JP2008073623A - 紫外線硬化塗装システム - Google Patents

Abstract

【課題】ボンベ交換などのメンテナンスが不要になるとともに、低酸素気体を容易かつ安価にかつ速やかに得ることができ、ひいてはランニングコストを抑えることができる紫外線硬化塗装システムを提供すること。
【解決手段】紫外線硬化塗装システム１１は、処理槽１２、ＵＶランプ１３、抽出手段４０及び送気手段３１を有する。ＵＶランプ１３は、処理槽１２内においてＵＶ塗料を塗布した被塗布物Ｗ１に紫外線を照射する。抽出手段４０は、処理槽１２の内部に送気する低酸素気体を大気から抽出する。送気手段３１は、抽出手段４０によって抽出された低酸素気体を処理槽１２の内部に送気する。このため、低酸素気体を処理槽１２の内部に送気し続けた結果、低酸素気体の消費量が多くなったとしても、コストアップの原因とはならない。
【選択図】図１

Description

本発明は、被塗布物に紫外線を照射して、その被塗布物に塗布された紫外線硬化型塗料を硬化させる紫外線硬化塗装システムに関するものである。

従来、紫外線硬化塗装システムは、車両用部品などの被塗布物（ワーク）に塗布された紫外線硬化型塗料（ＵＶ塗料）を硬化させる工程などで使用されている。具体的にいうと、紫外線硬化塗装システムでは、コンベアによりワークを一定方向に搬送しながらワークに紫外線を照射することにより、ＵＶ塗料の硬化処理を行う。

ところが、空気中に存在する酸素により、ＵＶ塗料の硬化が阻害されてしまうことがある（いわゆる「酸素阻害」）。従来の紫外線硬化塗装システムでは、上記の酸素阻害を打ち消すように、高い光量の紫外線を照射してＵＶ塗料を硬化させていたが、ＵＶ塗料を効率良く硬化させるためには、紫外線が照射される照射ゾーン内の酸素濃度をできるだけ低下させておくことが望ましい。

そこで、例えば側壁などに開口部が形成された処理槽を設け、処理槽内に窒素ガスなどの低酸素気体が充満した状態で、処理槽内を通過するワークに対して紫外線を照射することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。このようにすれば、窒素ガスが処理槽内に溜まるのに伴い、空気が開口部から押し出されることで処理槽内の酸素濃度が低下するため、ＵＶ塗料を効率良く硬化させることができる。
特開２００３−２４５５１５号公報（図１など） 特開２００４−２０５２５４号公報（図１など）

ところで、開口部を介して窒素ガスが処理槽外に漏れ出してしまうことがある。この問題を解決するためには開口部を塞ぐことが考えられるが、開口部を塞ぐと、ワークの搬入搬出ができなくなって処理槽が使用不能となるため、構造上完全密閉は不可能である。その結果、処理槽内の酸素濃度がどうしても高くなってしまうため、ＵＶ塗料の硬化効率が低下してしまい、硬化不足となってしまう。

なお、酸素濃度を低く維持するためには、絶えず窒素ガスを供給し続けなければならないが、窒素ガスの消費量が多くなるため、コストアップの原因となる。また、従来の紫外線硬化塗装システムは、窒素ガスの供給を窒素ボンベによって行う方式であるため、そもそも単価が高い。しかもこの場合、ボンベ交換などのメンテナンスにも高いコストが掛かってしまう。また、窒素ボンベを全て使い切ってしまうことで速やかに窒素ガスを供給できなくなる可能性もある。そこで、ボンベ交換などのメンテナンスが不要で、かつ、安価な窒素ガスをその場で得ることが可能なオン・サイトの紫外線硬化塗装システムが求められている。また、窒素ガスの製造装置を紫外線硬化塗装システムと連動させることにより、必要時に必要量の窒素ガスを速やかに製造可能とするシステムも求められている。

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、ボンベ交換などのメンテナンスが不要になるとともに、低酸素気体を容易にかつ安価にかつ速やかに得ることができ、ひいてはランニングコストを抑えることができる紫外線硬化塗装システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、被塗布物の周囲空間を包囲し上方を閉鎖した気体拡散防止手段と、前記気体拡散防止手段に対して前記被塗布物を下方から搬入搬出する搬送手段と、前記気体拡散防止手段において前記搬送手段に対応するように設けた開口部と、前記気体拡散防止手段内において紫外線硬化型塗料を塗布した前記被塗布物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記気体拡散防止手段の内部に送気する低酸素気体を大気から抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を前記気体拡散防止手段の内部に送気する送気手段と、前記気体拡散防止手段の内部の環境を検出する検出手段とを有することを特徴とする紫外線硬化塗装システムをその要旨とする。

従って、請求項１に記載の発明によれば、低酸素気体を大気から抽出する方式を用いているため、ボンベ交換などのメンテナンスが不要になるとともに、低酸素気体を容易にかつ安価にかつ速やかに得ることができる。ゆえに、抽出された低酸素気体を気体拡散防止手段の内部に送気し続けた結果、低酸素気体の消費量が多くなったとしても、コストアップの原因とはならない。よって、紫外線硬化塗装システムのランニングコストを抑えることができる。また、紫外線硬化塗装システムが抽出手段を有しているため、紫外線硬化塗装システムと抽出手段とを別々に構成する場合に比べてシステム全体を小型化できる。

ところで、空気は、窒素を７８％、酸素を２１％、その他を１％含んでいる。よって、「低酸素気体」とは、酸素含有率が空気の酸素含有率よりも低い（０％も含む）気体をいうものとする。しかし、紫外線を照射して紫外線硬化型塗料を確実に硬化させて良好な塗膜を得たいという課題を達成するためには、低酸素気体に含まれる酸素は、１０％以下であることが好ましく、特には３％以下であることが好ましい。また、低酸素気体は、１種類の気体からなる単体であってもよいし、複数種類の気体の混合物であってもよい。低酸素気体としては、通常の空気よりも酸素含有量を低くした空気、ヘリウム、窒素、二酸化炭素などが挙げられる。なお、低酸素気体は、上方を閉鎖した気体拡散防止手段に溜められるため、空気よりも軽いことが好ましい。ここで、空気より軽い低酸素気体としては、ヘリウムガスなどの希ガス族元素や、化学反応性の低い窒素ガスなどの不活性ガスが挙げられるが、ヘリウムガスに比べてかなり安価な窒素ガスを用いることが好ましい。また、不活性ガスとして窒素ガスを用いれば、ヘリウムガスに比べて気体拡散速度が低いため、不活性ガスが気体拡散防止手段の外に漏れにくくなる。

また、前記抽出手段によって低酸素気体を大気から抽出する方法としては、化学反応によって低酸素気体を大気から抽出する方法や、化学反応を伴わずに低酸素気体を大気から抽出する方法が挙げられるが、化学反応を伴わない方法が好ましい。仮に化学反応を伴うと、抽出手段が大掛かりなものになる可能性が高いからである。なお、化学反応を伴わずに低酸素気体を大気から抽出する方法としては、大気を低酸素気体と高酸素気体とに分離して、低酸素気体を抽出する方法などが挙げられる。

また、前記検出手段は、酸素濃度センサー、窒素濃度センサー及び温度センサーから選択される少なくとも１つであり、前記センサーの出力値に関連して、前記紫外線照射手段、前記送気手段及び前記抽出手段から選択される少なくとも１つを作動させることが好ましい（請求項４）。このようにすれば、気体拡散防止手段の内部の環境のうち、紫外線硬化型塗料の硬化に影響する酸素濃度、窒素濃度、温度の少なくとも１つを確実に検知できる。また、制御対象のうち、紫外線硬化型塗料の硬化に影響する紫外線照射手段、送気手段及び抽出手段の少なくとも１つを、センサーの出力値に関連して確実に作動させることができる。その結果、塗装品質が向上する。

また、上記課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、被塗布物の周囲空間を包囲し上方を閉鎖した気体拡散防止手段と、前記気体拡散防止手段に対して前記被塗布物を下方から搬入搬出する搬送手段と、前記気体拡散防止手段において前記搬送手段に対応するように設けた開口部と、前記気体拡散防止手段内において紫外線硬化型塗料を塗布した前記被塗布物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、前記気体拡散防止手段の内部に送気する低酸素気体を大気から抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を前記気体拡散防止手段の内部に送気する送気手段と、前記気体拡散防止手段の内部の環境を検出する検出手段とを有し、前記検出手段の検出結果に応じて前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを作動させることを特徴とする紫外線硬化塗装システムをその要旨とする。

従って、請求項２によれば、気体拡散防止手段の内部の環境を一定に保つことができるため、塗装品質が安定する。また、低酸素気体の無駄な供給が減るため、低酸素気体の消費量をよりいっそう低減できる。詳述すると、酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値及び第２の閾値が設定され、前記検出値が前記第１の閾値を逸脱した場合に、前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを停止または出力減少させ、前記検出値が前記第２の閾値を逸脱した場合に、前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを作動または出力増大させることが好ましい（請求項３）。この場合、検出値が第１の閾値を逸脱すると、送気手段及び抽出手段の少なくとも１つを停止または出力減少させる。その結果、低酸素気体の無駄な供給が減るため、低酸素気体の消費量をよりいっそう低減できる。一方、検出値が第２の閾値を逸脱すると、送気手段及び抽出手段の少なくとも１つを作動または出力増大させる。その結果、気体拡散防止手段内の酸素濃度を低く維持することができるため、塗装品質が安定する。

また、上記発明において、前記送気手段と前記抽出手段との間に、前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を貯留する低酸素気体貯留手段を設け、前記低酸素気体貯留手段の内部の圧力が設定値未満になった場合、または、前記送気手段の送気量及び送気時間の少なくとも１つが設定値以上になった場合に前記抽出手段を作動させることが好ましい（請求項５）。このようにすれば、低酸素気体貯留手段内の低酸素気体の残量が少なくなったとしても、抽出手段が作動することですぐに低酸素気体が補給される。その結果、気体拡散防止手段内の酸素濃度を低く維持しやすくなるため、塗装品質が安定する。

以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、ボンベ交換などのメンテナンスが不要になるとともに、低酸素気体を容易かつ安価にかつ速やかに得ることができ、ひいてはランニングコストを抑えることができる紫外線硬化塗装システムを提供することができる。

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。

図１に示されるように、紫外線硬化塗装システム１１は、大型のワークＷ１（被塗布物）を製造するための製造ラインに組み込まれ、ワークＷ１に紫外線を照射して、前工程においてワーク表面に塗布された紫外線硬化型塗料（ＵＶ塗料）を硬化させる設備である。なお、本実施形態のワークＷ１は、被塗面Ｗ２を表面側に有する一方で被塗面Ｗ２でない凹状曲面Ｗ３を裏面側に有する樹脂製の車両用部品（バンパー）である。

また、紫外線硬化塗装システム１１は、気体拡散防止手段としての処理槽１２を備えている。処理槽１２は、例えば鉄板などのようなガス不透過性の壁材によって空間を内外に区画しており、内部の気体が外部に拡散するのを防止するようになっている。処理槽１２は略直方体状に形成されており、処理槽１２の上方にある槽上部１２ａは天井によって閉鎖されている。一方、処理槽１２の槽底部１２ｂには、処理槽１２内にワークＷ１を搬入するためのワーク搬入口１２ｃ（開口部）と、処理槽１２外にワークＷ１を搬出するためのワーク搬出口１２ｄ（開口部）とが開口されている。ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄは、略矩形状をなしており、それぞれ別の場所に開口されている。なお、処理槽１２は、内部に搬入されたワークＷ１の周囲空間を包囲している。

図１に示されるように、紫外線硬化塗装システム１１は、搬送手段としてのフロアコンベア１４を備えている。フロアコンベア１４は、凹状曲面Ｗ３を下方に向けた状態のワークＷ１をワーク支持体１９で支持しながら搬送するようになっている。また、フロアコンベア１４は、ワークＷ１を鉛直方向に上昇させながらワーク搬入口１２ｃを介して処理槽１２内に搬入するとともに、ワークＷ１を鉛直方向に下降させながらワーク搬出口１２ｄを介して処理槽１２外に搬出するようになっている。即ち、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄは、処理槽１２においてフロアコンベア１４に対応するように設けられている。

また、ワーク支持体１９は台車１７を備えている。台車１７は、例えば図示しない牽引部材（ワイヤやチェーン等）で引っ張られることにより、フロアコンベア１４に沿って移動する。この牽引部材は、フロアコンベア１４を駆動するコンベア駆動装置１６によって駆動されるようになっている。なお、台車１７が自走する構成であってもよい。また、台車１７には、上端部にてワークＷ１を支持する支持棒１７ｂが突設されている。なお、支持棒１７ｂに支持されるワークＷ１の向きは、フロアコンベア１４の設置面に対してほぼ直立状態に維持される。

図１に示されるように、前記処理槽１２には、紫外線照射手段としてのＵＶランプ１３が複数設置されている。各ＵＶランプ１３は、フロアコンベア１４においてワークＷ１が水平方向に移動する箇所に対応して設けられている。また、ＵＶランプ１３は、処理槽１２において互いに対向する側壁１２ｅに各２本ずつ設けられている。よって、紫外線を照射する照射ゾーンは、前記槽上部１２ａ近傍に位置するようになる。これらＵＶランプ１３は、処理槽１２内を通過するワークＷ１に紫外線を照射するようになっている。各ＵＶランプ１３は、長い棒状をなし、縦置きに設置されているが、横置きに設置されていてもよい。なお、各ＵＶランプ１３を縦置きに設置すれば、ＵＶ塗料をムラなく硬化させることができる。

ＵＶランプ１３としては、発光部と、凹状の反射面を有するアルミ板（反射板）とを備える集光形のランプが用いられる。ＵＶランプ１３と処理槽１２とを区画する位置には、熱線カットフィルタ１３ｃが設けられている。熱線カットフィルタ１３ｃは、ＵＶランプ１３から照射される紫外線を処理槽１２内に透過させるようになっている。

図１，図２に示されるように、紫外線硬化塗装システム１１は、抽出手段としての窒素ガス抽出装置４０を備えている。本実施形態の窒素ガス抽出装置４０は、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption ）方式の抽出装置であり、空気よりも軽い窒素ガス（低酸素気体）を大気から抽出する機能を有している。即ち、窒素ガス抽出装置４０は、エアフィルタ４２、コンプレッサ４３（気体圧縮手段）、熱交換器４４、ドレントラップ４５、第１吸着塔４６（気体吸着手段）及び第２吸着塔４７（気体吸着手段）などを備えている。なお、エアフィルタ４２、コンプレッサ４３、熱交換器４４及びドレントラップ４５は、大気を供給するための大気供給管４１上に設置されている。エアフィルタ４２は、例えば繊維をまとめて積層することでマット状に構成されており、大気に含まれる塵埃を取り除く機能を有している。コンプレッサ４３は、エアフィルタ４２の下流側に配置されており、エアフィルタ４２を介して取り込んだ大気を圧縮して熱交換器４４に送るようになっている。熱交換器４４は、コンプレッサ４３の下流側に配置されており、コンプレッサ４３に圧縮されて高温になった大気を冷却してドレントラップ４５に送るようになっている。ドレントラップ４５は、熱交換器４４に冷却された際に生じるドレンを大気から分離して排出する機能を有している。

図２に示されるように、大気供給管４１は、ドレントラップ４５の下流側において第１管４８と第２管４９とに分岐している。第１管４８上には、第１上流側バルブ５０、第１吸着塔４６及び第１下流側バルブ５１が設置されている。同様に、第２管４９上には、第２上流側バルブ５２、第２吸着塔４７及び第２下流側バルブ５３が設置されている。第１上流側バルブ５０は、第１吸着塔４６の上流側に配置されており、第１管４８の上流部分を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第１上流側バルブ５０は、開状態に切り替えられた際に、第１吸着塔４６内にドレントラップ４５を通過した大気を供給可能とするようになっている。同様に、第２上流側バルブ５２は、第２吸着塔４７の上流側に配置されており、第２管４９の上流部分を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第２上流側バルブ５２は、開状態に切り替えられた際に、第２吸着塔４７内にドレントラップ４５を通過した大気を供給可能とするようになっている。なお、本実施形態の第１上流側バルブ５０及び第２上流側バルブ５２は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。

図２に示される第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７は、前記コンプレッサ４３によって圧縮された大気が強制通過する際に酸素ガスを吸着することにより、大気を窒素ガスと酸素ガスとに分離するようになっている。詳述すると、第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７の内部には吸着材（分子篩炭）が充填されている。この吸着材は、窒素分子の大きさ（４．２×３．０オングストローム）と酸素分子の大きさ（３．８×２．８オングストローム）とが互いに異なることに起因する吸着速度の差を利用して、大気を窒素ガスと酸素ガスとに分離するようになっている。そして、大気の通過に伴って第１吸着塔４６（または第２吸着塔４７）内が加圧されると、吸着材に酸素分子（酸素ガス）が吸着される。このとき、窒素分子（窒素ガス）は、吸着材に吸着することなく第１吸着塔４６（または第２吸着塔４７）内を通過する。その後、大気が通過しなくなって第１吸着塔４６（または第２吸着塔４７）内が減圧されると、吸着材に吸着している酸素分子（酸素ガス）が脱着される。

図２に示されるように、前記第１下流側バルブ５１は、第１吸着塔４６の下流側に配置されており、第１管４８の下流部分を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第１下流側バルブ５１は、開状態に切り替えられた際に、窒素ガスタンク３２に第１吸着塔４６を通過した窒素ガスを供給可能とするようになっている。同様に、前記第２下流側バルブ５３は、第２吸着塔４７の下流側に配置されており、第２管４９の下流部分を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第２下流側バルブ５３は、開状態に切り替えられた際に、窒素ガスタンク３２に第２吸着塔４７を通過した窒素ガスを供給可能とするようになっている。なお、本実施形態の第１下流側バルブ５１及び第２下流側バルブ５３は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。

図２に示されるように、第１管４８における第１上流側バルブ５０と第１吸着塔４６との間には、酸素ガス排出管５４の第１端部が接続されている。また、第２管４９における第２上流側バルブ５２と第２吸着塔４７との間には、酸素ガス排出管５４の第２端部が接続されている。酸素ガス排出管５４は、第１端部、第２端部及び第３端部に枝分かれしており、第３端部の先端は外部に酸素ガスを排出する排出口となっている。また、酸素ガス排出管５４の第１端部上には第１酸素ガス排出バルブ５５が設置され、酸素ガス排出管５４の第２端部上には第２酸素ガス排出バルブ５６が設置されている。第１酸素ガス排出バルブ５５は、酸素ガス排出管５４の第１端部を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第１酸素ガス排出バルブ５５は、開状態に切り替えられた際に、第１吸着塔４６内の吸着材に吸着している酸素ガスを酸素ガス排出管５４の第３端部から排出可能とするようになっている。同様に、第２酸素ガス排出バルブ５６は、酸素ガス排出管５４の第２端部を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。第２酸素ガス排出バルブ５６は、開状態に切り替えられた際に、第２吸着塔４７内の吸着剤に吸着している酸素ガスを酸素ガス排出管５４の第３端部から排出可能とするようになっている。なお、本実施形態の第１酸素ガス排出バルブ５５及び第２酸素ガス排出バルブ５６は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。

なお、窒素ガス抽出装置４０による窒素ガスの抽出は以下の順序で行われる。まず、全てのバルブ５０，５１，５２，５３，５５，５６が閉状態になっている状態で、第２上流側バルブ５２及び第２下流側バルブ５３を開状態に切り替える。ここで、コンプレッサ４３を作動させて大気を取り込むと、取り込まれた大気は、熱交換器４４、ドレントラップ４５及び第２上流側バルブ５２を介して第２吸着塔４７内に供給される。そして、第２吸着塔４７内に供給された大気は、第２吸着塔４７を通過する際に窒素ガスと酸素ガスとに分離され、窒素ガスは第２下流側バルブ５３を介して窒素ガスタンク３２に供給される一方、酸素ガスは第２吸着塔４７内の吸着材に吸着する。

次に、第２上流側バルブ５２及び第２下流側バルブ５３を閉状態に切り替えるとともに、第１上流側バルブ５０、第１下流側バルブ５１及び第２酸素ガス排出バルブ５６を開状態に切り替える。これにより、コンプレッサ４３によって取り込まれた大気は、熱交換器４４、ドレントラップ４５及び第１上流側バルブ５０を介して第１吸着塔４６内に供給される。そして、第１吸着塔４６内に供給された大気は、第１吸着塔４６を通過する際に窒素ガスと酸素ガスとに分離され、窒素ガスは第１下流側バルブ５１を介して窒素ガスタンク３２に供給される一方、酸素ガスは第１吸着塔４６内の吸着材に吸着する。また、第２吸着塔４７内の吸着材に吸着している酸素ガスは、脱着された後、第２酸素ガス排出バルブ５６を介して酸素ガス排出管５４の排出口から外部に排出される。

その後、各バルブ５０〜５３，５５，５６を切り替えて、第１吸着塔４６内での酸素ガスの吸着（及び第２吸着塔４７内での酸素ガスの脱着）と、第２吸着塔４７内での酸素ガスの吸着（及び第１吸着塔４６内での酸素ガスの脱着）とを交互に繰り返す。その結果、窒素ガス抽出装置４０によって抽出された窒素ガス（即ち、第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７を通過した窒素ガス）が、窒素ガスタンク３２に徐々に貯留されていく。よって、本実施形態の窒素ガス抽出装置４０は、高圧で吸着を行い、吸着時と同じ温度で低圧にして脱着を行う方法（プレッシャー・スウィング・サイクル：圧力変動再生方式）を用いて窒素ガスを抽出している。

図１，図２に示されるように、窒素ガス抽出装置４０の下流側には、窒素ガス抽出装置４０によって抽出された窒素ガスを貯留する窒素ガスタンク３２（低酸素気体貯留手段）が配置されている。窒素ガスタンク３２は、内部の圧力によって窒素ガスを前記処理槽１２側に供給するようになっている。また、窒素ガスタンク３２にはタンク圧力計３３が設置されている。タンク圧力計３３は、窒素ガスタンク３２内の圧力（圧力値）を測定して、圧力測定信号を出力するようになっている。なお、圧力値は、窒素ガスタンク３２内の窒素ガスの貯留量が増加するに伴って大きくなり、貯留量が減少するに伴って小さくなる。

また、紫外線硬化塗装システム１１は、窒素ガスタンク３２と処理槽１２内との間を連通しうる窒素ガス供給経路を構成する窒素ガス供給管３７を備えている。窒素ガス供給管３７上には加熱装置３４が設置されている。加熱装置３４は、窒素ガスタンク３２から送り出された窒素ガスを処理槽１２の周囲の温度（本実施形態では２０℃以上４０℃以下）よりも高い温度（本実施形態では５０℃以上９０℃以下）に加熱するようになっている。本実施形態の加熱装置３４は、熱交換器を加熱源とする装置である。なお、加熱装置３４は設けられていなくてもよい。

図１，図２に示されるように、窒素ガス供給管３７上には、前記窒素ガス抽出装置４０によって抽出された窒素ガスを処理槽１２の内部に送気する窒素ガス供給装置３１（送気手段）が設置されている。即ち、窒素ガス供給装置３１は、窒素ガス供給管３７を介して加熱装置３４及び窒素ガスタンク３２と流路的に接続されている。窒素ガス供給装置３１は、窒素ガス供給バルブ３５及び窒素ガス供給口３６を備えている。窒素ガス供給バルブ３５は、加熱装置３４の下流側に配置されており、窒素ガス供給管３７を開状態または閉状態に切り替えるようになっている。窒素ガス供給バルブ３５は、開状態に切り替えられた際に、処理槽１２内に窒素ガスを供給可能とするようになっている。なお、本実施形態の窒素ガス供給バルブ３５は、図示しないソレノイドにより作動する電磁弁である。また、窒素ガス供給口３６は、処理槽１２の上方部分（前記槽上部１２ａ）に配設されており、窒素ガスを処理槽１２内に供給するようになっている。これにより、窒素ガスが処理槽１２内に溜まるようになる。なお、本実施形態の窒素ガス供給口３６は、下方に開口するノズルである。

図１に示されるように、処理槽１２内の槽上部１２ａにおける窒素ガス供給口３６の下方には、フィルタ３８が配置されている。フィルタ３８は、前記照射ゾーンの上方となる箇所において、槽上部１２ａの天井と平行に配置されている。フィルタ３８は、繊維をまとめて積層することでマット状に構成されている。フィルタ３８は、窒素ガスが通過する際にその流れを整えて、処理槽１２の内部上方から内部下方に窒素ガスの流れ（微小風速のダウンフロー）を起こすように送気する。なお、本実施形態のようなフィルタ３８を用いる代わりに、パンチングメタルなどを用いてもよい。この場合におけるパンチングメタルとしては、例えば、板状部材に複数の貫通孔を規則的に配置することで構成されたもの等が好適である。

また、処理槽１２内の照射ゾーンには、処理槽１２の内部の環境を検出する検出手段である酸素濃度センサー２４及び温度センサー２５が設置されている。酸素濃度センサー２４は、処理槽１２内の酸素濃度を測定して、酸素濃度測定信号を出力するようになっている。なお、酸素濃度は、３％未満であることがよく、２．５％以下（具体的には０．５％程度）であることが好ましい。また、温度センサー２５は、処理槽１２内の温度を測定して、温度測定信号を出力するようになっている。なお、酸素濃度センサー２４は、処理槽１２内においてＵＶランプ１３の近傍、即ち、処理槽１２内のフロアコンベア１４の近傍に配置されており、処理槽１２内に搬送されてきたワークＷ１の下端よりも下方に位置している。従って、酸素濃度センサー２４によってワークＷ１付近の酸素濃度を正確に測定できる。同様に、温度センサー２５も、ＵＶランプ１３の近傍、即ちフロアコンベア１４の近傍に配置されており、処理槽１２内に搬送されてきたワークＷ１の下端よりも下方に位置している。従って、温度センサー２５によってワークＷ１付近の温度を正確に測定できる。

次に、紫外線硬化塗装システム１１の電気的構成について説明する。

図１に示されるように、紫外線硬化塗装システム１１は、設備全体を統括的に制御するための制御装置１５を備えている。制御装置１５は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ２１は、ＵＶランプ１３、コンベア駆動装置１６、コンプレッサ４３、熱交換器４４、ドレントラップ４５、第１上流側バルブ５０、第１下流側バルブ５１、第２上流側バルブ５２、第２下流側バルブ５３、第１酸素ガス排出バルブ５５、第２酸素ガス排出バルブ５６、加熱装置３４及び窒素ガス供給バルブ３５に電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。

また、ＣＰＵ２１には、前記酸素濃度センサー２４から出力された酸素濃度測定信号が入力されるようになっている。そして、ＣＰＵ２１は、酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値がＲＯＭ２２に記憶されている第１の閾値（本実施形態では２．５％）以下であるか否かを判定するようになっている。酸素濃度の検出値が第１の閾値を逸脱した場合（即ち２．５％以下である場合）、ＣＰＵ２１は、前記窒素ガス供給装置３１を停止させる制御（具体的には、窒素ガス供給バルブ３５を閉状態に切り替える制御）を行うようになっている。また、ＣＰＵ２１は、酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値がＲＯＭ２２に記憶されている第２の閾値（本実施形態では３％）以上であるか否かを判定するようになっている。酸素濃度の検出値が第２の閾値を逸脱した場合（即ち３％以上である場合）、ＣＰＵ２１は、窒素ガス供給装置３１を作動させる制御（具体的には、窒素ガス供給バルブ３５を開状態に切り替える制御）を行うようになっている。即ち、ＣＰＵ２１は、酸素濃度センサー２４の検出結果に応じて窒素ガス供給装置３１を作動させるようになっている。

さらに、図１に示されるＣＰＵ２１には、前記タンク圧力計３３から出力された圧力測定信号が入力されるようになっている。そして、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が第２の閾値（本実施形態では３％）以上である場合に、圧力測定信号が示す圧力値がＲＯＭ２２に記憶されている設定値未満（本実施形態では０．３ＭＰａ未満）であるか否かを判定するようになっている。圧力値が０．３ＭＰａ未満である場合、ＣＰＵ２１は、前記窒素ガス抽出装置４０を作動させる制御（具体的には、前記コンプレッサ４３、前記熱交換器４４及び前記ドレントラップ４５に駆動信号を出力するとともに、前記各バルブ５０〜５３，５５，５６を開状態及び閉状態に切り替える制御）を行うようになっている。また、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が第２の閾値（本実施形態では３％）以上である場合に、圧力測定信号が示す圧力値がＲＯＭ２２に記憶されている設定値以上（本実施形態では０．３ＭＰａ以上）であるか否かを判定するようになっている。圧力値が０．３ＭＰａ以上である場合、ＣＰＵ２１は、窒素ガス抽出装置４０を停止させる制御（具体的には、コンプレッサ４３、熱交換器４４及びドレントラップ４５への駆動信号の出力を停止するとともに、各バルブ５０〜５３，５５，５６を閉状態に切り替える制御）を行うようになっている。即ち、ＣＰＵ２１は、酸素濃度センサー２４及びタンク圧力計３３の検出結果に応じて窒素ガス供給装置３１及び窒素ガス抽出装置４０の両方を作動させるようになっている。

次に、本実施形態のＣＰＵ２１によって行われる処理（運転開始時処理）について説明する。なお、運転開始時処理は、紫外線硬化塗装システム１１を用いてワークＷ１に塗布されたＵＶ塗料を硬化させる工程が開始される前に実行される処理である。

図３に示されるステップＳ１０の処理において、ＣＰＵ２１は、酸素濃度センサー２４からの酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値が第２の閾値を逸脱したか否か、即ち、酸素濃度の検出値が３％以上であるか否かを判定する。酸素濃度の検出値が３％以上である場合（ステップＳ１０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２０の処理へ移行する。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ２１は、タンク圧力計３３からの圧力測定信号が示す圧力値が設定値（０．３ＭＰａ）未満であるか否かを判定する。圧力値が０．３ＭＰａ以上である場合（ステップＳ２０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４０〜Ｓ６０の処理を行わずに、ステップＳ３０の処理へ移行する。一方、圧力値が０．３ＭＰａ未満である場合（ステップＳ２０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４０の処理へ移行する。そして、ステップＳ４０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス抽出装置４０を作動させる制御、具体的には、コンプレッサ４３、熱交換器４４及びドレントラップ４５に駆動信号を出力するとともに、各バルブ５０〜５３，５５，５６を開状態及び閉状態に切り替える制御を行い、所定時間後（例えば１０分後）にステップＳ５０の処理へ移行する。これにより、窒素ガス抽出装置４０によって抽出された窒素ガスが窒素ガスタンク３２内に貯留される。即ち、ＣＰＵ２１は、処理槽１２内の酸素濃度の検出値の大きさに応じて窒素ガス抽出装置４０を作動させる合理的な制御を行っている。

ステップＳ５０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガスが窒素ガスタンク３２内に貯留された結果、圧力値が０．３ＭＰａ以上になったか否かを判定する。圧力値が未だに０．３ＭＰａ未満である場合（ステップＳ５０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ６０の処理へ移行する。そして、ステップＳ６０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガスタンク３２や窒素ガス抽出装置４０に異常があるとして、窒素ガス抽出装置４０を停止させる制御を行い、ここでの処理を終了する。具体的に言うと、ＣＰＵ２１は、コンプレッサ４３、熱交換器４４及びドレントラップ４５への駆動信号の出力を停止するとともに、各バルブ５０〜５３，５５，５６を閉状態に切り替える制御を行い、ここでの処理を終了する。一方、圧力値が０．３ＭＰａ以上になった場合（ステップＳ５０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３０の処理へ移行する。

ステップＳ３０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス供給バルブ３５を開状態に切り替える制御を行い、処理槽１２内に窒素ガスを供給させる。そして、ＣＰＵ２１は、再び前記ステップＳ１０の処理を行う。その後、処理槽１２内の酸素濃度が低下して、酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値が３％未満になると（ステップＳ１０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７０の処理へ移行する。ステップＳ７０において、ＣＰＵ２１は、紫外線硬化塗装システム１１の運転準備を行う。具体的に言うと、ＣＰＵ２１は、窒素ガス抽出装置４０を停止させる制御を行って、窒素ガスタンク３２への窒素ガスの貯留を終了させるとともに、窒素ガス供給バルブ３５を閉状態に切り替える制御を行って、処理槽１２内への窒素ガスの供給を停止させる。そして、ＣＰＵ２１はステップＳ８０の処理へ移行する。

ステップＳ８０において、ＣＰＵ２１は、紫外線硬化塗装システム１１の運転を開始させる運転条件を満たしたか否かを判定する。具体的に言うと、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が３％未満になるとともに、圧力値０．３ＭＰａ以上になったか否かを判定する。運転条件を満たしていない場合（ステップＳ８０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、再びステップＳ１０の処理へ移行する。一方、運転条件を満たした場合（ステップＳ８０：Ｙ）、ＣＰＵ２１はステップＳ９０の処理へ移行する。ステップＳ９０において、ＣＰＵ２１は、紫外線硬化塗装システム１１の運転を開始させ、ここでの処理を終了する。

紫外線硬化塗装システム１１の運転が開始されると、ＣＰＵ２１は、コンベア駆動装置１６に駆動信号を出力してフロアコンベア１４を駆動させ、ワーク搬入口１２ｃを介して処理槽１２内にワーク支持体１９（ワークＷ１）を搬入させるとともに、ワーク搬出口１２ｄを介して処理槽１２外にワーク支持体１９（ワークＷ１）を搬出させる。即ち、ＣＰＵ２１は、ワークＷ１を搬入させてから処理槽１２内に窒素ガスを溜めるのではなく、窒素ガスを溜めておいてからワークＷ１を搬入させている。なお、ＵＶランプ１３は、紫外線の出力が安定するまでに時間がかかるため、常時点灯している。このため、処理槽１２内を通過するワークＷ１には紫外線が照射される。その結果、ワークＷ１のワーク表面に塗布されたＵＶ塗料が硬化する。また、ＣＰＵ２１は、処理槽１２内の酸素濃度及び窒素ガスタンク３２内の圧力を監視するようになっている。

そこで、処理槽１２内の酸素濃度を監視する処理（処理槽制御処理）について説明する。なお、処理槽制御処理は、紫外線硬化塗装システム１１の運転が開始された後、即ち、前記運転開始時処理（図３参照）の後に実行される処理である。

図４に示されるステップＳ１１０の処理において、ＣＰＵ２１は、酸素濃度センサー２４からの酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値が３％以上であるか否かを判定する。酸素濃度の検出値が３％未満である場合（ステップＳ１１０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、酸素濃度の検出値が３％以上である場合（ステップＳ１１０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１２０の処理へ移行する。ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス供給バルブ３５を開状態に切り替える制御を行い、処理槽１２内に窒素ガスを供給させる。そして、ＣＰＵ２１はステップＳ１３０の処理へ移行する。

ステップＳ１３０の処理において、ＣＰＵ２１は、酸素濃度センサー２４からの酸素濃度測定信号が示す酸素濃度の検出値が第１の閾値を逸脱したか否か、即ち、酸素濃度の検出値が２．５％以下になったか否かを判定する。酸素濃度の検出値が２．５％よりも高い場合（ステップＳ１３０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、再びステップＳ１３０の処理を行う。なお、ステップＳ１３０の処理は、酸素濃度の検出値が２．５％以下になるまで繰り返される。そして、酸素濃度の検出値が２．５％以下になると（ステップＳ１３０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１４０の処理へ移行する。ステップＳ１４０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス供給バルブ３５を閉状態に切り替える制御を行い、処理槽１２内への窒素ガスの供給を停止させる。そして、ＣＰＵ２１は、ここでの処理を終了する。

即ち、ＣＰＵ２１は、酸素濃度２．５％，３％を閾値として窒素ガス供給バルブ３５のオンオフ制御を行う。このような制御によれば、処理槽１２内の酸素濃度を一定に保つことができるため、塗装品質が安定する。また、窒素ガスの無駄な供給が減るため、窒素ガスの消費量をよりいっそう低減できる。

次に、窒素ガスタンク３２内の圧力を監視する処理（抽出装置制御処理）について説明する。なお、抽出装置制御処理は、紫外線硬化塗装システム１１の運転が開始された後、即ち、前記運転開始時処理（図３参照）の後に実行される処理である。また、抽出装置制御処理は、前記処理槽制御処理（図４参照）と並行して実行される。

図５に示されるステップＳ２１０の処理において、ＣＰＵ２１は、タンク圧力計３３からの圧力測定信号が示す圧力値が０．３ＭＰａ未満であるか否かを判定する。圧力値が０．３ＭＰａ以上である場合（ステップＳ２１０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、圧力値が０．３ＭＰａ未満である場合（ステップＳ２１０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２２０の処理へ移行する。ステップＳ２２０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス抽出装置４０を作動させる制御を行い、窒素ガスタンク３２内に窒素ガスを貯留させる。そして、ＣＰＵ２１はステップＳ２３０の処理へ移行する。

ステップＳ２３０の処理において、ＣＰＵ２１は、タンク圧力計３３からの圧力測定信号が示す圧力値が０．３ＭＰａ以上になったか否かを判定する。圧力値が０．３ＭＰａ未満である場合（ステップＳ２３０：Ｎ）、ＣＰＵ２１は、再びステップＳ２３０の処理を行う。なお、ステップＳ２３０の処理は、圧力値が０．３ＭＰａ以上になるまで繰り返される。そして、圧力値が０．３ＭＰａ以上になると（ステップＳ２３０：Ｙ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ２４０の処理へ移行する。ステップＳ２４０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス抽出装置４０を停止させる制御を行い、窒素ガスタンク３２内への窒素ガスの貯留を停止させる。そして、ＣＰＵ２１は、ここでの処理を終了する。

即ち、ＣＰＵ２１は、酸素濃度０．３ＭＰａを閾値として窒素ガス抽出装置４０のオンオフ制御を行う。このような制御によれば、窒素ガスタンク３２内の圧力を一定に保つことができるため、処理槽１２内の酸素濃度が高くなったとしても、すぐに処理槽１２内に窒素ガスを供給できる。

次に、本実施形態のＣＰＵ２１によって行われる処理（運転停止時制御処理）について説明する。なお、運転停止時制御処理は、紫外線硬化塗装システム１１の運転を停止させる際、即ち、前記処理槽制御処理（図４参照）及び抽出装置制御処理（図５参照）の後に実行される処理である。

図６に示されるステップＳ３１０の処理において、ＣＰＵ２１は、コンベア駆動装置１６への駆動信号の出力を停止し、フロアコンベア１４を停止してワークＷ１の搬送を停止させる。次に、ステップＳ３２０において、ＣＰＵ２１は、窒素ガス供給バルブ３５を閉状態に切り替える制御を行い、処理槽１２内への窒素ガスの供給を停止させる。そして、ＣＰＵ２１はステップＳ３３０の処理へ移行する。

ステップＳ３３０において、ＣＰＵ２１は、コンプレッサ４３への駆動信号の出力を停止し、コンプレッサ４３を停止させる。また、ＣＰＵ２１は、熱交換器４４、ドレントラップ４５、各バルブ５０〜５３，５５，５６及び加熱装置３４への駆動信号の出力を停止させる。これにより、紫外線硬化塗装システム１１の運転が停止され、ＣＰＵ２１は、ここでの処理を終了する。

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。

（１）従来の紫外線硬化塗装システムでは、処理槽１２への窒素ガスの供給を窒素ボンベによって行っていたため、そもそもコストが高い。しかもこの場合、ボンベ交換などのメンテナンスにも高いコストが掛かってしまう。

そこで、本実施形態の紫外線硬化塗装システム１１では、窒素ボンベに代えて窒素ガス抽出装置４０を設けているため、窒素ガス抽出装置４０によってその場にある大気から窒素ガスを抽出できるようになる。即ち、紫外線硬化塗装システム１１はオン・サイトのシステムである。従って、ボンベ交換などのメンテナンスが不要になるととともに、窒素ガスを容易にかつ安価にかつ速やかに得ることができる。ゆえに、抽出された窒素ガスを処理槽１２の内部に送気し続けた結果、窒素ガスの消費量が多くなったとしても、コストアップの原因とはならない。よって、紫外線硬化塗装システム１１のランニングコストを抑えることができる。特に本実施形態では、加熱装置３４によって加熱した窒素ガスを用いているため、分子運動が活発になって窒素ガスが処理槽１２外に漏れやすく、窒素ガスの消費量が高くなりやすい。よって、窒素ガス抽出装置４０によって窒素ガスを抽出することの効果が大きくなる。

また、ボンベ交換が不要になることで、窒素ガスを処理槽１２内に連続的に供給することができる。その結果、紫外線の照射に際して、ワークＷ１を搬入させた状態でフロアコンベア１４を止めて、ボンベ交換の終了を待ったり窒素ガスが溜まるのを待ったりしなくても済むため、ＵＶ塗料の硬化作業を効率良く行うことができる。

（２）本実施形態では、第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７によって大気を窒素ガスと酸素ガスとに分離した結果、酸素ガスが不要となる。このため、不要となった酸素ガスを有効利用することができる。例えば、酸素ガスを、ごみの燃焼を助けるのに利用したり、作業者のリフレッシュのために利用することができる。

（３）本実施形態では、上方が閉鎖された処理槽１２内に空気より軽い窒素ガスを供給しているため、窒素ガスの処理槽１２外への漏れを防止でき、窒素ガスの消費量を低減できる。また、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄから遠い槽上部１２ａから窒素ガスを供給しているため、窒素ガスが処理槽１２外に漏れにくくなる。しかも、フィルタ３８がダウンフローを生じさせるため、槽上部１２ａ側に流れやすい窒素ガスを槽底部１２ｂまで到達させることができる。よって、処理槽１２内を窒素ガスで確実に充満させることができる。しかも、ダウンフローはフィルタ３８によって整流されて静かに流れるため、たとえ窒素ガスが処理槽１２外の空気に接したとしても空気中に拡散しにくい。よって、窒素ガスが処理槽１２外に漏れ出す量を最小限に留めることができる。

なお本実施形態では、処理槽１２がガス不透過性の壁材によって構成されているため、窒素ガスが槽上部１２ａの天井、槽底部１２ｂ及び側壁１２ｅなどを透過して処理槽１２外に漏れることはない。さらに、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄが槽底部１２ｂに形成されているため、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄからの窒素ガスの漏れを最小限に抑えることができる。

（４）本実施形態では、ワークＷ１を支持するワーク支持体１９は、フロアコンベア１４を鉛直方向に上昇しながらワーク搬入口１２ｃを通過し、フロアコンベア１４を鉛直方向に下降しながらワーク搬出口１２ｄを通過する。その結果、ワーク支持体１９の支持棒１７ｂがフロアコンベア１４の設置面に対してほぼ直立した状態を維持し、支持棒１７ｂに支持されるワークＷ１の向きが直立状態を維持するため、ワーク支持体１９を上下方向から見た際の投影面積は、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄを通過する際であっても増加しない。従って、ワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄの開口面積を小さくすることができる。ゆえに、窒素ガスがワーク搬入口１２ｃ及びワーク搬出口１２ｄを介して処理槽１２外に漏れることをより確実に防止できる。

（５）本実施形態の紫外線硬化塗装システム１１では、ワークＷ１を搬入させてから処理槽１２内に窒素ガスを溜めるのではなく、窒素ガスを溜めておいてからワークＷ１を搬入させている。よって、紫外線の照射に際し、ワークＷ１を搬入させた状態でフロアコンベア１４を止めて、窒素ガスが溜まるのを待たなくても済む。従って、ＵＶ塗料の硬化作業を効率良く行うことができる。

なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。

・上記実施形態の窒素ガス抽出装置４０は、コンプレッサ４３によって圧縮された大気を強制通過させ、酸素ガスを吸着することにより、大気を窒素ガスと酸素ガスとに分離する第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７を備えていた。しかし図７に示されるように、窒素ガス抽出装置４０は、第１吸着塔４６及び第２吸着塔４７の代わりに、気体分離膜６１（例えば酸素富化膜）を備えていてもよい。この気体分離膜６１は、コンプレッサ４３によって圧縮された大気を強制通過させることにより、大気を窒素ガスと酸素ガスとに分離する機能を有している。詳述すると、気体分離膜６１は、有機高分子材料によって形成されており、酸素が窒素の約２．５倍の速度で通過する性質を有している。この気体分離膜６１は、管状をなす膜モジュール本体６２内に配置されている。よって、膜モジュール本体６２内にコンプレッサ４３によって圧縮された大気を通過させると、酸素ガスが気体分離膜６１を透過して膜モジュール本体６２の排出口から外部に排出される一方、窒素ガスは、気体分離膜６１を透過せずに窒素ガス槽６３（低酸素気体貯留手段）側に流れる。その結果、大気が窒素ガスと酸素ガスとに分離される。

なお、気体分離膜６１によって分離された窒素ガスは、窒素ガス槽６３に貯留される。そして、窒素ガス槽６３に貯留された窒素ガスは、窒素ガス供給管３７において窒素ガス槽６３の下流側に配置された加熱装置３４によって加熱され、加熱装置３４の下流側に配置された窒素ガス供給ポンプ６４によって処理槽１２内に送気される。

・上記実施形態において、窒素ガスを貯留するとともに、貯留された窒素ガスを処理槽１２の内部に送気する窒素ボンベ（不活性ガス貯留手段、不活性ガス送気手段）を、窒素ガス供給装置３１及び窒素ガス抽出装置４０とは別に設けてもよい。この場合、窒素ボンベは、窒素ガスタンク３２と処理槽１２内との間を連通しうる窒素ガス供給管３７とは別の窒素ガス供給管を介して、窒素ガス供給口３６に接続される。そして、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が第２の閾値を逸脱した場合（３％以上である場合）に、窒素ボンベを窒素ガス抽出装置４０と協働させる制御を行う。なお、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が３％以上である場合に、窒素ボンベを窒素ガス抽出装置４０とは単独で作動させる制御を行ってもよい。また、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が第３の閾値を逸脱した場合（例えば８％以上である場合）に、窒素ボンベを作動させる制御を行ってもよい。

このようにすれば、窒素ガスタンク３２内に十分な量の窒素ガスが貯留されていない場合であっても、窒素ボンベから窒素ガスを処理槽１２内に送気することができる。その結果、処理槽１２内の酸素濃度を低く維持しやすくなるため、塗装品質が安定する。

・上記実施形態のＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が２．５％以下である場合に窒素ガス供給装置３１を停止させ（図４のステップＳ１３０，Ｓ１４０参照）、酸素濃度の検出値が３％以上である場合に窒素ガス供給装置３１を作動させていた（図４のステップＳ１１０，Ｓ１２０参照）。即ち、第１の閾値及び第２の閾値は異なる値であった。しかし、第１の閾値及び第２の閾値を同一の値としてもよい。例えばステップＳ１３０の処理を、酸素濃度の検出値が３％以下であるか否かを判定する処理に変更してもよい。

・上記実施形態のＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が第２の閾値を逸脱した場合（３％以上である場合）に、窒素ガス供給装置３１（及び窒素ガス抽出装置４０）を作動させるようになっていた。しかし、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が３％以上である場合に、ＵＶランプ１３の照射パワーを増大させるようにしてもよい。また、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が３％以上である場合に、１個当たりのワークＷ１に対するＵＶランプ１３の照射時間を延長させるようにしてもよい。なお、ＣＰＵ２１は、酸素濃度の検出値が例えば２．５％以下になった場合に、ＵＶランプ１３の照射パワーまたは照射時間を元の状態（標準状態）に戻す制御を行ってもよい。

このようにすれば、処理槽１２内の酸素濃度が高くなったとしても、ＵＶランプ１３の照射パワーを増大させたり照射時間を延長させたりすることで、ワークＷ１に塗布されたＵＶ塗料が確実に硬化するため、塗装品質が安定する。

・上記実施形態では、窒素ガスタンク３２の内部の圧力値が設定値未満（０．３ＭＰａ未満）になった場合に、窒素ガス抽出装置４０を作動させるようになっていたが、例えば、窒素ガス供給装置３１による窒素ガスの送気量や送気時間が設定値以上になった場合に、窒素ガス抽出装置４０を作動させるようにしてもよい。

・上記実施形態において、酸素濃度の検出値が第３の閾値を逸脱した場合（例えば８％以上である場合）に、ＣＰＵ２１は、紫外線硬化塗装システム１１の異常または警告を表示させる制御を行ってもよい。なお、警告を行う方法としては、制御装置１５のディスプレイ（図示略）に、「警告」という文字を表示させることなどが挙げられる。

・上記実施形態において、酸素濃度の検出値が第３の閾値を逸脱した場合（例えば８％以上である場合）に、ＣＰＵ２１は、フロアコンベア１４（即ち紫外線硬化塗装システム１１）を停止するように制御してもよい。このようにすれば、処理槽１２内の酸素濃度が高すぎる場合に紫外線硬化塗装システム１１が使用不能となるため、ＵＶ塗料の硬化不良に起因したワークＷ１の塗装品質低下を防止できる。

・上記実施形態の検出手段としては、酸素濃度センサー２４及び温度センサー２５が用いられていたが、さらに窒素濃度センサーを検出手段として追加してもよい。なお、検出手段として窒素濃度センサーを設けた場合、処理槽１２内の窒素濃度を検出すれば酸素濃度も導出できる。例えば、窒素濃度の検出値が９７％である場合、酸素濃度は残りの３％となる。この場合、酸素濃度センサー２４を省略することができる。また、温度センサー２５は省略されていてもよい。

・上記実施形態では、窒素ガスタンク３２の内部の圧力を検知する圧力検知手段として、タンク圧力計３３が用いられていた。しかし、例えば、窒素ガスタンク３２の内部の圧力を推定する制御を行うＣＰＵ２１を、圧力検知手段として用いてもよい。

・上記実施形態では、窒素ガス供給バルブ３５が、酸素濃度センサー２４からの酸素濃度測定信号に基づいてＣＰＵ２１によって制御され、コンプレッサ４３が、タンク圧力計３３からの圧力測定信号に基づいてＣＰＵ２１によって制御されていた。しかし、窒素ガス供給バルブ３５は、酸素濃度センサー２４からＣＰＵ２１を介さずに入力された酸素濃度測定信号に基づいて作動するようになっていてもよい。同様に、コンプレッサ４３は、タンク圧力計３３からＣＰＵ２１を介さずに入力された圧力測定信号に基づいて作動するようになっていてもよい。

・上記実施形態では、紫外線硬化塗装システム１１によって塗装される被塗布物としてバンパー（ワークＷ１）を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、空力付加物（スポイラーなど）などの他の車両用部品を被塗布物としてもよい。また、被塗布物は、必ずしも車両用部品でなくてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）請求項１乃至５のいずれか１項において、前記検出手段は、前記気体拡散防止手段内において前記紫外線照射手段の近傍に配置されていることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（２）請求項１乃至５のいずれか１項において、酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値及び第２の閾値が設定され、前記検出値が前記第２の閾値を逸脱した場合に、前記被塗布物に対する前記紫外線照射手段の照射時間または照射パワーを変化させることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（３）請求項１乃至５のいずれか１項において、酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値が設定され、前記検出値が前記第３の閾値を逸脱した場合に、前記紫外線硬化塗装システムの異常もしくは警告の表示、または、前記紫外線硬化塗装システムの停止を行うことを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（４）請求項１乃至５のいずれか１項において、不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留手段と、前記不活性ガス貯留手段に貯留された不活性ガスを前記気体拡散防止手段の内部に送気する不活性ガス送気手段とを、前記送気手段及び前記抽出手段とは別に設けたことを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（５）技術的思想（４）において、酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値及び第２の閾値が設定され、前記検出値が前記第２の閾値を逸脱した場合に、前記不活性ガス送気手段を、前記抽出手段と協働または単独で作動させることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（６）技術的思想（４）または（５）において、酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値、第２の閾値及び第３の閾値が設定され、前記検出値が前記第３の閾値を逸脱した場合に前記不活性ガス送気手段を作動させることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（７）請求項５において、前記抽出手段は、大気を取り込んで圧縮する気体圧縮手段と、前記気体圧縮手段によって圧縮された大気を強制通過させることにより、大気を低酸素気体と高酸素気体とに分離する気体分離膜とを備え、前記気体分離膜によって分離された低酸素気体は前記低酸素気体貯留手段に貯留されることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（８）請求項５において、前記抽出手段は、大気を取り込んで圧縮する気体圧縮手段と、前記気体圧縮手段によって圧縮された大気を強制通過させ、低酸素気体または高酸素気体を吸着することにより、大気を低酸素気体と高酸素気体とに分離する気体吸着手段とを備え、前記気体吸着手段によって分離された低酸素気体は前記低酸素気体貯留手段に貯留されることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

（９）請求項１乃至５のいずれか１項において、前記搬送手段は、前記被塗布物を上昇させながら前記開口部を介して前記被塗布物を前記気体拡散防止手段内に搬入するとともに、前記被塗布物を下降させながら前記開口部を介して前記気体拡散防止手段外に前記被塗布物を搬出することを特徴とする紫外線硬化塗装システム。

本実施形態における紫外線硬化塗装システムの概略構成を示す断面図。 窒素ガス供給装置及び窒素ガス抽出装置などの構成を示す概略図。 ＣＰＵにて行われる運転開始時制御処理を示すフローチャート。 ＣＰＵにて行われる処理槽制御処理を示すフローチャート。 ＣＰＵにて行われる抽出装置制御処理を示すフローチャート。 ＣＰＵにて行われる運転停止時制御処理を示すフローチャート。 他の実施形態における窒素ガス供給装置及び窒素ガス抽出装置などの構成を示す概略図。

符号の説明

１１…紫外線硬化塗装システム
１２…気体拡散防止手段としての処理槽
１２ｃ…開口部としてのワーク搬入口
１２ｄ…開口部としてのワーク搬出口
１３…紫外線照射手段としてのＵＶランプ
１４…搬送手段としてのフロアコンベア
２４…検出手段としての酸素濃度センサー
２５…検出手段としての温度センサー
３１…送気手段としての窒素ガス供給装置
３２…低酸素気体貯留手段としての窒素ガスタンク
４０…抽出手段としての窒素ガス抽出装置
Ｗ１…被塗布物としてのワーク

Claims (5)

1. 被塗布物の周囲空間を包囲し上方を閉鎖した気体拡散防止手段と、
   前記気体拡散防止手段に対して前記被塗布物を下方から搬入搬出する搬送手段と、
   前記気体拡散防止手段において前記搬送手段に対応するように設けた開口部と、
   前記気体拡散防止手段内において紫外線硬化型塗料を塗布した前記被塗布物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   前記気体拡散防止手段の内部に送気する低酸素気体を大気から抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を前記気体拡散防止手段の内部に送気する送気手段と、
   前記気体拡散防止手段の内部の環境を検出する検出手段と
   を有することを特徴とする紫外線硬化塗装システム。
2. 被塗布物の周囲空間を包囲し上方を閉鎖した気体拡散防止手段と、
   前記気体拡散防止手段に対して前記被塗布物を下方から搬入搬出する搬送手段と、
   前記気体拡散防止手段において前記搬送手段に対応するように設けた開口部と、
   前記気体拡散防止手段内において紫外線硬化型塗料を塗布した前記被塗布物に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
   前記気体拡散防止手段の内部に送気する低酸素気体を大気から抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を前記気体拡散防止手段の内部に送気する送気手段と、
   前記気体拡散防止手段の内部の環境を検出する検出手段とを有し、
   前記検出手段の検出結果に応じて前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを作動させることを特徴とする紫外線硬化塗装システム。
3. 酸素濃度または窒素濃度の検出値に関する第１の閾値及び第２の閾値が設定され、
   前記検出値が前記第１の閾値を逸脱した場合に、前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを停止または出力減少させ、
   前記検出値が前記第２の閾値を逸脱した場合に、前記送気手段及び前記抽出手段の少なくとも１つを作動または出力増大させる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線硬化塗装システム。
4. 前記検出手段は、酸素濃度センサー、窒素濃度センサー及び温度センサーから選択される少なくとも１つであり、前記センサーの出力値に関連して、前記紫外線照射手段、前記送気手段及び前記抽出手段から選択される少なくとも１つを作動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の紫外線硬化塗装システム。
5. 前記送気手段と前記抽出手段との間に、前記抽出手段によって抽出された低酸素気体を貯留する低酸素気体貯留手段を設け、
   前記低酸素気体貯留手段の内部の圧力が設定値未満になった場合、または、前記送気手段の送気量及び送気時間の少なくとも１つが設定値以上になった場合に前記抽出手段を作動させる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の紫外線硬化塗装システム。

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