を供給するための経路（アーム側の経路）を、第２回動アーム２５側からノズルヘッドユニット５０に向かって設ける必要がなくなる。したがって、たとえば色の変更等のような塗料の種類を変更する場合には、アーム側の経路を洗浄する必要がなくなるので、その分だけ、塗料の廃棄および洗浄液を低減することができる。また、現状の塗装機において色替弁装置を用いる構成よりも、洗浄に要する時間を短縮することが可能となる。

【0078】

また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０では、塗料貯留部は、ノズルヘッドユニット５０に対して一体的な塗料供給タンク７３であると共に、ヘッド側循環経路７０は、塗料供給タンク７３との間で塗料を循環させる。

【0079】

このため、たとえば色の変更等のような塗料の種類を変更する場合には、チャック部３０からの一度の取り外し動作で、ノズルヘッドユニット５０および塗料供給タンク７３（塗料貯留部）を交換することが可能となる。また、チャック部３０に対する一度の取り付け動作で、新たなノズルヘッドユニット５０および塗料貯留部（塗料供給タンク７３）を取り付けて、塗装を実行することができる。また、チャック部３０に新たなノズルヘッドユニット５０を装着しても、塗料貯留部（塗料供給タンク７３）に貯留されている塗料を、ヘッド側循環経路７０を介してノズル５４から確実に吐出させることができる。

【0080】

また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０では、塗料供給タンク７３には、ヘッド側循環経路７０の端部が接続されることで、ノズルヘッド５３からの塗料が塗料供給タンク７３内に戻される。また、塗料供給タンク７３内には、塗料を貯留するシリンダ７３ａと、シリンダ７３ａ内で摺動するピストン７３ｂとが設けられていて、シリンダ７３ａ内のピストン７３ｂを押圧する押出用の押出装置が設けられている。また、押出装置の作動を制御する供給量制御手段が設けられていて、供給量制御手段は、塗料をノズルヘッド５３に供給する供給量と、ノズルヘッド５３から戻る塗料の戻り量に基づいて、ピストン７３ｂを押し出す押出装置の作動を制御する。

【0081】

このため、押出装置を作動させてピストン７３ｂを押圧することで、シリンダ７３ａ内に貯留されている塗料を、必要な量だけ供給路７１側に供給させることができる。

【0082】

［第２の実施の形態について］
（２－１．第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機の構成について）
次に、本発明の第２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について説明する。なお、第２の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態におけるものと同一の構成については、同じ符号を用いると共に、その説明を省略するが、必要に応じて、アルファベット「Ｂ」を付して説明する。

【0083】

上述した第１の実施の形態におけるインクジェット式の塗装機１０では、ノズルヘッドユニット５０に対して塗料供給タンク７３が一体的に固定されている構成となっている。これに対して、本実施の形態におけるインクジェット式の塗装機１０Ｂでは、ノズルヘッドユニット５０に対して、カートリッジ７３Ｂが着脱可能に設けられている。かかる構成について、図１３および図１４に示す。図１３は、本発明の第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｂにおいて、第２回動アーム２５からノズルヘッドユニット５０Ｂまでの構成を示す側面図である。また、図１４は、ヘッド側循環経路７０の概略的な構成を示す図である。

【0084】

図１３および図１４に示すように、第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｂのノズルヘッドユニット５０Ｂには、塗料を貯留するカートリッジ７３Ｂを搭載するカートリッジ搭載部５００Ｂが設けられている。このカートリッジ搭載部５００Ｂは、基本的に、塗料として単一の種類のカートリッジ７３Ｂのみを装着するように設けられている。したがって、塗料の種類を変更する場合には、ノズルヘッドユニット５０Ｂを交換する必要がある。

【0085】

なお、カートリッジ搭載部５００Ｂが１つの種類のみのカートリッジ７３Ｂを装着する場合においては、同じ種類のカートリッジ７３Ｂを複数搭載可能としても良い。また、カートリッジ搭載部５００Ｂは、１つの種類のカートリッジ７３Ｂのみならず、複数の種類のカートリッジ７３Ｂを搭載可能としても良い。たとえば、特定の色の塗料を貯留しているカートリッジ７３Ｂと、洗浄の際に用いられる洗浄液を貯留しているカートリッジ７３Ｂを搭載可能としても良い。

【0086】

また、カートリッジ７３Ｂを搭載するカートリッジ搭載部５００Ｂには、ヘッド側循環経路７０Ｂに接続するための接続流路７６Ｂが接続されている。この接続流路７６Ｂには、三方弁７７Ｂに接続されている。三方弁７７Ｂは、塗装時には、接続流路７６Ｂを介してカートリッジ７３Ｂから塗料を供給させるように、その作動が切り替えられる。一方、ノズルヘッド５３から塗料が吐出されない場合には、塗料をヘッド側循環経路７０Ｂ内で循環させるべく、ノズルヘッド５３から吐出されずに戻り経路７２Ｂに戻ってきた塗料を、供給路７１Ｂに供給する（流す）ように弁を切り替える。このように、ノズルヘッド５３から塗料が吐出されない場合でも、塗料を循環させることにより、塗料中の成分に沈降が生じるのを防止することができる。また、塗料の種類によっては、塗料が流動している場合に粘度が低下させることができる場合もある。

【0087】

ところで、カートリッジ７３Ｂには、上記のピストン７３ｂに対応するような、塗料を押し出すための機構は設けられていない。しかしながら、ヘッド側循環経路７０Ｂの供給路７１Ｂには、ペイントレギュレータ７８と同様のペイントレギュレータ７８Ｂが設けられている。また、ヘッド側循環経路７０Ｂの供給路７１Ｂには、上述した定量供給装置７５と同様の定量供給装置７５Ｂが設けられている。なお、図１４に示すように、戻り経路７２Ｂにも、定量供給装置７５Ｂと同様の定量供給装置７５Ｂ２を設けることが好ましいが、戻り経路７２Ｂに定量供給装置７５Ｂ２を設けない構成を採用することもできる。また、戻り経路７２Ｂには、封止弁７０１と同様の封止弁７０１Ｂを設けることが好ましいが、封止弁７０１Ｂを設けない構成を採用することもできる。

【0088】

また、三方弁７７Ｂとペイントレギュレータ７８Ｂの間には、塗料を蓄えるサブタンク７９Ｂが配置されている。サブタンク７９Ｂは、ヘッド側循環経路７０Ｂにおいて塗料を円滑に循環させるためのバッファとして設けられている部分である。すなわち、カートリッジ７３Ｂから供給された塗料は、三方弁７７Ｂを過ぎた後には、カートリッジ７３Ｂ側に戻ることができない。そのため、仮にペイントレギュレータ７８Ｂで、吐出量よりも多くの塗料が供給されると、塗料の循環停止等の不良の原因となってしまう虞がある。そこで、供給路７１に、塗料を蓄えるバッファとしてのサブタンク７９Ｂを配置している。それにより、サブタンク７９Ｂの内部で塗料の貯留量が変動しても、ヘッド側循環経路７０Ｂ内での塗料の循環に支障を生じさせることがない状態で、ノズルヘッド５３から塗料を吐出させることができる。

【0089】

（２－２．塗装システムの動作について）
以上のような、第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｂを用いた塗装も、上述した第１の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０と同様に行うことができる。

【0090】

また、車両の塗装が終了した後に、たとえば色の変更等のような塗料の種類の変更を行う場合、上述した第１の実施の形態で説明したのと同様に、チャック部３０からノズルヘッドユニット５０Ｂを取り外す。その取り外し後に、新たなノズルヘッドユニット５０Ｂを、ハンドラー２２０によってチャック部３０へと装着させる。そして、新たなノズルヘッドユニット５０Ｂを用いて、新たな車両の塗装を行う。

【0091】

一方、チャック部３０から取り外されたノズルヘッドユニット５０Ｂから、さらにカートリッジ７３Ｂも取り外す。そのカートリッジ７３Ｂの取り外し後に、ノズルヘッドユニット５０Ｂは、ハンドラー２２０によって洗浄機構２１０へと搬送される。そして、洗浄機構２１０では、ノズルヘッド５３の表面およびノズルヘッドユニット５０Ｂの内部（ヘッド側循環経路７０等）の洗浄を行う。この洗浄の終了後に、ノズルヘッドユニット５０Ｂのカートリッジ搭載部５００Ｂに対し、新たなカートリッジ７３Ｂを装着させる。その後に、ノズルヘッドユニット５０Ｂは、ハンドラー２２０によって待機保持部２３０へと搬送される。

【0092】

また、ハンドラー２２０は、使用済みの（ノズルヘッドユニット５０Ｂから取り外した）カートリッジ７３Ｂも、洗浄機構２１０に搬送する。そして、洗浄機構２１０では、使用済みのカートリッジ７３Ｂの洗浄を行う。その後に、ハンドラー２２０は、洗浄後のカートリッジ７３Ｂを、塗料の充填を行う充填箇所へと搬送する。そして、不図示の塗料充填装置を用いて、カートリッジ７３Ｂに塗料を充填する。なお、洗浄を行う部位にて、カートリッジ７３Ｂに塗料充填を行うようにしても良い。この充填の終了後に、ハンドラー２２０は、塗料を充填した後のカートリッジ７３Ｂを、待機保持部２３０へと搬送する。

【0093】

以上のような構成の塗装システム１およびインクジェット式の塗装機１０Ｂにおいては、塗料貯留部は、塗料を蓄えるカートリッジ７３Ｂであると共に、ノズルヘッド５３には、カートリッジ７３Ｂを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部５００Ｂが設けられている。

【0094】

このため、ノズルヘッドユニット５０Ｂに対して、カートリッジ７３Ｂを差し替えるだけで、たとえば色の変更等のような塗装の種類の変更を行うことができる。そのため、たとえば塗装色毎に、ノズルヘッドユニット５０Ｂを準備する必要がなくなるので、ノズルヘッドユニット５０Ｂの個数を低減することが可能となる。

【0095】

また、本実施の形態におけるインクジェット式の塗装機１０Ｂでは、カートリッジ７３Ｂを待機保持するカートリッジ待機保持部（待機保持部２３０）が設けられている。そして、カートリッジ搭載部５００Ｂに搭載されているカートリッジ７３Ｂを、カートリッジ待機保持部（待機保持部２３０）に保持されているカートリッジ７３Ｂに交換させるためのカートリッジ交換手段（ハンドラー２２０）も設けられている。

【0096】

このため、カートリッジ交換手段（ハンドラー２２０）を用いて、カートリッジ７３Ｂの交換を人手によらずに容易に行うことが可能となる。

【0097】

［第３の実施の形態について］
（３－１．第３の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機の構成について）
次に、本発明の第３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について説明する。なお、第３の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるものと同一の構成については、同じ符号を用いると共に、その説明を省略するが、必要に応じて、アルファベット「Ｃ」を付して説明する。

【0098】

本実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｃでは、ノズルヘッドユニット５０Ｃにカートリッジは設置されていない。しかしながら、第２回動アーム２５にカートリッジ７３Ｃが設置されている。図１５は、本発明の第３の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｃにおいて、第２回動アーム２５からノズルヘッドユニット５０Ｃまでの構成を示す側面図である。また、図１６は、ヘッド側循環経路７０Ｃ、アーム側循環経路８０Ｃの概略的な構成を示す図である。

【0099】

図１５および図１６に示すように、第３の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｃのノズルヘッドユニット５０Ｃには、ヘッド側循環経路７０Ｃが設けられている。このヘッド側循環経路７０Ｃは、上述したヘッド側循環経路７０，７０Ｂと同様に、供給路７１Ｃと戻り経路７２Ｃとを備えている。しかしながら、ヘッド側循環経路７０Ｃは、ノズルヘッドユニット５０Ｃ内のみでは循環経路を構成していない。すなわち、供給路７１Ｃは、後述するアーム側循環経路８０Ｃの供給路８１Ｃに接続されている。また、戻り経路７２Ｃも、後述するアーム側循環経路８０Ｃの戻り経路８２Ｃに接続されている。なお、戻り経路７２Ｃには、封止弁７０１と同様の封止弁７０１Ｃを設けることが好ましいが、封止弁７０１Ｃを設けない構成を採用することもできる。

【0100】

また、第２回動アーム２５には、アーム側循環経路８０Ｃが設けられている。アーム側循環経路８０Ｃは、上述した供給路７１Ｃに接続される供給路８１Ｃと、上述した戻り経路７２Ｃに接続される戻り経路８２Ｃとを備えている。ここで、供給路８１Ｃと戻り経路８２Ｃとは、上述した三方弁７７Ｂと同様の三方弁８７Ｃに接続されている。なお、供給路８１Ｃはアーム側供給路に対応すると共に、戻り経路８２Ｃはアーム側戻り経路に対応する。

【0101】

また、第２回動アーム２５には、上述したカートリッジ搭載部５００Ｂと同様のカートリッジ搭載部５００Ｃが設けられている。このカートリッジ搭載部５００Ｃには、アーム側循環経路８０Ｃに接続するための、上述した接続流路７６Ｂと同様の接続流路８６Ｃが接続されていて、該接続流路８６Ｃは三方弁８７Ｃに接続されている。このため、塗装時には、接続流路８６Ｃを介してカートリッジ８３Ｃから塗料を供給させるように、三方弁８７Ｃを切り替える。しかしながら、ノズルヘッド５３から塗料が吐出されない場合には、ヘッド側循環経路７０Ｃとアーム側循環経路８０Ｃとで塗料を循環させるように、三方弁８７Ｃを切り替える。

【0102】

したがって、上述した第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｂと同様に、ノズルヘッド５３から塗料が吐出されない場合でも、塗料を循環させることにより、塗料中の成分に沈降が生じるのを防止することができる。また、塗料の種類によっては、塗料が流動している場合に粘度が低下させることができる場合もある。

【0103】

なお、塗料貯留部（カートリッジ８３Ｃ）は、ロボットアーム（第２回動アーム２５）側に設けられる以外に、塗装装置本体２０の近隣に配置する構成を採用することもできる。

【0104】

なお、供給路８１Ｃには、上述した供給路７１Ｂに設けられている定量供給装置７５Ｂと同様の定量供給装置８５Ｃが設けられている。また、供給路８１Ｃには、上述した供給路７１Ｂに設けられているペイントレギュレータ７８Ｂと同様のペイントレギュレータ８８Ｃも設けられ、さらにサブタンク７９Ｂと同様のサブタンク８９Ｃも設けられている。このため、仮にサブタンク８９Ｃ内で塗料の貯留量が変動しても、アーム側循環経路８０Ｃおよびヘッド側循環経路７０Ｃ内での塗料の循環に支障をきたせることがない。したがって、循環されている塗料をノズルヘッド５３から良好に吐出させることができる。

【0105】

なお、図１６に示す構成では、定量供給装置８５Ｃ、ペイントレギュレータ８８Ｃおよびサブタンク８９Ｃの少なくとも１つが、ヘッド側循環経路７０Ｃの供給路７１Ｃに設けられている構成を採用しても良い。

【0106】

また、供給路８１Ｃのうちペイントレギュレータ８８Ｃよりも下流側には、切替弁８０１Ｃが設けられていると共に、戻り経路８２Ｃにも切替弁８０２Ｃが接続されている。これら切替弁８０１Ｃ，８０２Ｃの間は、バイパス流路８０３Ｃで接続されている。そして、ノズルヘッドユニット５０Ｃを取り外した際には、バイパス流路８０３Ｃに、図示を省略する洗浄機構から供給される洗浄用の液体が流れるよう、切替弁８０１Ｃと切替弁８０２Ｃとを切り替えることができる。このように、バイパス流路８０３Ｃの存在により、ノズルヘッドユニット５０Ｃを取り外した後に、アーム側循環経路８０Ｃのみの洗浄を行うことができる。なお、戻り経路８２Ｃには、切替弁８０４Ｃも設けられている。この切替弁８０４Ｃは、洗浄後に、洗浄用の液体（廃液）を排出する排出路８０５Ｃに接続されている。したがって、洗浄後に、排出路８０５Ｃから廃液を排出させることができる。

【0107】

（３－２．塗装システムの動作について）
以上のような、第３の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｃを用いた塗装も、上述した第２の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｂと同様に行うことができる。

【0108】

また、車両の塗装が終了した後に、たとえば色の変更等のような塗料の種類の変更を行う場合、上述した第１の実施の形態で説明したのと同様に、チャック部３０からノズルヘッドユニット５０Ｃを外す。さらに、第２回動アーム２５からは、カートリッジ８３Ｃも取り外す。それらの取り外し後に、新たなノズルヘッドユニット５０Ｃを、ハンドラー２２０によってチャック部３０へと装着させる。さらに、新たなカートリッジ８３Ｃを、ハンドラー２２０によってカートリッジ搭載部５００Ｃへと装着させる。それらの装着後に新たなノズルヘッドユニット５０Ｃを用いて、新たな車両の塗装を行う。

【0109】

また、取り外されたノズルヘッドユニット５０Ｃは、ノズルヘッドユニット５０Ｂと同様に、ハンドラー２２０によって洗浄機構２１０へと搬送される。そして、洗浄機構２１０では、ノズルヘッド５３の表面およびノズルヘッドユニット５０Ｃの内部（ヘッド側循環経路７０等）の洗浄を行う。その後に、ノズルヘッドユニット５０Ｃは、ハンドラー２２０によって待機保持部２３０へと搬送される。なお、ノズルヘッドユニット５０Ｃをチャック部３０から取り外した場合、バイパス流路８０３Ｃに洗浄用の液体が流れるように、切替弁８０１Ｃ，８０２Ｃの作動を切り替える。そして、洗浄が終了した後に、切替弁８０４Ｃを切り替えて、排出路８０５Ｃから廃液を排出させる。

【0110】

また、ハンドラー２２０は、使用済みの（第２回動アーム２５のカートリッジ搭載部５００Ｃから取り外した）カートリッジ８３Ｃも、洗浄機構２１０に搬送する。そして、洗浄機構２１０では、使用済みのカートリッジ８３Ｃの洗浄を行う。その後に、ハンドラー２２０は、洗浄後のカートリッジ８３Ｃを、塗料の充填を行う充填箇所へと搬送する。そして、不図示の塗料充填装置を用いて、カートリッジ８３Ｃに塗料を充填する。なお、洗浄を行う部位にて、カートリッジ８３Ｃに塗料充填を行うようにしても良い。この充填の終了後に、ハンドラー２２０は、塗料を充填した後のカートリッジ８３Ｃを、待機保持部２３０へと搬送する。

【0111】

以上のような構成の塗装システム１およびインクジェット式の塗装機１０Ｃによると、ノズル５４から吐出される塗料を蓄える塗料貯留部（カートリッジ８３Ｃ）がロボットアーム（第２回動アーム２５）に設けられている。加えて、ロボットアーム（第２回動アーム２５）には、塗料を流通させるアーム側循環経路８０Ｃが設けられていて、アーム側循環経路８０Ｃには、塗料貯留部（カートリッジ８３Ｃ）から供給される塗料をヘッド側循環経路７０Ｃに向けて塗料を供給するアーム側供給経路（供給路８１Ｃ）と、ノズル５４から吐出されなかった塗料がヘッド側循環経路７０Ｃから戻されると共にアーム側循環経路８０Ｃに向けて塗料を再び供給するアーム側戻り経路（戻り経路８２Ｃ）とが設けられている。

【0112】

このように、塗料貯留部（カートリッジ８３Ｃ）は、ロボットアーム（第２回動アーム２５）側に設けられているので、ノズルヘッドユニット５０の重量を低減することができる。したがって、ノズルヘッドユニット５０の作用するモーメントを低減することができるので、運動性能が向上する。また、たとえばチャック部３０等のような特定部位に作用するモーメントを低減することができるので、大きなモーメントに対応した剛性の高い構造とせずに済み、コスト面で有利となる。また、ノズルヘッドユニット５０の重量を低減することより、小型の塗装装置本体２０（ロボット）を用いることができる。それにより、インクジェット式の塗装機１０のコストを低減することも可能となる。

【0113】

また、ロボットアーム（第２回動アーム２５）側には、アーム側循環経路８０Ｃが設けられ、このアーム側循環経路８０Ｃとヘッド側循環経路７０Ｃとの間で、塗料が循環する循環経路を形成することができる。このため、上述した第１の実施の形態のヘッド側循環経路７０および第２の実施の形態のヘッド側循環経路７０Ｂと同様に、塗料の循環によって、塗料の成分中に沈降が生じるのを防止することができる。そのため、沈降によってノズル５４の成分に目詰まりが生じるのを防止することができる。

【0114】

また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０Ｃでは、塗料貯留部は、塗料を蓄えるカートリッジ８３Ｃであると共に、ロボットアーム（第２回動アーム２５）には、カートリッジ８３Ｃを着脱自在な状態で搭載するカートリッジ搭載部５００Ｃが設けられている。

【0115】

このため、ノズルヘッドユニット５０Ｃに対して、カートリッジ８３Ｃを差し替えるだけで、たとえば色の変更等のような塗装の種類の変更を行うことができる。そのため、たとえば塗装色毎に、ノズルヘッドユニット５０Ｃを準備する必要がなくなるので、ノズルヘッドユニット５０Ｃの個数を低減することが可能となる。加えて、ノズルヘッドユニット５０Ｃから離れたロボットアーム（第２回動アーム２５）にカートリッジ搭載部５００Ｃが存在しているので、チャック部３０に対するノズルヘッドユニット５０Ｃの着脱動作と、カートリッジ搭載部５００Ｃに対するカートリッジ８３Ｃの着脱動作とを、別個独立して行うことができる。このため、上記の２つの着脱動作を同時に行うことも可能となり、着脱動作に要する時間の短縮を図ることが可能となる。

【0116】

［第４の実施の形態について］
（４－１．第４の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機の構成について）
次に、本発明の第４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について説明する。なお、第４の実施の形態においては、上述した第１の実施の形態～第３の実施の形態におけるものと同一の構成については、同じ符号を用いると共に、その説明を省略するが、必要に応じて、アルファベット「Ｄ」を付して説明する。

【0117】

本実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｄでは、色替弁を用いて、たとえば色替のように、異なる種類の塗料を吐出させるようにしている。以下、この構成の詳細について、図１７および図１８に基づいて説明する。図１７は、本発明の第４の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｄにおいて、第２回動アーム２５からノズルヘッドユニット５０Ｄまでの構成を示す側面図である。また、図１８は、ヘッド側循環経路７０Ｄ、アーム側循環経路８０Ｄおよび色替弁装置９０Ｄの概略的な構成を示す図である。

【0118】

図１７および図１８に示すように、ヘッド側循環経路７０Ｄは、上述した供給路７１Ｃと同様の供給路７１Ｄと、上述した戻り経路７２Ｃと同様の戻り経路７２Ｄとを備えている。また、戻り経路７２Ｄには、封止弁７０１Ｃと同様の封止弁７０１Ｄを設けることが好ましいが、封止弁７０１Ｄを設けない構成を採用することもできる。

【0119】

また、第２回動アーム２５には、アーム側循環経路８０Ｃが設けられている。アーム側循環経路８０Ｃは、上述した供給路７１Ｄに接続されると共に上述した供給路８１Ｃと同様の供給路８１Ｄと、上述した戻り経路７２Ｄに接続されると共に上述した戻り経路８２Ｃと同様の戻り経路８２Ｄとを備えている。ここで、供給路８１Ｄと戻り経路８２Ｄとは、上述した三方弁７７Ｂと同様の三方弁８７Ｄに接続されている。

【0120】

また、第２回動アーム２５には、上述したアーム側循環経路８０Ｃと同様のアーム側循環経路８０Ｄが設けられていて、該アーム側循環経路８０Ｄは、上述した供給路７１Ｄに接続される供給路８１Ｄと、上述した戻り経路７２Ｄに接続される戻り経路８２Ｄとを備えている。また、これら供給路８１Ｄと戻り経路８２Ｄとは、上述した三方弁８７Ｃと同様の三方弁８７Ｄに接続されている。

【0121】

また、供給路８１Ｄには、上述した定量供給装置８５Ｃと同様の定量供給装置８５Ｄが設けられている。また、供給路８１Ｄには、上述したペイントレギュレータ８８Ｃと同様のペイントレギュレータ８８Ｄも設けられ、さらにサブタンク８９Ｃと同様のサブタンク８９Ｄも設けられている。このため、仮にサブタンク８９Ｄ内で塗料の貯留量が変動しても、アーム側循環経路８０Ｄおよびヘッド側循環経路７０Ｄ内での塗料の循環に支障をきたせることがない。したがって、循環されている塗料をノズルヘッド５３から良好に吐出させることができる。

【0122】

なお、定量供給装置８５Ｄ、ペイントレギュレータ８８Ｄおよびサブタンク８９Ｄの少なくとも１つが、ヘッド側循環経路７０Ｄの供給路７１Ｄに設けられている構成を採用しても良い。また、ペイントレギュレータ８８Ｄは、圧力調整手段に対応する。

【0123】

なお、供給路８１Ｄには、上述した切替弁８０１Ｃと同様の切替弁８０１Ｄが設けられていて、その切替弁８０１Ｄは、上述したバイパス流路８０３Ｃと同様のバイパス流路８０３Ｄに接続され、さらにバイパス流路８０３Ｄは、上述した切替弁８０２Ｃと同様の切替弁８０２Ｄに接続されている。また、戻り経路８２Ｄには、上述した切替弁８０４Ｃと同様に切替弁８０４Ｄも設けられていて、さらに切替弁８０４Ｃは、上述した排出路８０５Ｃと同様の排出路８０５Ｄに接続されている。

【0124】

また、三方弁８７Ｄは、色替弁装置９０Ｄの共通流路９６Ｄに接続されている。ここで、色替弁装置９０Ｄは、選択されたインクをノズルヘッドユニット５０Ｄに向けて選択的に供給する装置である。この色替弁装置９０Ｄは、図１８に示すように、塗料供給源９２Ｄと、接続流路９３Ｄと、切替弁９４Ｄと、貯留部側循環経路９５Ｄと、共通流路９６Ｄと、洗浄液貯留部９７Ｄと、切替弁９８Ｄと、洗浄液供給路９９Ｄとを備えている。

【0125】

これらのうち、塗料供給源９２Ｄは、塗装を行う部位である塗装ブースから離れた部位に設けられている。具体的には、塗装ブース壁ＰＷ１で囲まれた内側には、インクジェット式の塗装機１０Ｄが設置されているが、その塗装ブース壁ＰＷ１で囲まれた部位の外側に、塗料供給源９２Ｄが設けられている。この塗料供給源９２Ｄは、塗料の種類分だけ設けられている。たとえば、塗料の種類が６種である場合には、６つの塗料供給源９２Ｄが存在しているが、特定の種類の塗料の消費量が多い場合には、当該塗料に対応した塗料貯留部９２の個数を多く設けるようにしても良い。

【0126】

また、接続流路９３Ｄは、その一端側が共通流路９６Ｄに接続されると共に、その他端側が切替弁９４Ｄに接続されている。この切替弁９４Ｄは、上述した三方弁８７Ｄと同様の三方弁であり、貯留部側循環経路９５Ｄにも接続されている。したがって、切替弁９４Ｄは、塗料が必要な塗装時（ノズルヘッド５３から塗料を吐出させる際）には、貯留部側循環経路９５Ｄから接続流路９３Ｄに塗料が向かうように、その作動が切り替えられる。一方、ノズルヘッド５３から塗料が吐出されない場合には、塗料を貯留部側循環経路９５Ｄ内で循環させるように弁を切り替える。このように、貯留部側循環経路９５Ｄ内で、塗料を循環させることにより、塗料中の成分に沈降が生じるのを防止することができる。また、塗料の種類によっては、塗料が流動している場合に粘度が低下させることができる場合もある。

【0127】

また、共通流路９６Ｄは、上述したそれぞれの接続流路９３Ｄに接続されている流路であり、その一端側が三方弁８７Ｄに接続されている。また、共通流路９６Ｄには、後述する洗浄液供給路９９Ｄにも接続されている。

【0128】

また、洗浄液貯留部９７Ｄは、塗料の種類を切り替える場合に用いられる、洗浄液を貯留する部分である。また、切替弁９８Ｄは、洗浄液供給路９９Ｄの中途部分に設けられている。この切替弁９８Ｄは、三方弁ではなく開閉を切り替える二方弁となっている。また、洗浄液供給路９９Ｄは、洗浄液貯留部９７Ｄと共通流路９６Ｄとを連結する流路である。そのため、色替等のように、用いる塗料を変更するのに先立って、切替弁９８Ｄを開とすることで、洗浄液貯留部９７Ｄに貯留されている洗浄液が洗浄液供給路９９Ｄに向かって流れる。それにより、共通流路９６Ｄや、アーム側循環経路８０Ｄ、ヘッド側循環経路７０Ｄの洗浄が行われ、先に用いていた塗料の洗浄を実施することができる。

【0129】

なお、洗浄液貯留部９７Ｄ、切替弁９８Ｄおよび洗浄液供給路９９Ｄは、アーム側洗浄手段に対応する。

【0130】

（４－２．塗装システムの動作について）
以上のような、第４の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０Ｄを用いた塗装も、上述した第１の実施の形態に係るインクジェット式の塗装機１０等と同様に行うことができる。

【0131】

また、車両の塗装が終了した後に、たとえば色の変更等のような塗料の種類の変更を行う場合、上述した第１の実施の形態で説明したのと同様に、チャック部３０からノズルヘッドユニット５０Ｄを外す。その取り外し後に、新たなノズルヘッドユニット５０Ｄを、ハンドラー２２０によってチャック部３０へと装着させる。そして、新たなノズルヘッドユニット５０Ｄを用いて、新たな車両の塗装を行う。

【0132】

ここで、ノズルヘッドユニット５０Ｄを取り外した場合、洗浄制御部１２０は、切替弁９８Ｄを開へと切り替えて、洗浄液貯留部９７Ｄから共通流路９６Ｄに洗浄液を流す。そして、バイパス流路８０３Ｄに洗浄用の液体が流れるように、切替弁８０１Ｄ，８０２Ｄの作動を切り替える。そして、洗浄が終了した後に、切替弁８０４Ｄを切り替えて、排出路８０５Ｄから廃液を排出させる。それにより、ノズルヘッドユニット５０Ｄを取り外した状態で、アーム側循環経路８０Ｄの洗浄が行われる。なお、ノズルヘッドユニット５０Ｄをチャック部３０に取り付けた状態で、ヘッド側循環経路７０Ｄとアーム側循環経路８０Ｄの洗浄を行うようにしても良い。

【0133】

一方、チャック部３０から取り外されたノズルヘッドユニット５０Ｄは、ハンドラー２２０によって洗浄機構２１０へと搬送される。そして、洗浄機構２１０では、ノズルヘッド５３の表面およびノズルヘッドユニット５０Ｄの内部（ヘッド側循環経路７０Ｄ等）の洗浄を行う。この洗浄の終了後に、ノズルヘッドユニット５０Ｄは、ハンドラー２２０によって待機保持部２３０へと搬送される。

【0134】

以上のような構成の塗装システム１およびインクジェット式の塗装機１０Ｄによると、色毎の塗料を蓄える塗料貯留部９２Ｄを有すると共に、選択された塗料をノズルヘッド５３に対して供給可能となるように色替えすることが可能な色替弁装置９０Ｄがロボットアーム（第２回動アーム２５）に設けられている。また、ロボットアーム（第２回動アーム２５）には、塗料を流通させるアーム側循環経路８０Ｄが設けられていて、アーム側循環経路８０Ｄには、色替弁装置９０Ｄから供給される塗料をヘッド側循環経路７０Ｄに向けて塗料を供給するアーム側供給経路（供給路８１Ｄ）と、ノズル５４から吐出されなかった塗料がヘッド側循環経路７０Ｄから戻されると共にアーム側循環経路８０Ｄに向けて塗料を再び供給するアーム側戻り経路（戻り経路８２Ｄ）とが設けられている。また、ロボットアーム（第２回動アーム２５）またはノズルヘッドユニット５０Ｄには、色替弁装置９０Ｄからアーム側供給経路（供給路８１Ｄ）を介してヘッド側循環経路（供給路７１Ｄ）に向かう塗料の圧力を調整する圧力調整手段（ペイントレギュレータ８８Ｄ）と、色替弁装置９０Ｄおよび圧力調整手段（ペイントレギュレータ８８Ｄ）の作動を制御する本体制御手段（本体制御部１００）と、が設けられている。また、本体制御手段（本体制御部１００）での色替弁装置９０Ｄおよび圧力調整手段（ペイントレギュレータ８８Ｄ）の作動制御に基づいて、アーム側供給経路（供給路８１Ｄ）およびアーム側戻り経路（戻り経路８２Ｄ）を介して、ヘッド側循環経路７０Ｄと色替弁装置９０Ｄとの間で塗料が循環させられる。

【0135】

このため、色替弁装置９０Ｄを用いたインクジェット式の塗装機１０Ｄにおいても、ヘッド側循環経路７０Ｄおよびアーム側循環経路８０Ｄ内で塗料を循環させることができ、それによって塗料の成分中に沈降が生じるのを防止することが可能となる。

【0136】

また、本実施の形態のインクジェット式の塗装機１０Ｄでは、色替弁装置９０Ｄには、ヘッド側循環経路７０Ｄ、アーム側供給経路（供給路８１Ｄ）およびアーム側戻り経路（戻り経路８２Ｄ）内の塗料を洗浄すると共に本体制御手段（本体制御部１００）によって作動制御されるアーム側洗浄手段（洗浄液貯留部９７Ｄ、切替弁９８Ｄおよび洗浄液供給路９９Ｄ）が設けられている。また、本体制御手段（本体制御部１００）によって色替弁装置９０Ｄで現在選択されている種類の塗料から異なる種類の塗料を新たに選択変更した場合には、本体制御手段（本体制御部１００）での制御に基づいてアーム側洗浄手段（洗浄液貯留部９７Ｄ、切替弁９８Ｄおよび洗浄液供給路９９Ｄ）を作動させる。

【0137】

このため、アーム側洗浄手段（洗浄液貯留部９７Ｄ、切替弁９８Ｄおよび洗浄液供給路９９Ｄ）を用いて、共通流路９６Ｄ、アーム側循環経路８０Ｄおよびヘッド側循環経路７０Ｄの洗浄を行うことができる。そのため、先に用いていた塗料の洗浄を実施することができ、新たな塗料を用いた塗装品質を確保することができる。

【0138】

［変形例について］
以上、本発明の第１から第４の実施の形態について説明したが、本発明は、これら以外に、種々変形可能である。以下に、その一例について説明する。

【0139】

上述の各実施の形態では、ノズル吐出面５２の表面を洗浄する手段（ノズル吐出面洗浄手段）を、備えるようにしても良い。このようなノズル吐出面洗浄手段としては、たとえば、ノズル吐出面５２に対して相対的に摺動させることが可能なワイピング装置があげられる。ワイピング装置は、ゴム等のような柔軟性を有する材質から構成されるワイパー部材を備え、そのワイパー部材によって、ノズル吐出面５２に付着している塗料等をこすり取ることができる。なお、ノズル吐出面洗浄手段としては、ワイピング装置には限られない。たとえば、布やスポンジ等のような塗料を吸収する多孔質の部材をノズル吐出面５２に押し付けつつ拭き取る手段（拭き取り手段）を用いて、ノズル吐出面５２の洗浄を行うようにしても良い。

【0140】

また、上述の第２の実施の形態では、ノズルヘッドユニット５０Ｂをチャック部３０から取り外した後に、ノズルヘッドユニット５０Ｂからカートリッジ７３Ｂを取り外すようにしている。しかしながら、カートリッジ７３Ｂ内の塗料がなくなった場合であっても、同じ種類の塗料による塗装を継続する場合には、ノズルヘッドユニット５０Ｂを取り外しての洗浄を行わずに、カートリッジ７３Ｂのみを新たなものへと、交換するようにしても良い。この場合、ノズル５４からの塗料の吐出が正常となるまで、塗料を別途の部位で吐出させる（いわゆる空吹きをする）ようにすることが好ましい。

【0141】

なお、上述のように、ノズルヘッドユニット５０Ｂを新たなものに交換せずに、カートリッジ７３Ｂのみを交換する場合、たとえば数個分のカートリッジ７３Ｂを継続して使用すると、ノズル吐出面５２への汚れが蓄積され、またノズル５４の内部の異物が徐々に蓄積される。そのため、所定個数のカートリッジ７３Ｂを使用した場合には、ノズルヘッドユニット５０Ｂを交換するようにしても良い。

【0142】

また、上述の第３の実施の形態では、第２回動アーム２５にカートリッジ搭載部５００Ｃが設けられると共に、そのカートリッジ搭載部５００Ｃにカートリッジ８３Ｃが装着される構成について説明している。しかしながら、たとえば第１回動アーム２４やその他の部位に、カートリッジ搭載部を設け、そのカートリッジ搭載部にカートリッジを着脱させるようにしても良い。

【0143】

また、上述の第４の実施の形態では、第２回動アーム２５に色替弁装置９０Ｄが設けられている。しかしながら、たとえば第１回動アーム２４やその他の部位に、色替弁装置を設けるようにしても良い。

【符号の説明】

【0144】

１…塗装システム、１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…インクジェット式の塗装機、２０…塗装装置本体、２１…基台、２２…脚部、２２ａ…回転軸部（ロボットアームの一部に対応）、２２ａ１…ハウジング、２３…回転アーム（ロボットアームの一部に対応）、２３ａ…ハウジング、２４…第１回動アーム（ロボットアームの一部に対応）、２５…第２回動アーム（ロボットアームの一部に対応）、２５ａ…ハウジング、２６…リスト部（ロボットアームの一部に対応）、３０…チャック部、３１…アーム側係止部、３２…係止本体部、３３…位置決めピン、３４…ピストン挿通部、３５…カム用ピストン体、３５ａ…ピストン部、３５ｂ…作動ピン部、３５ｃ…カム押圧部、３６…支持突部、３７…ロックカム、３７ａ…軸部、３７ｂ…干渉部、４１…ヘッド側係止部、４２…係止本体部、４３…位置決め孔部、４４…カム用孔部、４５…係止ピン、５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ…ノズルヘッドユニット、５１…ノズルヘッド、５２…戻り経路、５３…ノズルヘッド、５４…ノズル、５５…ノズル列、６０…列方向排出流路、６１…排出側大流路、６２…圧電基板、６３ａ，６３ｂ…圧電セラミック層、６４…共通電極、６５…個別電極、７０，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…ヘッド側循環経路、７１，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ…供給路、７２，７２Ｂ，７２Ｃ，７２Ｄ…戻り経路、７３…塗料供給タンク（塗料貯留部に対応）、７３ａ…シリンダ、７３ｂ…ピストン、７４…供給管路、７５，７５Ｂ，８５Ｃ，８５Ｄ…定量供給装置、７６Ｂ，８６Ｃ…接続流路、７７Ｂ，８７Ｃ，８７Ｄ…三方弁、７８Ｂ，８８Ｃ，８８Ｄ…ペイントレギュレータ、７９Ｂ，８９Ｃ，８９Ｄ…サブタンク、８０Ｃ，８０Ｄ…アーム側循環経路、８１Ｃ，８１Ｄ…供給路（アーム側供給路に対応）、８２Ｃ，８２Ｄ…戻り経路（アーム側戻り経路に対応）、８３Ｃ…カートリッジ、９０Ｄ…色替弁装置、９２Ｄ…塗料供給源、９３Ｄ…接続流路、９４Ｄ…切替弁、９５Ｄ…貯留部側循環経路、９６Ｄ…共通流路、９７Ｄ…洗浄液貯留部、９８Ｄ…切替弁、９９Ｄ…洗浄液供給路、１００…本体制御部（本体制御手段に対応）、１１０…ノズル制御部（ノズル制御手段に対応）、１２０…洗浄制御部、１３０…全体制御部、２００…ステーション部、２０１…フレーム、２０２…天面プレート、２１０…洗浄機構、２２０…ハンドラー（ヘッド交換手段に対応）、２３０…待機保持部（ヘッド待機保持部およびカートリッジ待機保持部に対応）、５００Ｂ，５００Ｃ…カートリッジ搭載部、７０１，７０１Ｂ，７０１Ｃ，７０１Ｄ…封止弁、８０１Ｃ，８０２Ｃ，８０４Ｃ…切替弁、８０３Ｃ…バイパス流路、８０５Ｃ…排出路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】