特許 7425919 塗装ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】塗装ロボット

(51)【国際特許分類】

   B05B 12/00 20180101AFI20240124BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20240124BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

B05B12/00 A

B05C5/00 101

B05C11/10

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023128770

(22)【出願日】2023-08-07

【審査請求日】2023-08-17

【早期審査対象出願】

(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】多和田 孝達

【審査官】鏡 宣宏

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２２／０４９７１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特許第７１６９４７５（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特許第７１５３８１６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２０２１／２０５５３７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０５Ｂ １／００－１７／０８

Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の塗装を行う塗装ロボットであって、
液滴を吐出する複数のノズルと、駆動することで前記ノズルから前記液滴を押し出すための圧電基板を備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、
前記塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニットを所望の位置へ移動させるロボットアームと、
前記ロボットアームと前記塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、を備え、
前記塗料供給機構は、
前記塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、
前記塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、前記ノズルから吐出されなかった前記塗料を回収する戻り流路と、
前記塗料供給路に設けられ、制御された空気圧に応じて弁開度を調整可能な空圧制御弁と、
前記塗料供給路において前記空圧制御弁よりも前記塗装ヘッド側に向かう下流側または当該空圧制御弁よりも上流側に設けられ、前記空圧制御弁に供給される前記塗料の圧力を上昇させる圧力昇圧機構と、
を備え、
前記圧力昇圧機構は、前記塗料供給路の内径が狭められたオリフィスであると共に、
前記オリフィスは、単一の孔部または複数の孔部から構成されている、
ことを特徴とする塗装ロボット。

【請求項2】

請求項１記載の塗装ロボットであって、
前記戻り流路には、電気的な操作によって弁開度を調整可能な電気操作弁が設けられている、
ことを特徴とする塗装ロボット。

【請求項3】

請求項１記載の塗装ロボットであって、
前記圧力昇圧機構は、前記塗料供給路を流れる前記塗料に含まれている異物を除去する除去フィルタである、
ことを特徴とする塗装ロボット。

【請求項4】

請求項１記載の塗装ロボットであって、
前記塗料供給機構には、前記塗料供給路と前記戻り流路とを接続すると共に前記塗装ヘッドと並列状態で前記塗料を流通させるバイパス流路が設けられていて、
前記圧力昇圧機構は、前記バイパス流路よりも前記塗料供給路の上流側に設けられている、
ことを特徴とする塗装ロボット。

【請求項5】

請求項１記載の塗装ロボットであって、
前記オリフィスは、前記塗料が流れる流路の開度を調整可能としている、
ことを特徴とする塗装ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塗装ロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両の塗装ラインにおいては、ロボットを用いたロボット塗装が主流となっている。このロボット塗装に関する構成の一例として、たとえば特許文献１に開示の塗装ロボットのように、圧電基板（１０９）の作動によって塗料を吐出可能な塗装ヘッド（５６）を備えると共に、その塗装ヘッド（５６）に対し、塗料を供給する塗料循環装置（５１）を備える構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第７２０３２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１の構成においては、圧力変動の影響が、塗装ヘッドからの塗料の安定的な吐出に影響を及ぼしている。例えば、５ｋＰａの圧力の入力に対し、上流側から塗料を供給するギヤポンプ（６２）の駆動状態や、比例弁（７１）の作動によって、±１ｋＰａ程度の圧力変動が生じると仮定すると、その圧力変動の影響の割合は、例えば２０％となり、塗料の吐出が不安定化してしまう虞がある。

【0005】

また、車両を塗装する環境においては、防爆対応を図る等のために、電気機器である比例弁を用いずに、空気圧で制御するＡＯＰＲ（エアオペレートペイントレギュレータ）を用いることが検討されている。しかしながら、ＡＯＰＲは、操作可能な圧力レンジが、比例制御弁よりも高めであることから、特許文献１に開示の構成では、ＡＯＰＲを用いることができない。

【0006】

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、圧力の変動の影響を低減すると共に、空圧制御弁を操作可能な圧力レンジとすることが可能な塗装ロボットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、車両の塗装を行う塗装ロボットであって、液滴を吐出する複数のノズルと、駆動することでノズルから液滴を押し出すための圧電基板を備える塗装ヘッドを備える塗装ヘッドユニットと、塗装ヘッドユニットを先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニットを所望の位置へ移動させるロボットアームと、ロボットアームと塗装ヘッドユニットの間に亘って設けられている塗料供給機構と、を備え、塗料供給機構は、塗装ヘッドに向けて塗料を供給する塗料供給路と、塗装ヘッドの塗料排出側に接続され、ノズルから吐出されなかった塗料を回収する戻り流路と、塗料供給路に設けられ、制御された空気圧に応じて弁開度を調整可能な空圧制御弁と、塗料供給路において空圧制御弁よりも塗装ヘッド側に向かう下流側または当該空圧制御弁よりも上流側に設けられ、空圧制御弁に供給される塗料の圧力を上昇させる圧力昇圧機構と、を備えていることを特徴とする塗装ロボットが提供される。

【0008】

また、上述の発明において、戻り流路には、電気的な操作によって弁開度を調整可能な電気操作弁が設けられている、ことが好ましい。

【0009】

また、上述のいずれかの発明において、圧力昇圧機構は、塗料供給路の内径が狭められたオリフィスであると共に、オリフィスは、単一の孔部または複数の孔部から構成されている、ことが好ましい。

【0010】

また、上述のいずれかの発明またはそれらの組み合わせにおいて、圧力昇圧機構は、塗料供給路を流れる塗料に含まれている異物を除去する除去フィルタである、ことが好ましい。

【0011】

また、上述のいずれかの発明またはそれらの組み合わせにおいて、塗料供給機構には、塗料供給路と戻り流路とを接続すると共に塗装ヘッドと並列状態で塗料を流通させるバイパス流路が設けられていて、圧力昇圧機構は、バイパス流路よりも塗料供給路の上流側に設けられている、ことが好ましい。

【0012】

また、上述のいずれかの発明またはそれらの組み合わせにおいて、オリフィスは、塗料が流れる流路の開度を調整可能としている、ことが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、圧力の変動の影響を低減すると共に、空圧制御弁を操作可能な圧力レンジとすることが可能な塗装ロボットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施の形態に係る塗装ロボットの全体構成を示す概略図である。

【図2】図１に示す塗装ロボットのうち、塗料を吐出させるノズル形成面を正面視した状態を示す図である。

【図3】図１に示す塗装ロボットにおいて、複数の塗装ヘッドを千鳥状に配置した状態を示す図である。

【図4】図１に示す塗装ロボットにおいて、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5】図４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を示す断面図である。

【図6】図２に示す塗装ヘッドユニットとは異なる他の塗装ヘッドユニットにおけるノズル形成面の構成を示す平面図である。

【図7】図１に示す塗装ロボットが備える塗料供給機構等の概略的な構成を示す図である。

【図8】図７に示す塗料供給機構に設けられているオリフィスの構成例を示す図である。

【図9】図８に示すオリフィスとは別の構成のオリフィスを示す図である。

【図10】図８および図９に示すオリフィスとは別の構成のオリフィスを示す図である。

【図11】図１に示す塗装ロボットにおいて、制御的な構成の概略を示す図である。

【図12】図７に示す塗料供給機構に設けられているオリフィスの内径を、０．７５ｍｍ，１．０ｍｍ，１．２ｍｍとした場合における、流量と圧力損失の関係の実験結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の各実施の形態に係る塗装ロボット１０について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、必要に応じて、Ｘ方向はノズル形成面５２（塗装ヘッド５３）の長手方向とし、Ｘ１側は図２における右側、Ｘ２側は図２における左側とする。また、Ｙ方向はノズル形成面５２（塗装ヘッド５３）の短手方向（幅方向）とし、Ｙ１側は図２における紙面上側、Ｙ２側は図２における紙面下側とする。

【0016】

（１．インクジェット式の塗装ロボット１０の概要について）
本実施の形態の塗装ロボット１０は、自動車製造の工場における塗装ラインに位置する車両または車両部品（以下、車両の一部となる車両部品も車両として説明する）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。したがって、所定時間毎に、塗装ラインに沿って移動してくる車両に対し、一定の時間内に所望の塗装品質にて、塗装を行う必要がある。

【0017】

また、本実施の形態の塗装ロボット１０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。なお、塗装対象物は、車両や車両部品には限られず、自動車以外の各種部品（一例としては、飛行機や鉄道の外装部品）等、塗装を行う必要があるものであれば良い。

【0018】

（１－１．インクジェット式の塗装ロボット１０の全体構成について）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る塗装ロボット１０の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、塗装ロボット１０は、ロボット本体２０と、塗装ヘッドユニット５０とを主要な構成要素としている。図１に示す塗装ロボット１０は、その一例として、６軸の垂直多関節ロボットを示しているが、当該塗装ロボット１０は、６軸以外の垂直多関節型、水平多関節型、直交ロボット等、どのようなタイプのロボットでも良い。

【0019】

（１－２．ロボット本体について）
図１に示すように、ロボット本体２０は、基台２１と、第１～第６回転軸２２ａ～２２ｆと、脚部２３と、第１回動アーム２４と、第２回動アーム２５と、回転アーム２６と、リスト部２７と、これらを駆動させるための不図示のモータと、を主要な構成要素としている。なお、脚部２３からリスト部２７までの部分は、ロボットアームＲ１に対応するが、基台２１等のようなそれ以外の部分も、ロボットアームＲ１に対応するものとしても良い。

【0020】

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２３は、基台２１から上部に向かい立設された部分であり、図示を省略するモータ（第１モータ）の駆動によって第１回転軸２２ａを介して基台２１に対して回転可能に設けられている。なお、脚部２３は、基台２１に対して回転しないように構成しても良い。

【0021】

また、脚部２３の上端には、図示を省略するモータ（第２モータ）の駆動によって第２回転軸２２ｂを介して第１回動アーム２４が回動可能に設けられている。さらに、第１回動アーム２４の先端側には、図示を省略するモータ（第３モータ）の駆動によって第３回転軸２２ｃを介して第２回動アーム２５が回動可能に設けられている。

【0022】

また、第２回動アーム２５の先端側には、回転アーム２６が第２回動アーム２５の中心軸周りに回転可能に設けられている。この回転アーム２６は、図示を省略するモータ（第４モータ）の駆動によって、第４回転軸２２ｄを介して回転可能となっている。また、回転アーム２６の先端側には、リスト部２７が設けられている。このリスト部２７は、複数（たとえば２つ）の異なる向きの軸部を中心に、回転運動を可能としている。図１においては、その回転運動が可能な回転軸を、それぞれ第５回転軸２２ｅおよび第６回転軸２２ｆとしている。それにより、塗装ヘッドユニット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、軸部の個数は、２つ以上であれば幾つでも良い。

【0023】

また、リスト部２７には、塗装ヘッドユニット５０が取り付けられているが、この塗装ヘッドユニット５０は、リスト部２７に対して着脱自在に設けられていても良い。

【0024】

（１－３．塗装ヘッドユニットについて）
次に、塗装ヘッドユニット５０について説明する。図２は、塗装ヘッドユニット５０のうち、塗料を吐出させるノズル形成面５２を正面視した状態を示す図である。図２に示すように、塗装ヘッドユニット５０は、不図示のヘッドカバーを備え、そのヘッドカバー内に、種々の構成が内蔵されている。図２に示すように、ノズル形成面５２には、ノズル５４が塗装ヘッドユニット５０の長手方向に対して傾斜する方向に連なるノズル列５５が複数設けられている。かかるノズル列５５には、本実施の形態では、主走査方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ２側）に存在する第１ノズル列５５Ａと、主走査方向の他方側（Ｙ１側）に存在する第２ノズル列５５Ｂとが設けられている。

【0025】

なお、塗料を吐出する場合、第１ノズル列５５Ａにおける隣り合うノズル５４から吐出される液滴の間に、第２ノズル列５５Ｂにおけるノズル５４から吐出される液滴が着弾されるように、各ノズル５４の駆動タイミングが制御される。それにより、塗装の際にドット密度を向上させることができる。

【0026】

ところで、図２に示すように、ノズル形成面５２には、単一の塗装ヘッド５３が存在している。しかしながら、ノズル形成面５２には、複数の塗装ヘッド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３に示すように、複数の塗装ヘッド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、ヘッド群における塗装ヘッド５３の配置は千鳥状でなくても良い。

【0027】

図４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５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４および図５に示すように、塗装ヘッド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、後述する塗料供給機構７０の塗料供給路７２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。

【0028】

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圧電基板６２を用いてノズル５４から吐出させることができる。

【0029】

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、後述する塗料供給機構７０の戻り流路７３と接続されている。

【0030】

このような構成により、後述する塗料供給機構７０の塗料供給路７２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、後述する塗料供給機構７０の戻り流路７３へと戻される。

【0031】

なお、図４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。

【0032】

また、図５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。

【0033】

また、図５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と共通電極用の表面電極とは、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。

【0034】

なお、図５において、共通電極６４がノズル加圧室５９の天面に配置されているが、共通電極６４は、図５に示すような、ノズル加圧室５９の天面に配置されている構成には限られない。たとえば、共通電極６４は、ノズル加圧室５９の側面（上記の天面と直交または概ね直交する面）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。

【0035】

（１－４．塗装ヘッドユニットの他の構成について）
次に、塗装ヘッドユニット５０の他の構成について説明する。図６は、他の塗装ヘッドユニット５０のノズル形成面５２の構成を示す平面図である。図６に示すように、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；Ｙ方向）に沿って並ぶことでノズル列５５を構成するようにしても良い。なお、図６に示す構成では、複数のノズル５４が塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に並んでノズル列５５を構成しているが、１つの（単一の）ノズル５４のみが塗装ヘッド５３の短手方向（幅方向；主走査方向）に配置される構成としても良い。すなわち、ノズル列５５が１つのノズル５４から構成されていても良い。

【0036】

また、図６に示すような塗装ヘッド５３を用いて車両に塗装を行う場合、塗装ヘッド５３の長手方向が、塗装ヘッド５３の主走査方向に対して若干傾斜させた状態で塗装を実行するようにしても良い。たとえば、図２に示す塗装ヘッド５３の構成では、ノズル列５５は主走査方向に対して角度αだけ傾斜しているとすると、塗装ヘッド５３の長手方向を、塗装ヘッド５３の主走査方向に対して角度αだけ傾斜させるようにすればよい。このように傾斜させる場合には、各ノズル５４からの塗料の吐出タイミングを調整するだけで、図２に示す塗装ヘッド５３と同等の塗装を実現することができる。

【0037】

（１－５．塗料供給機構について）
次に、塗料供給機構７０およびその塗料供給機構７０が備える気泡除去部材および流量計について説明する。

【0038】

図７は、塗料供給機構７０等の概略的な構成を示す図である。この塗料供給機構７０は、塗料循環経路７１と、外部供給路７５と、気泡除去部材７６と、供給ポンプ９０と、吸引ポンプ９１と、エアオペレートペイントレギュレータ（ＡＯＰＲ; Air Operate Paint Regulator）９２と、二次側比例制御弁９３と、脱気モジュール９４と、除去フィルタ９５と、オリフィス９６と、圧力センサＳ１～Ｓ８と、第１流量計ＦＭ１と、第２流量計ＦＭ２とを主要な構成要素としている。

【0039】

塗料循環経路７１は、塗料を循環させるための流路であり、塗料供給路７２と、戻り流路７３と、バイパス流路７４とを有している。塗料供給路７２は、外部供給路７５から供給された、または戻り流路７３から戻ってきた塗料を、塗装ヘッド５３に向けて供給するための流路であり、上述した供給側大流路５７と接続されている。

【0040】

戻り流路７３は、塗装ヘッド５３の排出側大流路６１と接続されていて、塗装ヘッド５３で吐出されなかった塗料を、気泡除去部材７６へと戻すための流路である。

【0041】

バイパス流路７４は、塗料供給路７２と戻り流路７３とを接続する流路である。すなわち、バイパス流路７４は、塗装ヘッド５３と並列状態で設けられていて、塗装ヘッド５３から塗料が不吐出となる場合には、後述する三方弁７７の作動を切り替えることで、このバイパス流路７４に塗料が流される。

【0042】

外部供給路７５は、サーキュレーションタンクのような塗料の貯留部位側から供給される塗料を、気泡除去部材７６のタンク本体の内部に供給するための管路である。

【0043】

気泡除去部材７６は、塗料に含まれる気泡を除去するための部材である。この気泡除去部材７６は、ロボットアームＲ１外の姿勢が変化しない安定部位に設けられている。また、気泡除去部材７６は、塗料供給路７２に対して塗料を供給可能に接続されていると共に、戻り流路７３から塗料を供給されるように当該戻り流路７３に接続されている。この気泡除去部材７６は、外部から密閉可能なタンク本体を備えていて、そのタンク本体には、内部に溜まった気泡による気体を排出する排出口が設けられている。

【0044】

また、塗料供給路７２は、後述するＡＯＰＲ９２よりも下流側で三方弁７７に接続されている。この三方弁７７は、塗料供給路７２の中途部に接続されると共に、バイパス流路７４にも接続されている。したがって、塗装時には塗料供給路７２の三方弁７７よりも上流側と下流側とが開状態となって、塗装ヘッド５３へ塗料が供給される。一方、塗装を行わない場合には、塗料供給路７２からバイパス流路７４へと塗料が流れるが、塗料供給路７２の下流側（塗装ヘッド５３側）には塗料が供給されないように切り替えられる。

【0045】

また、上述したバイパス流路７４の中途部分には、開閉弁７８が設けられている。この開閉弁７８を開くように作動させることで、塗料はバイパス流路７４を流れることが可能となっている。

【0046】

さらに、開閉弁７８よりもバイパス流路７４の下流側には、三方弁７９が接続されていて、さらにこの三方弁７９には戻り流路７３の上流側（すなわち戻り流路７３の塗装ヘッド５３側）と下流側（すなわち戻り流路７３の後述する吸引ポンプ９１側）とが接続されている。このため、塗装を行う場合には、戻り流路７３の三方弁７９よりも上流側と下流側とが開状態となり、塗装ヘッド５３から吐出されなかった塗料が戻り流路７３の下流側へと流れる。一方、塗装を行わない場合には、三方弁７９は、バイパス流路７４を流れる塗料が、戻り流路７３の下流側（吸引ポンプ９１側）に塗料が流れるように切り替えられる。

【0047】

また、戻り流路７３のうち、後述する吸引ポンプ９１よりも下流側には、切替弁８０が配置されている。この切替弁８０も三方弁であり、戻り流路７３の上流側および下流側以外に、排出路８１にも接続されている。この切替弁８０は、通常の状態では、戻り流路７３の上流側と下流側とで、塗料が流れる状態となっている。しかしながら、たとえば洗浄用の液体が塗料供給路７２から塗装ヘッド５３またはバイパス流路７４を介して戻り流路７３まで流れた場合に、切替弁８０の作動が切り替えられて、上記の洗浄用の液体（廃液）が排出路８１を介して排出される。

【0048】

なお、戻り流路７３は、切替弁８０よりも下流側で、上述した気泡除去部材７６に接続されている。

【0049】

また、塗料供給路７２の中途部には、供給ポンプ９０が接続されている。なお、供給ポンプ９０は、塗料移送手段および塗料供給手段に対応する。供給ポンプ９０は、塗料供給路７２を流れる塗料に対し、当該供給ポンプ９０よりも下流側に向かって正圧を加えるための手段である。なお、供給ポンプ９０としては、回転数を制御することで、塗料の供給量を制御することが可能なギヤポンプを用いることが好ましい。しかしながら、供給ポンプ９０は、ギヤポンプ以外のポンプを用いるようにしても良い。この供給ポンプ９０は、後述する制御部１００で作動が制御させられる。それによって、供給ポンプ９０の作動は、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。

【0050】

また、戻り流路７３の中途部には、吸引ポンプ９１が接続されている。なお、吸引ポンプ９１は、塗料移送手段および塗料回収手段に対応する。吸引ポンプ９１は、戻り流路７３を流れる塗料に対し、当該吸引ポンプ９１よりも上流側に負圧を加える手段である。なお、吸引ポンプ９１としては、上記の供給ポンプ９０と同様に、回転数を制御することで、塗料の供給量を制御することが可能なギヤポンプを用いることが好ましい。しかしながら、吸引ポンプ９１は、ギヤポンプ以外のポンプを用いるようにしても良い。この吸引ポンプ９１も、後述する制御部１００で作動が制御させられる。それによって、吸引ポンプ９１の作動は、その下流側が所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。

【0051】

また、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側には、ＡＯＰＲ９２が配置されている。ＡＯＰＲ９２は、入力される空気圧に応じて、当該ＡＯＰＲ９２から供給される塗料の圧力を制御する（一定に保つ）ための、塗料用のレギュレータである。すなわち、ＡＯＰＲ９２は、入力される空気圧に対し、例えば１／２０倍～２倍等のような、所定の比率にて、当該ＡＯＰＲ９２から供給される塗料の圧力を制御する（その圧力を維持する）ように設けられている。このように、ＡＯＰＲ９２は、電気的には制御されずに空気圧で制御されるため、電気機器を用いることが困難な防爆環境下においても、使用することが可能となっている。

【0052】

上記のＡＯＰＲ９２は、後述する制御部１００での制御により、制御エア圧に応じて開度を調整可能となっている。それにより、ＡＯＰＲ９２の上流側の圧力に対応して、ＡＯＰＲ９２の下流側の圧力を、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。

【0053】

また、戻り流路７３において、吸引ポンプ９１よりも上流側には、二次側比例制御弁９３が配置されている。二次側比例制御弁９３は、吸引ポンプ９１での脈動を緩和して、一定の圧力（負圧）で塗料を吸引するものである。この二次側比例制御弁９３も、後述する制御部１００での制御により、制御エア圧や電気信号に応じて開度を調整可能となっている。それにより、当該二次側比例制御弁９３の下流側の圧力に対応して、二次側比例制御弁９３の上流側の圧力を、所定の圧力設定値となるように制御可能となっている。

【0054】

なお、本実施の形態では、塗装ヘッド５３よりも上流側に、ＡＯＰＲ９２が配置されていて、このＡＯＰＲ９２にて、塗料の供給圧力が制御されている。このため、ＡＯＰＲ９２ではなく電気制御式の比例制御弁を用いる場合と比較すると、二次側比例制御弁９３においては、供給される塗料の圧力変動を低く抑えることができる。そのため、制御部１００に基づく、二次側比例制御弁９３の圧力制御が容易となっている。

【0055】

また、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側かつＡＯＰＲ９２よりも上流側には、脱気モジュール９４が配置されている。脱気モジュール９４は、後述する除去フィルタ９５よりも塗料供給路７２の下流側に配置されていて、塗料に溶存している溶存気体を除去（脱気）するための部材である。

【0056】

また、塗料供給路７２において、脱気モジュール９４よりも上流側であって供給ポンプ９０よりも下流側には、除去フィルタ９５が配置されている。除去フィルタ９５は、塗料供給路７２を流れる塗料に含まれている異物を除去するものである。除去フィルタ９５は、たとえば顔料が含まれる塗料中から、粗大異物や顔料凝集物を確実に除去することで、塗装ヘッド５３が正常に作動し続けるのを保つものである。

【0057】

なお、上記の除去フィルタ９５と同様の除去フィルタを、脱気モジュール９４とＡＯＰＲ９２の間に追加的に設けるようにしても良い。この場合には、追加的な除去フィルタは、圧力昇圧機構に対応するが、その追加的な除去フィルタとは異なる除去フィルタ９５が圧力昇圧機構に対応するものとしても良く、追加的な除去フィルタと除去フィルタ９５の双方が圧力昇圧機構に対応するものとしても良い。また、脱気モジュール９４よりも上流側に除去フィルタ９５を設けずに、脱気モジュール９４とＡＯＰＲ９２の間に、除去フィルタを設けるようにしても良い。

【0058】

また、塗料供給路７２において、ＡＯＰＲ９２よりも下流側には、圧力昇圧機構に対応するオリフィス９６が設けられている。このオリフィス９６は、塗料供給路７２の内径を、塗料供給路７２の他の部位よりも狭めている（小径としている）部位であり、所定の長さを有している。しかしながら、オリフィス９６は、例えばオリフィス板を設ける等により、さほどの長さを有しない構成としても良い。

【0059】

また、オリフィス９６としては、種々のタイプのものを用いることが可能である。例えば、オリフィス９６は、図８に示すように、塗料供給路７２の中央部分の内径が所定長さだけ絞られているタイプであっても良い。この場合において、オリフィス９６は、図９に示すように、塗料供給路７２の中央部分の内径が、図８に示す構成よりも十分長い、所定長さＬだけ絞られているタイプであっても良い。また、オリフィス９６は、図１０に示すように、複数の小径の孔から構成されるタイプであっても良い。また、オリフィス９６は、エア圧による制御または電気的な制御によって、開口面積が変動する、可変オリフィスであっても良い。

【0060】

なお、塗料供給路７２およびオリフィス９６の寸法の一例としては、オリフィス９６以外の塗料供給路７２の内径を２．５～８ｍｍとした場合において、オリフィス９６の内径を０．１～５ｍｍとし、さらにオリフィス９６の長さを０．１～５ｍｍとするものが挙げられるが、かかる寸法以外に、適宜の寸法を採用することが可能である。

【0061】

上記のオリフィス９６の存在により、塗料供給路７２におけるオリフィス９６よりも上流側においては、塗料の粘性による圧力損失が生じる。それにより、ＡＯＰＲ９２においては、圧力の上昇が生じる。ここで、ＡＯＰＲ９２は、操作可能な圧力レンジの最低圧力値が、電気制御式の比例制御弁よりも高い状態となっている。また、ＡＯＰＲ９２は、入力されるエア圧が高い側では、エア圧が低い側と比較して、誤差が小さな状態で圧力の調整（圧力制御）が可能である、という特徴がある。

【0062】

上記のＡＯＰＲ９２の制御の一例としては、実験等で確認されたものとしては、塗料を所定の流量とする場合において、塗料供給路７２にオリフィス９６が存在しない場合、ＡＯＰＲ９２に対し入力が必要なエア圧は、５ＫＰａである。この場合、入力が必要なエア圧が５ＫＰａから±１ＫＰａ変動すると、約２０％程度、圧力が変動してしまう状態となる。一方、所定のオリフィス９６を塗料供給路７２に設けた場合、ＡＯＰＲ９２に対し入力が必要なエア圧は、１７ＫＰａである。この場合、入力が必要なエア圧が１７ＫＰａから±１ＫＰａ変動したとしても、圧力の変動は、約５．９％程度となり、圧力変動の影響を小さくすることが可能となる。

【0063】

また、ＡＯＰＲ９２の制御の別の例としては、実験等で確認されたものとしては、塗料を所定の流量とする場合において、塗料供給路７２にオリフィス９６が存在しない場合、ＡＯＰＲ９２に対し入力が必要なエア圧は、１５ＫＰａである。この場合、入力が必要なエア圧が１５ＫＰａから±１ＫＰａ変動すると、約６．７％程度、圧力が変動してしまう状態となる。一方、所定のオリフィス９６を塗料供給路７２に設けた場合、ＡＯＰＲ９２に対し入力が必要なエア圧は、３９ＫＰａである。この場合、入力が必要なエア圧が３９ＫＰａから±１ＫＰａ変動したとしても、圧力の変動は、約２．６％程度となり、圧力変動の影響を小さくすることが可能となる。

【0064】

次に、圧力センサＳ１～Ｓ８および流量計ＦＭ１，ＦＭ２について説明する。塗料供給路７２において、供給ポンプ９０の上流側には圧力センサＳ１が配置されている。加えて、塗料供給路７２において、供給ポンプ９０よりも下流側であって除去フィルタ９５よりも上流側には圧力センサＳ２が配置されている。圧力センサＳ１は供給ポンプ９０への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ２は供給ポンプ９０から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。

【0065】

このように、圧力センサＳ１，Ｓ２によって、供給ポンプ９０の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、供給ポンプ９０の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、供給ポンプ９０の推定圧力は、圧力センサＳ１の圧力値と圧力センサＳ２の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。また、上記の推定圧力は、水頭圧および水頭圧差の算出に用いられる。

【0066】

また、上述した脱気モジュール９４には、吸引管路９７を介して真空ポンプ９８が接続されている。真空ポンプ９８は、上述したように、脱気モジュール９４の筐体内部（中空糸膜の内部）を減圧するための装置である。この減圧により、筐体内部に供給されている塗料に溶存している溶存気体を除去（脱気）される。

【0067】

また、圧力センサＳ３は、上記の真空ポンプ９８と脱気モジュール９４の間の吸引管路９７の圧力を測定している。

【0068】

なお、塗料供給路７２において、脱気モジュール９４よりも下流側であって、ＡＯＰＲ９２よりも上流側には、第１流量計ＦＭ１が配置されている。第１流量計ＦＭ１は、ＡＯＰＲ９２へ送り込まれる塗料の流量を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。この第１流量計ＦＭ１は、たとえば超音波方式、光学式、電磁式、熱式等のような、可動部分が存在しない非接触型の流量計であるので、塗料供給路７２の外部に第１流量計ＦＭ１が設置されている。なお、第１流量計ＦＭ１は、可動部分の存在する流量計を用いるようにしても良い。

【0069】

ここで、第１流量計ＦＭ１が光学式である場合には、塗料供給路７２のうち少なくとも第１流量計ＦＭ１で流量を測定する部分は、透明に設けられる。しかしながら、第１流量計ＦＭ１が光学式以外の超音波方式である場合には、塗料供給路７２のうち少なくとも第１流量計ＦＭ１で流量を測定する部分は、透明に設ける必要がない。

【0070】

また、塗料供給路７２において、第１流量計ＦＭ１よりも下流側であってＡＯＰＲ９２よりも上流側には、圧力センサＳ４が配置されている。また、塗料供給路７２において、ＡＯＰＲ９２よりも下流側であって三方弁７７およびオリフィス９６よりも上流側には、圧力センサＳ５が配置されている。圧力センサＳ４はＡＯＰＲ９２への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ５はＡＯＰＲ９２から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。

【0071】

このように、圧力センサＳ４，Ｓ５によって、ＡＯＰＲ９２の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、ＡＯＰＲ９２の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、ＡＯＰＲ９２の推定圧力は、圧力センサＳ４の圧力値と圧力センサＳ５の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。

【0072】

なお、塗料供給機構７０には、上記の圧力センサＳ４が設けられることが好ましいが、この圧力センサＳ４を省略する構成を採用しても良い。また、圧力センサＳ４は、塗装ヘッドユニット５０側に設けても良いが、第２回動アーム２５側（ロボットアームＲ１側）に設けても良い。また、圧力センサＳ４は、第１流量計ＦＭ１よりも上流側に設けるようにしても良い。

【0073】

また、戻り流路７３において、三方弁７９よりも下流側であって二次側比例制御弁９３よりも上流側には、圧力センサＳ６が配置されている。また、戻り流路７３において、二次側比例制御弁９３よりも下流側の流量計ＦＭ２（後述）のさらに下流側には、圧力センサＳ７が配置されている。圧力センサＳ６は二次側比例制御弁９３への塗料の供給圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。また、圧力センサＳ７は二次側比例制御弁９３から吐出される塗料の圧力（すなわち、吸引ポンプ９１への塗料の供給圧力）を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。

【0074】

このように、圧力センサＳ６，Ｓ７によって、二次側比例制御弁９３の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、二次側比例制御弁９３の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、二次側比例制御弁９３の推定圧力は、圧力センサＳ６の圧力値と圧力センサＳ７の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。

【0075】

なお、戻り流路７３において、二次側比例制御弁９３よりも下流側であって流量計ＦＭ２の上流側に、圧力センサを配置するようにしても良い。

【0076】

また、戻り流路７３において、二次側比例制御弁９３よりも下流側には、第２流量計ＦＭ２が配置されている。第２流量計ＦＭ２は、吸引ポンプ９１へ送り込まれる塗料の流量を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。この第２流量計ＦＭ２も、上記の第１流量計ＦＭ１と同様に、たとえば超音波方式、光学式、電磁式、熱式等のような、可動部分が存在しない非接触型の流量計であるので、その詳細についての説明は省略する。なお、第２流量計ＦＭ２も、可動部分の存在する流量計を用いるようにしても良い。

【0077】

また、戻り流路７３において、吸引ポンプ９１よりも下流側であって、上述した切替弁８０よりも上流側には圧力センサＳ８が配置されている。圧力センサＳ８は吸引ポンプ９１から吐出される塗料の圧力を測定し、その測定結果を制御部１００へ送信する。

【0078】

このように、圧力センサＳ７，Ｓ８によって、吸引ポンプ９１の上流側と下流側で塗料の圧力を測定することで、吸引ポンプ９１の推定圧力を精度良く測定することが可能となっている。なお、吸引ポンプ９１の推定圧力は、圧力センサＳ７の圧力値と圧力センサＳ８の圧力値の平均値としても良く、いずれか一方の圧力値としても良い。

【0079】

（１－８．制御部の概略的な構成について）

【0080】

次に、塗装ロボット１０の作動を制御するための制御部１００の概略的な構成について説明する。図１１は、塗装ロボット１０の制御部１００を中心とした制御的な概略構成を示す図である。図１１に示すように、制御部１００は、主制御部１１０と、アーム制御部１２０と、ヘッド制御部１３０と、塗料供給制御部１４０と、制御用メモリ１５０と、位置センサ３００と、傾きセンサ３１０とを主要な構成要素としている。また、塗装ロボット１０は、画像処理装置２００に接続されることで、塗装ロボットシステムを構成している。

【0081】

なお、主制御部１１０、アーム制御部１２０、ヘッド制御部１３０、塗料供給制御部１４０および後述する画像処理部２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶部位（ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、不揮発メモリ等）等のメモリ２２０、その他の要素から構成されている。なお、画像処理部２１０は、画像処理性能に優れたＣＰＵと共に、またはＣＰＵに代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を用いるようにしても良い。

【0082】

上記の制御的な構成のうち、主制御部１１０は、ロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）、塗料供給機構７０の各作動部、および圧電基板６２が協働して塗装対象物に対して塗装が実行されるように、上述したアーム制御部１２０、ヘッド制御部１３０および塗料供給制御部１４０に所定の制御信号を送信する部分である。

【0083】

また、アーム制御部１２０は、上述したロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）の駆動を制御する部分である。このアーム制御部１２０は、アーム用メモリ１２１を備えていて、アーム用メモリ１２１には、塗装ヘッド５３における塗装可能な塗装幅を勘案したロボットティーチングによって作成された、塗装ヘッド５３の軌跡に関するデータ（軌跡データ）、および塗装ヘッド５３の傾き等の姿勢に関する姿勢データが記憶されている。

【0084】

そして、アーム制御部１２０では、アーム用メモリ１２１に記憶された軌跡データ、姿勢データおよび後述する画像処理部２１０での画像処理に基づいて、上述したロボットアームＲ１の各モータ（第１～第６モータ）の駆動を制御する。その制御により、塗装ヘッド５３は、塗装を実行するための所望の位置を、所望の速度で通過したり、所定の位置で停止することができる。なお、アーム用メモリ１２１は、塗装ロボット１０が備えていても良いが、塗装ロボット１０の外部にアーム用メモリ１２１が存在し、そのアーム用メモリ１２１に対して、有線または無線の通信手段を介して、情報の送受信を可能としても良い。

【0085】

また、ヘッド制御部１３０は、画像処理装置２００での画像処理に基づいて、塗装ヘッドユニット５０内の圧電基板６２の作動を制御する部分である。このヘッド制御部１３０は、後述する位置センサ３００、傾きセンサ３１０等の位置を検出する手段によって軌跡データにおける所定の位置に到達したときに、その位置に対応した分割塗装データに基づいて、塗料の吐出を制御する。なお、この場合、車両の膜厚が均一となるように、圧電基板６２の駆動周波数を制御してノズル５４から吐出されるドット数（液滴の数）を制御したり、圧電基板６２に印加する電圧を制御して、ノズル５４から吐出される液滴のサイズを制御する。

【0086】

また、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３への塗料の供給を制御する部分であり、具体的には塗料供給機構７０における、供給ポンプ９０、吸引ポンプ９１、ＡＯＰＲ９２、二次側比例制御弁９３、真空ポンプ９８、三方弁７７，７９、開閉弁７８、切替弁８０等の各作動部位の作動を制御する。このとき、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３に対して一定の圧力にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁等の作動部位の作動を制御することが好ましい。しかしながら、塗料供給制御部１４０は、塗装ヘッド５３に対して一定の流量にて塗料が供給されるように、上記のポンプや弁等の作動部位の作動を制御可能であっても良い。

【0087】

ここで、塗料供給制御部１４０は、制御用メモリ１５０に対してアクセス可能となっており、かかるアクセスによって、この制御用メモリ１５０に記憶されている適宜の圧力設定値を読み出すことが可能となっている。

【0088】

また、位置センサ３００は、塗装ヘッド５３の現在の位置を検出するセンサである。かかる位置センサ３００としては、ロータリエンコーダ、レゾルバ、レーザセンサ、その他、種々のセンサを用いることが可能である。また、傾きセンサ３１０は、塗装ヘッド５３の傾斜角度を検出するセンサであり、角度検出手段に対応する。かかる傾きセンサ３１０としては、たとえば、ジャイロセンサ、加速度センサ、傾斜センサ、その他、種々のセンサを用いることが可能である。

【0089】

（２．実験結果について）
以上のような、オリフィス９６が塗料供給路７２に設けられている場合における、実験結果について、図１２に基づいて説明する。

【0090】

図１２は、オリフィス９６の内径を、０．７５ｍｍ，１．０ｍｍ，１．２ｍｍとした場合における、流量と圧力損失の関係の実験結果を示す図である。この図１２において、例えば、塗料供給路７２の流量が５０ｃｃ／ｍｉｎの場合における圧力損失は、オリフィス９６の内径を０．７５ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が１０ＫＰａであり、２回目の実験結果が１１ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．０ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が３ＫＰａであり、２回目の実験結果が２ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．２ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が２ＫＰａであり、２回目の実験結果が２ＫＰａである。

【0091】

また、塗料供給路７２の流量が１００ｃｃ／ｍｉｎの場合における圧力損失は、オリフィス９６の内径を０．７５ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が２７ＫＰａであり、２回目の実験結果が２７ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．０ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が１０ＫＰａであり、２回目の実験結果が９ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．２ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が５ＫＰａであり、２回目の実験結果が６ＫＰａである。

【0092】

また、塗料供給路７２の流量が１５０ｃｃ／ｍｉｎの場合における圧力損失は、オリフィス９６の内径を０．７５ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が４８ＫＰａであり、２回目の実験結果が４８ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．０ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が１７ＫＰａであり、２回目の実験結果が１７ＫＰａである。また、同条件下において、オリフィス９６の内径を１．２ｍｍとした場合には、１回目の実験結果が９ＫＰａであり、２回目の実験結果が９ＫＰａである。

【0093】

（３．効果について）
以上のような構成の塗装ロボット１０においては、液滴を吐出する複数のノズル５４と、駆動することでノズル５４から液滴を押し出すための圧電基板６２を備える塗装ヘッド５３を備える塗装ヘッドユニット５０と、塗装ヘッドユニット５０を先端に装着すると共に、当該塗装ヘッドユニット５０を所望の位置へ移動させるロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられている塗料供給機構７０と、を備える。そして、塗料供給機構７０は、塗装ヘッド５３に向けて塗料を供給する塗料供給路７２と、塗装ヘッド５３の塗料排出側に接続され、ノズル５４から吐出されなかった塗料を回収する戻り流路７３と、塗料供給路７２に設けられ、制御された空気圧に応じて弁開度を調整可能なＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）と、塗料供給路７２においてＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）よりも塗装ヘッド５３側に向かう下流側またはＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）よりも上流側に設けられ、ＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）に供給される塗料の圧力を上昇させるオリフィス９６（圧力昇圧機構）と、を備えている。

【0094】

このような構成とすることにより、塗料供給路７２を流れる塗料は、オリフィス９６（圧力昇圧機構）を流れる際に、圧力損失を大きくすることができる。このため、オリフィス９６（圧力昇圧機構）よりも塗料供給路７２の上流側では、塗料の供給圧力を高くすることができる。それにより、オリフィス９６（圧力昇圧機構）の上流側で塗料に入力される圧力値に対する圧力変動の割合を低下させることが可能となる。

【0095】

すなわち、オリフィス９６（圧力昇圧機構）がない場合には、わずかな圧力の変動によって、塗料の流量が変わり、それによってノズル５４から吐出される塗料の吐出量のばらつきにより、塗装品質が低下する虞がある。しかしながら、上記のように、オリフィス９６（圧力昇圧機構）が存在することにより、塗料供給路７２においてオリフィス９６（圧力昇圧機構）よりも上流側で多少の圧力変動が生じても、塗装品質に影響を及ぼさない範囲に収束させることができ、結果的に塗装品質を向上させることができる。

【0096】

また、オリフィス９６（圧力昇圧機構）よりも塗料供給路７２の上流側では、塗料の供給圧力を高くすることができるので、操作可能な圧力レンジが、電気機器である比例制御弁よりも高めであるＡＯＰＲ９２（空気圧弁）を用いることが可能となる。そのため、電気機器である比例制御弁を用いずに済む。そのため、塗装ロボット１０は、防爆環境に好適な構成とすることが可能となる。

【0097】

また、ＡＯＰＲ９２（空気圧弁）を用いることにより、電気機器である比例制御弁を用いる場合と比較すると、ユーザが設定する圧力に対して、操作可能な圧力レンジを広げることが可能となる。

【0098】

また、本実施の形態では、戻り流路７３には、電気的な操作によって弁開度を調整可能な二次側比例制御弁９３（電気操作弁）が設けられている。このように構成する場合には、塗料循環経路７１においては、二次側比例制御弁９３（電気操作弁）の上流側に、ＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）が配置される状態となる。そのため、二次側比例制御弁９３（電気操作弁）の入力側（上流側；一次側）の圧力を安定化させることができ、それによって、二次側比例制御弁９３（電気操作弁）の出力側（下流側；二次側）の圧力コントロールが容易となる。

【0099】

また、本実施の形態では、圧力昇圧機構は、塗料供給路７２の内径が狭められたオリフィス９６であると共に、オリフィス９６は、図８または図９に示すような単一の孔部から構成されても、図１０に示すような、複数の孔部から構成されても良い。このように構成する場合には、塗料がオリフィス９６を通過する場合、単一の孔部または複数の孔部を通過することになる。そのため、その通過に際して、塗料にずり応力を及ぼさせることが可能となり、塗料の粘度を低下させることが可能となる。このため、オリフィス９６の通過後の塗料は、良好にノズル５４から吐出させることが可能となり、またノズル５４から吐出されなかった塗料においては、戻り流路７３を介して戻す際に、その流動性を高めることが可能となる。

【0100】

また、本実施の形態では、圧力昇圧機構は、塗料供給路７２を流れる塗料に含まれている異物を除去する除去フィルタとすることができる。このように構成する場合には、塗料は、除去フィルタに存在する複数の孔部を通過することになる。そのため、その通過に際して、塗料にずり応力を及ぼさせることが可能となり、塗料の粘度を低下させることが可能となる。このため、除去フィルタの通過後の塗料は、良好にノズル５４から吐出させることが可能となり、またノズル５４から吐出されなかった塗料においては、戻り流路７３を介して戻す際に、その流動性を高めることが可能となる。

【0101】

また、本実施の形態では、塗料供給機構７０には、塗料供給路７２と戻り流路７３とを接続すると共に塗装ヘッド５３と並列状態で塗料を流通させるバイパス流路７４が設けられていて、オリフィス９６（圧力昇圧機構）は、バイパス流路７４よりも塗料供給路７２の上流側に設けられている。

【0102】

このように構成する場合には、オリフィス９６（圧力昇圧機構）は、バイパス流路７４よりも塗料供給路７２の上流側に設けられているため、塗装ヘッド５３から吐出されない塗料も、オリフィス９６（圧力昇圧機構）を通過する。そのため、オリフィス９６（圧力昇圧機構）を通過する際に、塗料の粘度を低下させることができる。したがって、塗装ヘッド５３から吐出されなかった塗料を、バイパス流路７４を介して循環させてオリフィス９６（圧力昇圧機構）を通過させることで、塗料の粘度を良好に低下させることが可能となる。

【0103】

また、本実施の形態では、オリフィス９６は、塗料が流れる流路の開度を調整可能とする構成とすることもできる。このように構成する場合には、オリフィス９６は、流路の開度を調整することができるので、塗料供給路７２等を洗浄する際には、オリフィス９６の開度を大きくして洗浄性を高めることが可能となる。また、オリフィス９６の開度を調整することにより、ＡＯＰＲ９２（空圧制御弁）での操作性を良好な範囲へと調整することが可能となる。

【0104】

（４．変形例について）
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態以外に、種々変形可能である。以下に、変形例について説明する。

【0105】

上述した実施の形態では、圧力センサＳ１～Ｓ８と、第１流量計ＦＭ１、第２流量計ＦＭ２を備える構成を採用している。しかしながら、第１流量計ＦＭ１および第２流量計ＦＭ２を備える場合には、圧力センサＳ１～Ｓ８のうち少なくとも１つを省略しても良く、圧力センサＳ１～Ｓ８を備える場合には、第１流量計ＦＭ１と第２流量計ＦＭ２のうち少なくとも１つを省略しても良い。

【0106】

また、上述の実施の形態では、オリフィス９６は、塗料供給路７２において、三方弁７７よりも上流側に設けられている。しかしながら、オリフィス９６は、塗料供給路７２において、三方弁７７よりも下流側かつ塗装ヘッド５３よりも上流側に設けるようにしても良い。

【0107】

また、上述の実施の形態では、塗料供給路７２において、ＡＯＰＲ９２の下流側に、オリフィス９６を設けている。しかしながら、ＡＯＰＲ９２の圧力レンジが、二次側比例制御弁９３と比較してさほど高くなかったり、オリフィス９６以外に圧力損失を生じさせる部位が存在する場合には、オリフィス９６を省略する構成を採用しても良い。

【符号の説明】

【0108】

１０…塗装ロボット、２０…ロボット本体、２１…基台、２２ａ…第１回転軸、２２ｂ…第２回転軸、２２ｃ…第３回転軸、２２ｄ…第４回転軸、２２ｅ…第５回転軸、２２ｆ…第６回転軸、２４…第１回動アーム、２５…第２回動アーム、２６…回転アーム、２７…リスト部、５０…塗装ヘッドユニット、５２…ノズル形成面、５３…塗装ヘッド、５４…ノズル、５５…ノズル列、５５Ａ…第１ノズル列、５５Ｂ…第２ノズル列、５７…供給側大流路、５８…列方向供給流路、５９…ノズル加圧室、５９ａ…ノズル供給流路、５９ｂ…ノズル排出流路、６０…列方向排出流路、６１…排出側大流路、６２…圧電基板、６３ａ…圧電セラミック層、６３ｂ…圧電セラミック層、６４…共通電極、６５…個別電極、７０…塗料供給機構、７１…塗料循環経路、７２…塗料供給路、７３…戻り流路、７４…バイパス流路、７５…外部供給路、７６…気泡除去部材、７７…三方弁、７８…開閉弁、７９…三方弁、８０…切替弁、８１…排出路、９０…供給ポンプ（塗料供給手段に対応）、９１…吸引ポンプ（塗料回収手段に対応）、９２…ＡＯＰＲ（空圧制御弁に対応）、９３…二次側比例制御弁（電気操作弁に対応）、９４…脱気モジュール、９５…除去フィルタ、９６…オリフィス（圧力昇圧機構に対応）、９７…吸引管路、９８…真空ポンプ、１００…制御部、１１０…主制御部、１２０…アーム制御部、１２１…アーム用メモリ、１３０…ヘッド制御部、１４０…塗料供給制御部、１５０…制御用メモリ、２００…画像処理装置、２１０…画像処理部、２２０…メモリ、３００…位置センサ、３１０…傾きセンサ（角度検出手段に対応）、ＦＭ１…第１流量計、ＦＭ２…第２流量計、Ｒ１…ロボットアーム、Ｓ１～Ｓ８…圧力センサ

【要約】

【課題】圧力の変動の影響を低減すると共に、空圧制御弁を操作可能な圧力レンジとすることが可能な塗装ロボットを提供することを目的とする。
【解決手段】塗装ロボット１０は、液滴を吐出する複数のノズル５４と、ノズル５４から液滴を押し出すための圧電基板６２を備える塗装ヘッド５３を備える塗装ヘッドユニット５０と、当該塗装ヘッドユニット５０を所望の位置へ移動させるロボットアームＲ１と、ロボットアームＲ１と塗装ヘッドユニット５０の間に亘って設けられる塗料供給機構７０とを備える。また、塗料供給機構７０は、塗装ヘッド５３に向けて塗料を供給する塗料供給路７２と、ノズル５４から吐出されなかった塗料を回収する戻り流路７３と、塗料供給路７２に設けられ、制御された空気圧に応じて弁開度を調整可能なＡＯＰＲ９２と、塗料供給路７２においてＡＯＰＲ９２よりも塗装ヘッド５３側に向かう下流側に設けられるオリフィス９６とを備えている。
【選択図】図７

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】