JP2003047907A - 塗装検査方法及び塗装検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目に見えない透明塗装の良否を視覚的に判別
することができる塗装検査方法を提供する。 【解決手段】 紫外線吸収透明塗装の塗膜が表面に形成
された部材３０に対して紫外線を照射し、その反射光の
輝度を紫外線カメラ１０を用いて観察するとともに、前
記反射光の輝度から塗装の良否を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線吸収剤の塗
装を検査する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、太陽光に含まれる紫外線から製品
の表面を保護する透明塗膜の重大性が増している。特
に、長時間野外に放置される建材や看板などは、太陽光
に含まれる紫外線にさらされることによって、その表面
が劣化し、色あせたりするような問題があることから、
製品製造の仕上げとして、紫外線を吸収する透明塗膜を
塗装することが多い。

【０００３】しかし、透明塗膜は、製品となってからそ
の塗装の良否を目視で判断することは困難である。この
問題を解決するために、特開平８−３０９２６２号公報
は、透明塗装の塗膜に蛍光増白剤を配合し、観察時に紫
外線を照射させて得られた２次発光線をＣＣＤカメラで
観察する方法を開示している。

【０００４】しかし、この方法に用いられる製品は、そ
の表面塗装に蛍光増白剤が含まれているため、その製品
自体に紫外線が照射されると、発光して蛍光色が視認さ
れ、製品使用時などに悪影響を及ぼしたり、もともと不
要であるはずの蛍光剤が製造コストに影響を及ぼすとい
う問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする技術的課題は、目に見えない透明塗装
の良否を視覚的に判別することができる塗装検査方法を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の塗
装検査方法を提供する。

【０００７】塗装検査方法は、紫外線吸収透明塗装の塗
膜が表面に形成された部材に対して紫外線を照射し、そ
の反射光の輝度を紫外線カメラを用いて観察するととも
に、前記反射光の輝度から塗装の良否を計測する。

【０００８】上記方法において紫外線吸収透明塗装は、
建材や看板など、主に野外に放置される部材の表面が太
陽光などに含まれる紫外線により劣化や色あせたりする
ことを防止するために施されるものであり、例えば、ア
クリル樹脂などに紫外線吸収材を混合したものなどが用
いられる。一般に紫外線吸収透明塗装は、塗布される部
材の表面の性状を阻害しないように透明な塗膜を形成す
るため、その塗膜を目視することができず、通常のカメ
ラを用いて光学的に計測することは困難である。

【０００９】上記方法においては、紫外線吸収透明塗装
がなされた被測定物に対し、紫外線を照射する。照射す
る紫外線は、例えば３６０ｎｍ近傍の波長を有し、可視
光などは含まれていないことが好ましい。照射された紫
外線は、被測定物の表面において紫外線吸収透明塗装に
吸収される。よって、紫外線吸収透明塗装が所定の厚み
で施されている領域は、反射光の割合が小さくなる。一
方、紫外線吸収透明塗装が施されていない領域は、照射
された紫外線がほとんど吸収されず、反射光の割合が大
きくなる。よって、紫外線領域に感度を有する紫外線カ
メラを用いて被測定物を計測すると、透明塗装が施され
ている領域の輝度は小さく、施されていない領域の輝度
は大きくなる。したがって、カメラによって光学的に計
測することができる。

【００１０】したがって、上記方法によれば、本来は視
認することができない紫外線吸収透明塗装の塗布の良否
をカメラによって検査することができ、塗装の良否を視
覚的に判別することができる。

【００１１】また、本発明は、以下の構成の塗装検査装
置を提供する。

【００１２】塗装検査装置は、表面に紫外線吸収透明塗
装が施された被測定物に対して紫外線を照射する照明手
段と、紫外領域に感度を有し、前記照明手段から前記被
測定物に照射された光の反射光の輝度を検出する撮像手
段と、前記撮像手段から得られた反射光の輝度値から被
測定物表面の塗装の良否を判断する制御演算手段とを有
する。

【００１３】上記構成において、照明手段は、例えば３
６０ｎｍ近傍の紫外線を照射するものであり、例えば、
ブラックライトを用いた蛍光灯などが例示できる。照明
手段から被測定物に照射された紫外線は、被測定物表面
で反射して、撮像手段に入射する。撮像手段は、少なく
とも、被測定物表面で反射した光の輝度を測定すること
ができるものであり、紫外領域に感度を有する紫外線カ
メラなどが例示できる。被測定物表面で反射した反射光
の輝度は、被測定物表面に施された透明塗装の塗膜の厚
みなどにより変化する。すなわち、塗膜が厚い部分で
は、紫外線は透明塗装に吸収されるため、反射の割合が
少なく、塗膜が薄い部分では、反射の割合が大きい。し
たがって、撮像手段に入射する光の輝度が塗膜の厚みに
応じて変化し、この輝度の値に応じて、制御演算手段に
より、塗膜の状態を検査することができる。

【００１４】したがって、上記構成によれば、目視でき
ない透明塗装の塗膜の状態を光学的に検査することがで
きる。

【００１５】本発明の塗装検査装置は、具体的には以下
に示すように種々の態様で構成することができる。

【００１６】好ましくは、前記制御演算手段は、前記撮
像手段から得られた画像を所定の面積を有する複数のエ
リアに分割し、各エリアごとに平均の輝度値を算出する
ことによって、エリアごとの塗装の良否を判断する。

【００１７】上記構成において、撮像手段から得られた
少なくとも被測定物表面の輝度の情報を含む画像につい
て、各エリアに分割し、各エリアごとに平均の輝度値を
演算する。このように処理することによって、分割する
エリアの大きさを変えることによって、塗装の良否の判
断のレベルを変えることができ、また、例えば、塗装ム
ラの大きさを考慮した判断を行なうことができる。

【００１８】好ましくは、前記撮像手段は、可視カット
フィルタを備える。

【００１９】上記構成において、撮像手段に入射する被
測定物表面での反射光から可視光をカットし、被測定物
表面における可視光の影響を排除することができる。よ
って本発明によれば、紫外線吸収透明塗装の良否の判断
の精度を高めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態にかか
る塗装検査装置について、図面を参照しながら説明す
る。

【００２１】本実施形態にかかる塗装検査装置の構成の
概略を図１に示す。塗装検査装置１は、紫外線領域に感
度を有する紫外線カメラ１０と、被測定物３０に紫外光
を照射する２つの照射部１２と、紫外線カメラに取り込
まれた画像を処理する画像処理部１４とから構成されて
いる。塗装検査装置１は、矢印５０に示す方向に相対的
に移動する被測定物３０の表面に塗布された透明塗装の
塗膜の良否を連続的に検査するものである。なお、塗装
検査装置１には、被測定物３０が計測位置１８に存在す
るか否かを検知するための図示しないセンサが設けられ
ている。

【００２２】紫外線カメラ１０は、計測位置１８内の被
測定物表面の画像を撮像するためのものであり、図２及
び図３に示すように、カメラ本体２０とレンズ２２と可
視カットフィルタ２４とから構成されている。カメラ本
体２０は、紫外線領域（３６０ｎｍ近傍）に感度を有す
るものであり、内蔵されている撮像素子によって被測定
物３０の表面で反射した紫外線の輝度を測定することが
できる。カメラ本体２０は、撮像ポイントが一次元的に
配列されたリニアカメラでも撮像ポイントが２次元的に
配列されたエリアカメラでもよい。ただし、リニアカメ
ラを用いるときは、被測定物の表面画像を得るために被
測定物３０がカメラに対して相対的に移動するように構
成することが必要であり、ベルトコンベアのような移動
手段を必要とする。カメラによって測定された輝度のデ
ータは、画像処理部１６に送信され、後述するように演
算処理される。レンズ２２は、その選択によって、カメ
ラ本体２０が撮影すべき画角などを変化させることがで
き、被測定物の大きさなどに応じて適宜選択することが
できる。可視カットフィルタ２４は、カメラ本体２０に
入射される光に含まれる可視領域の光を取り除く。

【００２３】紫外線カメラは、図２及び図３に示すよう
に、被測定物に対して法線方向の反射光が入射するよう
に、被測定物に対して、垂直に配置される。

【００２４】照射部１２は、図２に示すように、被測定
物３０の幅方向５１に平行に延在して配置されており、
被測定物３０の法線方向に対して４５゜の角度で紫外線
を照射する。照射部１２は、例えば、ブラックライトな
どを内蔵した照明装置で構成されており、本実施形態で
は、図３に示すように、ブラックライト２６と、照明装
置２８とでそれぞれ構成されている。

【００２５】２つの照明部１２から照射された紫外線６
０は、被測定物３０の表面に設けられた紫外線吸収透明
塗装に到達すると、塗膜の厚みなどに応じて少なくとも
一部が吸収され、一部が反射される。紫外線カメラ１０
は被測定物３０表面で反射された反射光６２を受光し、
その画像を撮像する。

【００２６】画像処理部は、紫外線カメラ１０から受信
した被測定物３０の表面の画像データを用いて被測定物
３０の表面の透明塗装の状態を判断する。図４に画像処
理部が行なう被測定物の検査の処理の流れを示す。

【００２７】上述したように、塗装検査装置１には、被
測定物３０が計測位置１８に存在するか否かを検知する
ための図示しないセンサが設けられている。センサは、
被測定物３０が測定位置に存在しているか否かについて
の信号をほぼ一定時間ごとに、画像処理部１４に送信す
る。画像処理部１４は、センサから被測定物３０を検知
した旨の信号を受信する(ステップ１０)と、紫外線カメ
ラを動作させ撮影視野内に存在する被測定物３０の画像
を取り込む(ステップ１１)。

【００２８】画像処理部は、先のステップ１１で取り込
んだ被測定物の画像の平均輝度測定(ステップ１２）の
ため、被測定物の画像を記憶し、次の画像処理を行な
う。図５は、画像処理部が行なう画像処理の処方を説明
するための図である。図５（ａ）は、表面透明塗装が施
された被測定物の可視光下での状態を示す図であり、表
面の透明塗装は、透明であるため、視認することができ
ず、被測定物３０はほぼ均一な輝度を有している。
（ｂ）は、紫外線照射して、紫外線カメラを通して得ら
れた被測定物３０の画像の例である。紫外線カメラを通
した画像では、透明塗装が施されている領域３２の輝度
は低く、画面上に暗く表示され、一方、透明塗装が薄く
又は施されていない不良の領域３４は輝度が高くなり、
画面上に明るく表示される。紫外線カメラ１０は、図５
（ｂ）のような画像信号を画像処理部１４に送信し、こ
こで次の処理がなされる。

【００２９】画像処理部１４は、紫外線カメラ１０から
送信された画像信号を所定の面積を有するエリア３６
ａ，３６ｂに分割する。エリアの大きさは検査する透明
塗装の塗りムラの大きさ、検査速度などに応じて任意に
設定すればよい。エリアの大きさを大きくすると小さい
塗りムラの検出が困難になる一方、処理を早く行なうこ
とができる。画像処理部は、このように分割されたエリ
アごとに含まれる各ポイントの輝度を平均してエリア単
位の平均輝度を算出する(ステップ１２）。図５（ｄ）
は、エリアごとの平均輝度を求めた状態を示している。
各エリアごとの輝度は例えば６４階調程度に区分し、そ
のそれぞれの値をＮ画面目のデータとして記憶する(ス
テップ１３）。そして、次の画面の画像を取り込むため
に、被測定物を矢印５０に示す方向に移動させ、撮影視
野内に次の被測定物が存在しているかどうかについて判
断し(ステップ１４)、存在している場合は、次の画面に
ついても同様に処理を行なう。

【００３０】画像の取り込みが終了し、次画面の画像を
取り込むために被測定物を移動させた結果、紫外線カメ
ラの視野内に被測定物が存在しない場合、すなわち、被
測定物の面について画像をすべて取り込んだ場合は、画
像処理部は先のステップで取り込んだ各画面について各
エリアの平均輝度を良品基準データである所定の許容値
より大きいかどうかについて比較する（ステップ１
６）。所定の許容値よりエリアの平均輝度が大きい場合
は、そのエリアについては、透明塗装が不十分であり、
部分塗装が不良していると判断される（ステップ２
０）。

【００３１】すべてのエリアの平均輝度が所定の許容値
よりも小さい場合は、次に被測定物全体についての検査
を行なう。このために、すべての画面のすべてのエリア
について平均輝度を求めて、被測定物全体の平均輝度を
算出する。このようにして求められた被測定物全体の平
均輝度についても、上記と同様に所定の許容値と比較
し、これを超えているかどうかについて判断される（ス
テップ１９）。被測定物全体の輝度値が許容値以下であ
る場合は、被測定物は良品であると判断され（ステップ
２１）、許容値を超えている場合は、被測定物は、全面
塗装不良であると判断される。

【００３２】次に、実際に被測定物を用いて本実施形態
にかかる装置で透明塗装の測定を行った。被測定物に
は、窓用ガラスにアクリル酸エステル型共重合体エマル
ジョンに一方社油脂工業株式会社製水性エマルジョン型
高分子紫外線吸収材を５％混合したものを紫外線吸収透
明塗装として用い、１００μｍのほぼ均一な厚みを有す
る塗膜を形成した。その後１８０℃で５分間乾燥し、実
施例の試験片とした。また、比較例の試験片として、実
施例で用いたのと同じ窓用ガラスに透明塗装を行なわな
いものを用いた。照明としては、株式会社アイテックシ
ステム製アバチューア管２０ｗを２灯用い、３６０ｎｍ
近傍の紫外線に感度を有する紫外線カメラを用いて各試
験片の輝度を測定した。測定に際しては、外部からの可
視光の影響を受けないように、暗室にて測定を行なっ
た。

【００３３】測定した結果、実施例の試験片は比較例の
試験片に比べて、全体的に低い輝度値であった。

【００３４】以上説明したように、本塗装検査装置は、
紫外線吸収透明塗装の塗膜が表面に形成された部材に対
して紫外線を照射し、その反射光の輝度を紫外線カメラ
を用いて観察することによって、光学的に塗装の良否を
判断することができる。

【００３５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、その他種々の態様で実施可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態にかかる塗装検査装置の構成を示
す概略図である。

【図２】 図１の塗装検査装置の側面要部拡大図であ
る。

【図３】 図１の塗装検査装置の正面要部拡大図であ
る。

【図４】 画像処理部が行なう被測定物の検査の処理の
流れを示すフローチャートである。

【図５】 画像処理の処方を説明する図である。

【符号の説明】

１ 塗装検査装置 １０ 紫外線カメラ １２ 照明部 １４ 画像処理部 １８ 計測位置 ２０ カメラ本体 ２２ レンズ ２４ 可視カットフィルタ ２６ ブラックライト ２８ 照明装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 仁夫 大阪府寝屋川市下木田町14番５号 倉敷紡 績株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G051 AA90 AB12 BA05 CA03 CA04 CB01 CC07 DA01 DA06 EA14 EA20 EB01 EB02 EC03 FA10 2G059 AA05 BB08 DD12 EE02 FF01 HH03 JJ02 JJ11 KK04 LL04 MM01 MM03 MM05 MM10 NN01 PP04 4D075 BB46Z BB94Z BB99Z DC03 EB22 EC60 4F042 DH09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線吸収透明塗装の塗膜が表面に形成
   された部材に対して紫外線を照射し、その反射光の輝度
   を紫外線カメラを用いて観察するとともに、前記反射光
   の輝度から塗装の良否を計測することを特徴とする塗装
   検査方法。
2. 【請求項２】 表面に紫外線吸収透明塗装が施された被
   測定物に対して紫外線を照射する照明手段と、紫外領域
   に感度を有し、前記照明手段から前記被測定物に照射さ
   れた光の反射光の輝度を検出する撮像手段と、前記撮像
   手段から得られた反射光の輝度値から被測定物表面の塗
   装の良否を判断する制御演算手段とを有することを特徴
   とする塗装検査装置。
3. 【請求項３】 前記制御演算手段は、前記撮像手段から
   得られた画像を所定の面積を有する複数のエリアに分割
   し、各エリアごとに平均の輝度値を算出することによっ
   て、エリアごとの塗装の良否を判断することを特徴とす
   る請求項２記載の塗装検査装置。
4. 【請求項４】 前記撮像手段は、可視カットフィルタを
   備えている請求項２又は３記載の塗装検査装置。