(57)【要約】【課題】パウチバッグ内の塗料充填状態を正確に検出できるとともに、パウチバッグの破損を防止できる塗料カートリッジを提供すること。【解決手段】本発明の塗料カートリッジ１０は、カートリッジ本体１１及びパウチバッグ３２を備える。パウチバッグ３２の開口端３２ａから非開口端３２ｂまでの距離は、塗料充填時におけるパウチバッグ３２の膨張に伴い短くなり、塗料排出時におけるパウチバッグ３２の萎縮に伴い長くなる。なお、塗料充填状態は、光路Ｋ１上に非開口端３２ｂが存在するか否かを検知することで検出される。また、カートリッジ本体１１内におけるパウチ容器３１の外側には膨張規制部材４１が設けられる。膨張規制部材４１は、パウチバッグ３２の外側面に当接してパウチバッグ３２の膨張を規制し、パウチバッグ３２の形状を安定化する。【選択図】図２
2008100145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に設けられその内部に塗料が充填可能なパウチバッグの開口端側にスパウトを配置してなるパウチ容器とを備え、前記パウチバッグの開口端から非開口端までの距離が、塗料充填時における前記パウチバッグの膨張に伴い短くなる一方、塗料排出時における前記パウチバッグの萎縮に伴い長くなり、光路上に前記非開口端が存在するか否かを光学的に検知することにより前記パウチバッグ内の塗料充填状態が検出可能な塗料カートリッジであって、
前記パウチバッグの外側面に当接して前記パウチバッグの膨張を規制することにより塗料充填時における前記パウチバッグの形状を安定化する膨張規制部材が、前記カートリッジ本体内において前記パウチ容器の外側に設けられていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【請求項２】
前記膨張規制部材は、前記スパウトを支持するカートリッジベースの内端側にて対向配置され、前記パウチバッグの非開口端側に行くに従って互いに離間し、前記パウチバッグの第１主面及び第２主面に当接可能な一対の当接部を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗料カートリッジ。
【請求項３】
前記一対の当接部は、可撓性を有する樹脂材料を用いて板状に形成された一対の当接板であることを特徴とする請求項２に記載の塗料カートリッジ。
【請求項４】
前記カートリッジ本体及び前記膨張規制部材は、透明な材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずか１項に記載の塗料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられる塗料カートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車ボディなどの被塗装物を塗装する塗装システムにおいては、高品質な塗装が要求されるため、塗着効率や塗膜の平滑性などに優れた静電塗装機が用いられている。
【０００３】
静電塗装機では、静電塗装用水性塗料を霧化するための回転霧化頭が設けられており、その回転霧化頭に高電圧を印加することにより、回転霧化頭で霧化された塗料粒子が帯電されて静電塗装が行われる。この静電塗装機としては、塗料カートリッジを塗装機本体に装着して定量の塗料押出液（作動流体）を充填することにより、塗料カートリッジ内の塗料を押し出して回転霧化頭に供給し、塗装を行うようにした塗装機がある。
【０００４】
ところが、塗料供給系を流れる塗料を介して電流がリークするおそれがあるため、それを防止する絶縁対策が必要となる。この対策として、塗料が充填可能な塗料バッグ（パウチバッグ１０１など）を備えた塗料カートリッジ１００（図９（ａ）〜（ｃ）参照）を、塗装機本体に装着することが提案されている。この塗料カートリッジ１００を用いれば、パウチバッグ１０１外への塗料漏れが完全に防止されるため、電流のリークをより確実に防止することができる。この場合、塗料押出液を塗料カートリッジ１００内に充填してパウチバッグ１０１内の塗料を押し出すことにより、パウチバッグ１０１が萎縮するとともに塗料が回転霧化頭に供給される。なお図９（ａ）〜（ｃ）に示されるように、塗料カートリッジ１００は、塗装機だけでなく塗料充填装置１１０（例えば、特許文献１参照）にも装着される。塗料充填装置１１０は、塗料カートリッジ１００が装着された際に、パウチバッグ１０１内に塗料を充填し、パウチバッグ１０１を膨張させる。
【０００５】
ところで、塗装作業の途中であるにもかかわらず、パウチバッグ１０１内の塗料が空になってしまうことがある。この場合、再塗装を行って被塗装物の品質低下を防止する必要があるため、パウチバッグ１０１内には改めて塗料が充填される。しかし、再塗装が終了した時点での塗料の充填量が分からなくなるため、その後の塗装で塗料を充填すると、パウチバッグ１０１の容量以上の塗料がパウチバッグ１０１内に充填されてしまい、パウチバッグ１０１が破裂する可能性がある。ゆえに、パウチバッグ１０１内の塗料の充填量を正確に知る必要がある。
【０００６】
そこで、充填ステーションにおいて、塗料カートリッジ１００の外側に充填状態検出手段１０２（図９（ａ）〜（ｃ）参照）を設け、充填状態検出手段１０２を用いてパウチバッグ１０１内の塗料の充填量を検出することが提案されている。具体的に言うと、充填状態検出手段１０２は光源１０３及び光検出器１０４からなり、光源１０３及び光検出器１０４は塗料カートリッジ１００の外周側に対向配置されている。充填状態検出手段１０２は、光源１０３と光検出器１０４とをつなぐ光路上にパウチバッグ１０１の非開口端１０１ａが存在することを検知した場合（図９（ａ）参照）に、パウチバッグ１０１内への塗料の充填が完了していないと判断する。そして、パウチバッグ１０１が膨張して光路上にパウチバッグ１０１の非開口端１０１ａが存在しなくなると（図９（ｂ）参照）、充填状態検出手段１０２は、パウチバッグ１０１内への塗料の充填が完了したと判断する。
【特許文献１】特開２０００−１７６３２８号公報（図６等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、比較的比重が大きい塗料を使用すると、パウチバッグ１０１が自重により徐々に垂れ下がることがある（図９（ｃ）参照）。また、保管条件（温度）が悪いために塗料やパウチバッグ１０１が軟化した場合にも、パウチバッグ１０１が垂れ下ることがある。これらの場合、上記の光路上にパウチバッグ１０１の非開口端１０１ａが存在するようになるため、充填状態検出手段１０２は、パウチバッグ１０１内への塗料の充填が完了しているにもかかわらず、充填がまだ完了していないと判断してしまう。その結果、パウチバッグ１０１内に塗料を正確に充填できなくなる。しかも、パウチバッグ１０１には引き続き塗料が充填されるため、パウチバッグ１０１が破裂する場合もある。
【０００８】
また、パウチバッグ１０１は、膨張・萎縮に対する耐久性を持たせるために極めて柔軟な材料で形成されている。ゆえに、パウチバッグ１０１が折れ曲がったり倒れたりした際に折れ曲がった部分が疲労しやすいため、パウチバッグ１０１が破れやすくなる。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パウチバッグ内の塗料充填状態を正確に検出できるとともに、パウチバッグの破損を防止できる塗料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、塗料充填装置または塗装機に着脱可能に取り付けられるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に設けられその内部に塗料が充填可能なパウチバッグの開口端側にスパウトを配置してなるパウチ容器とを備え、前記パウチバッグの開口端から非開口端までの距離が、塗料充填時における前記パウチバッグの膨張に伴い短くなる一方、塗料排出時における前記パウチバッグの萎縮に伴い長くなり、光路上に前記非開口端が存在するか否かを光学的に検知することにより前記パウチバッグ内の塗料充填状態が検出可能な塗料カートリッジであって、前記パウチバッグの外側面に当接して前記パウチバッグの膨張を規制することにより塗料充填時における前記パウチバッグの形状を安定化する膨張規制部材が、前記カートリッジ本体内において前記パウチ容器の外側に設けられていることを特徴とする塗料カートリッジをその要旨とする。
【００１１】
従って、請求項１に記載の発明によると、膨張規制部材が、塗料充填時に常に同じ形状に膨張するようにパウチバッグの形状を安定化させるため、光路上にパウチバッグの非開口端が存在するか否かを正確に検知でき、ひいては、パウチバッグ内の塗料充填状態を正確に検出できる。また、パウチバッグの形状が安定化することにより、パウチバッグが折れ曲がってその部分が疲労することを防止できるため、パウチバッグの破損を防止できる。さらに、膨張規制部材は、パウチ容器の内側にではなく外側に設けられているため、カートリッジ内に膨張規制部材を設けることが容易となる。
【００１２】
上記発明において、前記膨張規制部材は、前記スパウトを支持するカートリッジベースの内端側にて対向配置され、前記パウチバッグの非開口端側に行くに従って互いに離間し、前記パウチバッグの第１主面及び第２主面に当接可能な一対の当接部を有していることが好ましい（請求項２）。この構成によれば、膨張規制部材がカートリッジベースの内端側に配置されるため、塗料充填装置に取り付けられた状態では、膨張規制部材はパウチバッグを下側から支持するようになる。ゆえに、膨張規制部材によって上側や側方からパウチバッグを支持する場合に比べて、パウチバッグの膨張を確実に規制することができるとともに、パウチバッグを安定的に支持しやすくなる。また、カートリッジベースの内端側、即ち、パウチバッグの開口端側に膨張規制部材が位置するため、パウチバッグの非開口端が存在しうる光路が膨張規制部材によって遮られにくくなる。さらに、一対の当接部がパウチバッグの非開口端側に行くに従って互いに離間しているため、両当接部は基端側からパウチバッグの外側面に徐々に当接していく。よって、当接部の先端がパウチバッグを傷付けにくくなる。また、一対の当接部は、パウチバッグの萎縮時に互いに接触し、パウチバッグの膨張時に互いに離間する第１主面及び第２主面にそれぞれ当接する。このため、膨張規制部材によってパウチバッグの膨張を効果的に規制できる。
【００１３】
なお、前記一対の当接部は、可撓性を有する樹脂材料を用いて板状に形成された一対の当接板であることが好ましい（請求項３）。この構成によれば、一対の当接部が可撓性を有するため、当接部がパウチバッグの外側面に追従しやすくなる。しかも、当接部がパウチバッグの膨張に伴って撓むと、当接部には弾性力（反力）が生じるため、当接部はパウチバッグの外側面を押圧する。これにより、パウチバッグの膨張を当接部によって効果的に規制できる。しかも、当接部が可撓性を有していれば、充填量が少ない場合であっても、パウチバッグの外側面に当接部が確実に当接するため、パウチバッグの形状が常に安定する。従って、パウチバッグ内の塗料充填状態をより正確に検出できる。また、一対の当接部は板状に形成された当接板であるため、当接部はパウチバッグの外側面に面接触する。従って、パウチバッグの外側面の一点に力が集中しにくくなるため、当接部がパウチバッグを傷付けにくくなる。
【００１４】
また、前記カートリッジ本体及び前記膨張規制部材は、透明な材料を用いて形成されていることが好ましい（請求項４）。カートリッジ本体が透明な材料を用いて形成されていると、カートリッジ本体の外側に光センサ等を配置することにより、光路上にパウチバッグの非開口端が存在するか否かを光学的に検知できる。また、膨張規制部材が透明な材料を用いて形成されていると、膨張規制部材を長期間に亘って使用した結果、膨張規制部材の内部にクラックが発生したとしても、膨張規制部材が透明であるためにクラックを早期に発見できる。さらに、カートリッジ本体及び膨張規制部材の両方が透明な材料を用いて形成されていると、パウチバッグの状態（塗料充填状態や異常など）を容易に知ることができる。特に、膨張規制部材の当接部が板状に形成された当接板である場合、膨張規制部材がカートリッジ本体の外側面の大部分を覆ってしまうため、パウチバッグの状態を知ることが困難である。ゆえに、膨張規制部材を透明な材料で形成することの効果が大きくなる。
【発明の効果】
【００１５】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によると、パウチバッグ内の塗料充填状態を正確に検出できるとともに、パウチバッグの破損を防止できる塗料カートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
まず、塗装機１の構成について説明する。図１に示されるように、塗装機１は、塗装用ロボットのアーム２の先端に装着されている。塗装機本体３の正面には、回転霧化頭４が回転可能に取り付けられている。なお、この回転霧化頭４には、図示しない高電圧発生器から高電圧が印加されるようになっている。即ち、塗装機１は、塗料を負に帯電し、自動車ボディなどの被塗装物をアースした状態で、塗装を行う静電塗装機である。
【００１８】
また、塗装機本体３の背面に設けられた装着部には、塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられている。この塗料カートリッジ１０が備えるカートリッジ本体１１は、耐溶剤性の樹脂からなり、本体部１１ａ及びカートリッジベース１１ｃから構成されている。本体部１１ａは、透明な樹脂材料によって形成されており、両端にて開口するとともに、一方の開口部分が蓋部１１ｂによって塞がれている。また、カートリッジベース１１ｃは、塗装機本体３の装着部に接続可能になっている。カートリッジベース１１ｃには本体部１１ａが取り付けられており、これにより本体部１１ａの他方の開口部分が塞がれている。
【００１９】
図１，図３等に示されるように、カートリッジ本体１１内にはパウチ容器３１が設けられている。パウチ容器３１は、内部に塗料が充填可能なパウチバッグ３２と、パウチバッグ３２の開口端３２ａ側に配置されるスパウト３３とからなっている。パウチバッグ３２は、可撓性を有する透明な樹脂材料からなるバッグであり、樹脂フィルムを重ねた状態でその端縁をヒートシールすることによって形成されている。そして、パウチバッグ３２の非開口端３２ｂ側の外側面には、遮光性を有する塗料が塗布されている（遮光用塗装部３２ｅ）。パウチバッグ３２は、カートリッジ本体１１の内部領域を、塗料が充填される塗料室１３と、塗料を塗料室１３から押し出すための塗料押出液が給排される塗料押出液室１４とに区画しており、塗料と塗料押出液との接触を防止するようになっている。なお本実施形態では、パウチバッグ３２の内部が塗料室１３となる。ここで、本実施形態で用いられる塗料は、導電性を有する静電塗装用水性塗料であり、本実施形態で用いられる塗料押出液は、絶縁性を有する脂肪族炭化水素やナフテン系炭化水素などの油性透明液体である。
【００２０】
なお、図１，図３等に示されるパウチバッグ３２は、塗料排出時において塗料押出液室１４内に塗料押出液が充填された際に萎縮する。これに伴い、パウチバッグ３２内（塗料室１３内）の塗料がカートリッジ本体１１の外部領域に押し出されるとともに、パウチバッグ３２の開口端３２ａから非開口端３２ｂまでの距離が長くなる（図５（ａ）参照）。一方、パウチバッグ３２は、塗料室１３内に塗料が充填された際（塗料充填時）に膨張する。これに伴い、縮小された塗料押出液室１４内の塗料押出液がカートリッジ本体１１の外部領域に押し出されるとともに、パウチバッグ３２の開口端３２ａから非開口端３２ｂまでの距離が短くなる（図７（ａ）等参照）。
【００２１】
また、カートリッジ本体１１内には、塗料室１３（パウチバッグ３２内）とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる塗料移動経路を構成する支柱１６が設けられている。支柱１６は、パウチバッグ３２が萎縮した際にパウチバッグ３２が倒れるのを防止するようになっている。支柱１６の基端部は前記スパウト３３に連結されており、スパウト３３は、カートリッジベース１１ｃ内に設けられた塗料移動経路上の塗料ストップ弁１１ｄに連結されている。図３に示されるように、支柱１６は、基端部から先端部に行くに従って先細りとなっている。また、支柱１６の外周面には、塗料を支柱１６の基端部方向へ案内する案内溝１７が形成されている。
【００２２】
図１等に示されるように、カートリッジ本体１１内には、前記塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間を連通しうる塗料押出液移動経路を構成する塗料押出液移動管１５が設けられている。塗料押出液移動管１５の先端は塗料押出液室１４内にて開口し、塗料押出液移動管１５の基端部は、カートリッジベース１１ｃ内に設けられた塗料押出液移動経路上の塗料押出液ストップ弁１１ｅに連結されている。塗料押出液ストップ弁１１ｅは、前記塗装機１に取り付けられた際に開状態となり、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間が連通する。また、塗料押出液ストップ弁１１ｅは、塗装機１に取り付けられていないときに閉状態となり、塗料押出液室１４とカートリッジ本体１１の外部領域との間が連通しなくなる。
【００２３】
図１に示されるように、前記支柱１６は、前記塗料ストップ弁１１ｄを介して前記塗装機本体３内の塗料吐出通路５に連通している。塗料吐出通路５は、エアモータ４ｂの管状回転軸４ａを挿通しており、塗料室１３から押し出された塗料を前記回転霧化頭４に供給する通路である。また、塗料吐出通路５上には、塗料吐出通路５を連通または遮断するトリガバルブ７が設けられている。一方、塗料押出液移動管１５は、塗料押出液ストップ弁１１ｅを介して塗装機本体３内の塗料押出液通路６に連通している。塗料押出液通路６は、前記塗装用ロボットのアーム２に沿って延びる配管を介してカートリッジ本体１１の塗料押出液室１４内に塗料押出液を供給する通路である。また、塗料押出液通路６上には、塗料押出液通路６を連通または遮断するトリガバルブ８が設けられている。なお、本実施形態のトリガバルブ７，８は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００２４】
なお、前記塗料カートリッジ１０には、図２に示される塗料充填システム２０に取り付けられた状態で塗料が充填されるようになっている。塗料充填システム２０は、充填ステーションの一部を構成しており、塗料充填装置２１、塗料押出液送り配管２９及び塗料押出液戻り配管２８などを備えている。塗料充填装置２１は、塗料押出液送り配管２９及び塗料押出液戻り配管２８を介して塗料押出液貯留容器（図示略）に接続されている。塗料押出液貯留容器は、塗料押出液を溜めておくための容器である。また、塗料充填装置２１にはカートリッジ取付部３０が設けられ、カートリッジ取付部３０の上面には塗料カートリッジ１０が着脱可能に取り付けられる。この塗料カートリッジ１０の取付時において塗料ストップ弁１１ｄは開状態となるため、塗料充填装置２１は、前記塗料室１３内に塗料を導くことができる。
【００２５】
図２に示されるように、カートリッジ取付部３０の下面には、複数のカラーバルブ２３を有する塗料マニホールド２２が取り付けられている。塗料マニホールド２２内には、カラーバルブ２３を開状態に切り替えた際に、塗料タンク２７内に溜められた塗料を塗料ポンプ２６によって塗料室１３内に導く塗料充填経路２２ａが設けられている。また、カートリッジ取付部３０の下面には、開状態に切り替えられた際に塗料などを排出する排出バルブ２２ｂが取り付けられている。そして、カートリッジ取付部３０内には、塗料室１３内の塗料を排出バルブ２２ｂを介して外部に排出する塗料排出経路２２ｃが設けられている。また、塗料ストップ弁１１ｄと塗料充填経路２２ａと塗料排出経路２２ｃとの接続部分には、塗料ストップ弁１１ｄ、塗料充填経路２２ａ及び塗料排出経路２２ｃのうちの１つを遮断して、残りの２つを連通させるトリガバルブ２２ｄが設けられている。なお、本実施形態のカラーバルブ２３、排出バルブ２２ｂ及びトリガバルブ２２ｄは、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。
【００２６】
図２に示されるように、前記塗料押出液送り配管２９上には、塗料押出液送り配管２９を開状態または閉状態に切り替える液体供給バルブ２４が設けられている。液体供給バルブ２４は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液送り配管２９及びカートリッジ取付部３０を介して前記塗料押出液室１４に塗料押出液を充填可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体供給バルブ２４は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。塗料押出液送り配管２９は、前記塗料押出液貯留容器に溜められた塗料押出液を塗料押出液室１４に供給する経路である。
【００２７】
また、前記塗料押出液戻り配管２８上には、塗料押出液戻り配管２８を開状態または閉状態に切り替える液体排出バルブ２５が設けられている。液体排出バルブ２５は、開状態に切り替えられた際に、塗料押出液室１４内の塗料押出液を排出可能とするようになっている。なお、本実施形態の液体排出バルブ２５は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。塗料押出液戻り配管２８は、塗料押出液室１４から排出される塗料押出液を、塗料充填装置２１及び塗料押出液戻り配管２８を介して塗料押出液貯留容器に戻す経路である。
【００２８】
図２に示されるように、前記塗料充填システム２０は、前記パウチバッグ３２内の塗料充填状態（塗料の充填量）を検出する充填状態検出手段５１と、充填状態検出手段５１を制御する制御装置（図示略）とを備えている。充填状態検出手段５１は、発光素子５２（光源）及び受光素子５３（光検出器）からなるフォトインタラプタである。発光素子５２及び受光素子５３は、前記カートリッジ本体１１を挟んで前記本体部１１ａの外周側にて対向配置されている。発光素子５２は、制御装置から出力された発光信号に基づいて発光するようになっている。受光素子５３は、カートリッジ本体１１を通過した発光素子５２からの光を受光するようになっている。
【００２９】
なお、充填状態検出手段５１は、発光素子５２と受光素子５３とをつなぐ光路Ｋ１上にパウチバッグ３２の前記非開口端３２ｂ（具体的には前記遮光用塗装部３２ｅ）が存在するか否かを光学的に検知することにより、前記塗料の充填量を検出するようになっている。具体的に言うと、パウチバッグ３２が萎縮している場合（図２，図５，図６参照）、光路Ｋ１上に非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）が存在するため、受光素子５３は発光素子５２からの光を受光できない。一方、パウチバッグ３２が膨張し、パウチバッグ３２内への塗料の充填が完了した場合（図７参照）、光路Ｋ１上に非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）が存在しなくなるため、受光素子５３は発光素子５２からの光を受光できるようになる。この場合、受光素子５３は、制御装置に充填完了信号を出力する。
【００３０】
また、制御装置は、受光素子５３から出力された充填完了信号に基づいて、図示しないドライバ回路を介して前記カラーバルブ２３を閉状態に切り替え、パウチバッグ３２内への塗料の充填を停止させる。また、制御装置は、図示しないドライバ回路を介して前記トリガバルブ２２ｄを駆動させ、前記塗料ストップ弁１１ｄを閉状態に切り替えて塗料充填経路２２ａとパウチバッグ３２内とを遮断させる。なお、制御装置は、前記排出バルブ２２ｂ、前記トリガバルブ２２ｄ、前記液体供給バルブ２４及び前記液体排出バルブ２５にも電気的に接続されており、図示しないドライバ回路を介してそれらを制御する。
【００３１】
図１，図２，図４に示されるように、前記カートリッジ本体１１内において前記パウチ容器３１の外側には、膨張規制板４１（膨張規制部材）が設けられている。膨張規制板４１は、パウチバッグ３２の外側面に当接してパウチバッグ３２の膨張を規制することにより、塗料充填時におけるパウチバッグ３２の形状を安定化するようになっている。膨張規制板４１は、可撓性を有する透明な樹脂材料（本実施形態ではポリ塩化ビニル樹脂）からなる略長円形状の板材を中央部で屈曲させることによって形成されている。なお本実施形態において、膨張規制板４１は、長さ２６０ｍｍ、幅８５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍに設定されている。図４に示されるように、膨張規制板４１の中央部には、前記スパウト３３が挿通可能なスパウト挿通孔４３が設けられている。スパウト挿通孔４３は、縦４０ｍｍ×横５０ｍｍの略矩形状に形成されており、一辺の長さはスパウト３３の最大径よりも大きく、膨張規制板４１の幅よりも小さくなっている。図１，図２に示されるように、膨張規制板４１は、スパウト挿通孔４３にスパウト３３が挿通された状態で前記カートリッジベース１１ｃとパウチバッグ３２とで挟持されることにより、カートリッジ本体１１に交換可能に取り付けられる。
【００３２】
また図４に示されるように、膨張規制板４１は一対の当接板４２（当接部）を備えている。両当接板４２は、互いに対向配置されており、カートリッジベース１１ｃの内端側にて互いに接続されるとともに、パウチバッグ３２の前記非開口端３２ｂ側に行くに従って互いに離間している。また、両当接板４２は、基端部（接続部分）から先端部までの距離（本実施形態では１３０ｍｍ）が互いに等しく形成されており、全体として略Ｖ字状をなしている。両当接板４２の先端部は、略半円形状に形成されており、当接板４２の厚さ方向から見て半径４２．５ｍｍのアールを有している。なお、当接板４２の先端は、前記発光素子５２及び前記受光素子５３（即ち前記光路Ｋ１）よりもカートリッジベース１１ｃの内端側に位置しているため、発光素子５２からの光が当接板４２によって遮られなくて済む。即ち、膨張規制板４１は光路Ｋ１を避けるように配置されている。そして、両当接板４２は、パウチバッグ３２にて互いに反対側に位置する第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄにそれぞれ当接可能（面接触可能）になっている。なお、両当接板４２同士がなす角度は、第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄに当接していない状態で１８±５°に設定されている。
【００３３】
次に、上記実施形態の塗料充填システム２０を用いた塗料の充填方法を説明する。
【００３４】
塗装機１により塗装が行われるなどして塗料カートリッジ１０のパウチバッグ３２内の塗料がなくなると、塗料カートリッジ１０は、塗装機１から取り外されて塗料充填装置２１のカートリッジ取付部３０に取り付けられる。この状態において、制御装置からカラーバルブ２３及びトリガバルブ２２ｄに駆動信号を出力すると、カラーバルブ２３が開状態に切り替わるとともに、トリガバルブ２２ｄが駆動されて塗料ストップ弁１１ｄが開状態となり、塗料充填経路２２ａとパウチバッグ３２内とが連通する。これにより、塗料タンク２７内の塗料が、塗料ポンプ２６によって塗料充填経路２２ａ、塗料ストップ弁１１ｄ及び支柱１６を通過し、パウチバッグ３２内に充填される。
【００３５】
さらに、制御装置は、カラーバルブ２３及びトリガバルブ２２ｄに駆動信号を出力するのと同時に、液体排出バルブ２５に駆動信号を出力し、液体排出バルブ２５を開状態に切り替える。これにより、塗料押出液室１４内にある塗料押出液は、パウチバッグ３２に塗料が充填されるのに伴い、塗料押出液移動管１５内に流れ込む。そして、塗料押出液は、塗料押出液移動経路、液体排出バルブ２５及び塗料押出液戻り配管２８を順番に通過し、塗料押出液貯留容器に流れ込む。
【００３６】
また、制御装置は、発光素子５２に対して発光信号を常時出力し、発光素子５２を発光させる。そして、受光素子５３は、カートリッジ本体１１を通過した発光素子５２からの光を受光する。ところで、塗料カートリッジ１０がカートリッジ取付部３０に取り付けられた時点（図５（ａ），（ｂ）参照）では、パウチバッグ３２が萎縮したままの状態であり、光路Ｋ１上にパウチバッグ３２の非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）が存在するため、受光素子５３は発光素子５２からの光を受光できない。このとき、膨張規制板４１は、パウチバッグ３２の第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄに全く当接していない。
【００３７】
そして、非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）は、塗料の充填中（即ち、パウチバッグ３２の膨張中）であっても光路Ｋ１上に存在し続けるため（図６（ａ），（ｂ）参照）、この時点でも、受光素子５３は発光素子５２からの光を受光できない。なお、膨張規制板４１の両当接板４２は、パウチバッグ３２の第１主面３２ｃの下側、及び、第２主面３２ｄの下側から当接し始める。そして、両当接板４２は、パウチバッグ３２の膨張に伴って撓み、パウチバッグ３２の第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄに追従する。これに伴い、両当接板４２同士がなす角度が徐々に大きくなるとともに、両当接板４２に生じる弾性力（反力）が大きくなる。このため、両当接板４２は、第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄを押圧し、パウチバッグ３２の過度の膨張を抑え込む。
【００３８】
そして、塗料の充填が完了すると（図７（ａ），（ｂ）参照）、光路Ｋ１上に非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）が存在しなくなるため、受光素子５３は発光素子５２からの光を受光できるようになる。これにより、受光素子５３は、制御装置に充填完了信号を出力する。また、膨張規制板４１の両当接板４２の略全体が、第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄに当接（面接触）してパウチバッグ３２を下側から支持し、パウチバッグ３２の形状を安定化させる。さらに、制御装置は、入力された充填完了信号に基づいて、カラーバルブ２３及びトリガバルブ２２ｄに駆動信号を出力する。これにより、カラーバルブ２３が閉状態に切り替わるとともに、トリガバルブ２２ｄが駆動されて塗料ストップ弁１１ｄが閉状態となり、塗料充填経路２２ａとパウチバッグ３２内とが遮断される。
【００３９】
その後、パウチバッグ３２内への塗料の充填が終了すると、塗料カートリッジ１０は、塗料充填装置２１のカートリッジ取付部３０から取り外されて塗装機１に取り付けられる。塗料カートリッジ１０が塗装機１に取り付けられると、塗料カートリッジ１０の塗料押出液室１４内には別の駆動源によって塗料押出液が供給される。それに伴い、パウチバッグ３２が萎縮するため、パウチバッグ３２内の塗料は、トリガバルブ７などを介して回転霧化頭４より吐出され、塗装が実施される。
【００４０】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４１】
（１）本実施形態の塗料カートリッジ１０によれば、膨張規制板４１がパウチバッグ３２の外側面に当接することにより、塗料充填時にパウチバッグ３２を常に同じ形状に膨張させるため、パウチバッグ３２の垂れ下がり（図９（ｃ）参照）を防止することができる。その結果、光路Ｋ１上にパウチバッグ３２の非開口端３２ｂ（遮光用塗装部３２ｅ）が存在するか否かを正確に検知でき、ひいては、パウチバッグ３２内への塗料の充填が完了したか否かを正確に検出できる。
【００４２】
（２）本実施形態では、膨張規制板４１をパウチバッグ３２の外側面に当接させることにより、パウチバッグ３２の膨張時の形状を安定させているため、パウチバッグ３２が折れ曲がってその部分が疲労することを防止できる。ゆえに、パウチバッグ３２の寿命が延びるため、パウチバッグ３２の破損を防止できる。さらに、膨張規制板４１により、パウチバッグ３２が常に同じ形状に膨張するように管理することができる。このため、塗料の比重や温度などが変化してパウチバッグ３２の垂れ下がりが生じやすくなったとしても、塗料の充填量を正確に管理することができる。
【００４３】
（３）ところで、膨張規制板４１をパウチバッグ３２内に設け、膨張規制板４１をパウチバッグ３２の内側面に接触させることにより、パウチバッグ３２の形状を安定させることが考えられる。しかし、これを実現するためには、パウチバッグ３２に挿入孔を形成し、形成した挿入孔を介して膨張規制板４１を挿入するなどの作業を行わなければならず、膨張規制板４１の設置が大変である。
【００４４】
一方、本実施形態では、膨張規制板４１をパウチバッグ３２の外側に設けているため、膨張規制板４１の設置が容易である。また、膨張規制板４１が大型であったとしても、あまり困難を伴うことなく膨張規制板４１を設置できる。さらに、膨張規制板４１を設けるに際してパウチバッグ３２に何ら加工を施さなくても済むため、市販品のパウチバッグを利用することができる。また、膨張規制板４１は、第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄを引っ張るのではなく、第１主面３２ｃ及び第２主面３２ｄを押圧することによってパウチバッグ３２の膨張を規制するため、膨張規制板４１によるパウチバッグ３２の膨張の規制が容易になる。
【００４５】
（４）本実施形態では、膨張規制板４１の一対の当接板４２によってパウチバッグ３２を両側から支持している。しかも、両当接板４２は、基端部から先端部までの距離が互いに等しく形成されている。ゆえに、パウチバッグ３２を支持しやすくなるとともに、パウチバッグ３２の垂れ下がりをより確実に防止できる。また、当接板４２の先端部がアールを有する略半円形状に形成されているため、当接板４２の先端部がパウチバッグ３２の外側面に接触して傷付けることを防止できる。
【００４６】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、膨張規制部材として膨張規制板４１が用いられていたが、例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示すガイドスペーサ６１を膨張規制部材として用いてもよい。このガイドスペーサ６１は、剛性の高い材料によって塊状に形成されており、カートリッジベース１１ｃ上に設置されている。ガイドスペーサ６１の上面には凹部が形成されており、凹部の内面は、パウチバッグ３２の非開口端側に行くに従って内径が大きくなるテーパ面である。なお、ガイドスペーサ６１の形状は、パウチバッグ３２の塗料の充填量に合わせて変更されることが好ましい。例えば、充填量が上記実施形態のパウチバッグ３２と同じである場合（図８（ａ）参照）や、充填量が上記実施形態のパウチバッグ３２よりも大きい場合（図８（ｂ）参照）、ガイドスペーサ６１は、パウチバッグ３２を下面側から支持するような形状となる。一方、充填量が上記実施形態のパウチバッグ３２よりも小さい場合（図８（ｃ）参照）、ガイドスペーサ６１は、パウチバッグ３２を下面側からだけでなく側面側からも支持するような形状となる。なお、上記実施形態のような膨張規制板４１を膨張規制部材として用いれば、充填量に応じて膨張規制板４１を変更する必要がなくなる。
【００４８】
・上記実施形態の膨張規制板４１は、カートリッジベース１１ｃの内端側に配置され、パウチバッグ３２を下側から支持するようになっていた。しかし、膨張規制板４１は、本体部１１ａの内側面に配置されてパウチバッグ３２を側方から支持するものであってもよいし、蓋部１１ｂの内端側に配置されてパウチバッグ３２を上方から支持するものであってもよい。
【００４９】
・上記実施形態の膨張規制板４１は、パウチバッグ３２の第１主面３２ｃに当接可能な当接板４２と、パウチバッグ３２の第２主面３２ｄに当接可能な当接板４２とを備えていたが、いずれか一方の当接板４２を省略してもよい。
【００５０】
・上記実施形態の膨張規制板４１は、板材を中央部で屈曲させることによって形成されていた。しかし、膨張規制板４１は、別々に形成された一対の当接板４２を接続することにより形成されていてもよい。また、膨張規制板４１は、射出成形によって形成されていてもよい。
【００５１】
・上記実施形態の膨張規制板４１は透明な材料を用いて形成されていたが、透明でなくてもよい。また、上記実施形態のカートリッジ本体１１の本体部１１ａも、透明な材料を用いて形成されていたが、光路Ｋ１を遮断しない材料（光透過性を有する材料）であれば、透明でなくてもよい。さらに、上記実施形態のパウチバッグ３２も透明な材料を用いて形成されていたが、透明でなくてもよい。このようにすれば、パウチバッグ３２の非開口端３２ｂ側の外側面に遮光用塗装部３２ｅを設けなくても済む。
【００５２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５３】
（１）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記膨張規制部材は前記光路を避けるように配置されていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５４】
（２）請求項２において、前記膨張規制部材は、板材を中央部で屈曲させることによって形成された膨張規制板であり、前記膨張規制板は、前記スパウトが挿通可能なスパウト挿通孔を有しており、前記スパウト挿通孔に前記スパウトが挿通されて前記カートリッジベースと前記パウチバッグとで挟持されることにより、前記カートリッジ本体に交換可能に取り付けられることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５５】
（３）請求項３において、前記一対の当接板は、基端部から先端部までの距離が互いに等しく形成されており、それぞれの前記基端部同士が接続されて全体として略Ｖ字状をなしていることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５６】
（４）技術的思想（３）において、前記一対の当接板のそれぞれの前記先端部は、前記当接板の厚さ方向から見てアールを有していることを特徴とする塗料カートリッジ。
【００５７】
（５）カートリッジ本体、前記カートリッジ本体内に設けられその内部に塗料が充填可能なパウチバッグの開口端側にスパウトを配置してなるパウチ容器、及び、前記カートリッジ本体内において前記パウチ容器の外側に設けられ、前記パウチバッグの外側面に当接して前記パウチバッグの膨張を規制することにより塗料充填時における前記パウチバッグの形状を安定化する膨張規制部材を備え、前記パウチバッグの開口端から非開口端までの距離が、前記塗料充填時における前記パウチバッグの膨張に伴い短くなる一方、塗料排出時における前記パウチバッグの萎縮に伴い長くなる塗料カートリッジと、前記塗料カートリッジが着脱可能に取り付けられるカートリッジ取付部を設け、前記塗料カートリッジの取付時に塗料を前記塗料カートリッジ内に導く前記塗料充填装置と、光路上に前記非開口端が存在するか否かを光学的に検知することにより前記パウチバッグ内の塗料充填状態を検出する充填状態検出手段とを備えたことを特徴とする塗料充填システム。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態における塗装機を示す概略断面図。
【図２】本実施形態における塗料充填システムを示す構成図。
【図３】パウチ容器を示す全体斜視図。
【図４】膨張規制板を示す全体斜視図。
【図５】（ａ），（ｂ）は、塗料が充填される前の状態を示す説明図。
【図６】（ａ），（ｂ）は、塗料充填中の状態を示す説明図。
【図７】（ａ），（ｂ）は、塗料の充填が完了したときの状態を示す説明図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、他の実施形態における塗料カートリッジなどを示す概略断面図。
【図９】（ａ），（ｂ）は従来技術における塗料カートリッジなどを示す概略断面図、（ｃ）は従来技術の問題点を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００５９】
１…塗装機
１０…塗料カートリッジ
１１…カートリッジ本体
２１…塗料充填装置
３１…パウチ容器
３２…パウチバッグ
３２ａ…パウチバッグの開口端
３２ｂ…パウチバッグの非開口端
３２ｃ…パウチバッグの第１主面
３２ｄ…パウチバッグの第２主面
３３…スパウト
４１…膨張規制部材としての膨張規制板
４２…当接部としての当接板
Ｋ１…光路
【図１】
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【図２】
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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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