JP3611037B2 - 導電性塗膜検査方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電塗装前にワークの表面に塗布された導電性プライマーによる導電性塗膜を検査する導電性塗膜検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂製品等の非導電性材質のワークを静電塗装する場合、前処理として、ワーク表面に導電性プライマーによる導電性塗膜を形成することが行われている。この導電性塗膜の抵抗値が高いと、上塗りする静電塗装の品質が悪くなるなど、抵抗値の大小が品質に影響するため、静電塗装前の検査として導電性塗膜の抵抗値を測定している。
【０００３】
従来、その抵抗値測定は、金属製触子を有する抵抗計を用い、その金属製触子を導電性塗膜に接触させて行うのが一般的であった。しかし、金属製触子を導電性塗膜に接触させることにより、導電性塗膜を傷つける問題があり、また導電性塗膜が完全に乾くまで測定できなかった。
【０００４】
特許文献１（特開平１１−１３８０５８号公報）には、非導電性のワークの一方側に第１のリード線のクリップ型端子を取り付け、またワークの他方側に第２のリード線のクリップ型端子を取り付けるとともに該第２のリード線の先端を接地し、これら第１及び第２のリード線にスイッチを介して抵抗計を接続することで、下塗りの導電性塗膜がウェット状態でもその抵抗値を測定できるようにするとともに、その測定後、直ちに上塗りのための静電塗装を行えるようにした方法が開示されている。
【０００５】
しかし、これによると、２本のリード線のクリップ型端子をワーク毎に取り付けなければならないので、その取り付け作業及び取り外し作業が必要であるとともに、その取付場所が、ワークの端部などの製品の外観に影響しない部位に特定され、更にリード線を抵抗計へ接続する作業もワーク毎に行わなければならず、測定の作業効率が悪い。また、下塗りされた導電性塗膜の全体としての抵抗値を測定するものであるため、部分的な検査をしようとしてもできない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１３８０５８号公報（第２〜３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、下塗りの導電性塗膜を傷つけることがないのは勿論のこと、ワークへの取り付け作業及び取り外し作業を一切必要とせず、導電性塗膜の抵抗値検査を、全体としてばかりでなく部分的にも行え、更にワークが接地されているかどうかの検査も同時に行える導電性塗膜検査方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の導電性塗膜検査方法は、導電性塗膜が形成されたワーク表面に対して帯電器を非接触状態で対向させ、該帯電器の放電電極の周囲をエアーパージして送風しながら放電電極を放電させることにより、放電による電荷を送風によりワーク表面に当てて帯電させ、その表面電位をワークとは非接触状態で表面電位計にて測定し、測定した電位を閾値と比較して塗膜の良否を検査することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、ワーク表面の導電性塗膜についてその抵抗値として直接測定しないが、帯電器で意図的に帯電させてその帯電電位を表面電位計にて非接触状態で測定することで、導電性塗膜の抵抗値を正確な値でなくとも、良否判断するには充分なデータとして間接的に測定できる。すなわち、表面電位計にて測定した帯電電位を、抵抗値に換算しなくとも、閾値と比較すれば、良否の判定をすることは可能であり、しかもその部分的な検査も可能である。
【００１０】
本発明の導電性塗膜検査装置は、導電性塗膜が形成されたワーク表面に対して非接触状態で対向し、放電電極の周囲をエアーパージして送風しながら放電電極を放電させることにより、その放電による電荷を送風によりワーク表面に当てて帯電させる帯電器と、帯電されたワークの表面電位をワークとは非接触状態で測定する表面電位計と、帯電器の放電動作と表面電位計の測定動作とをタイミングをとって制御する制御回路と、表面電位計にて測定された電位を閾値と比較して塗膜の良否を判定する比較回路とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この装置によれば、測定した電位を抵抗値に換算しなくとも、導電性塗膜の良否ばかりでなく、乾燥具合やワークが接地されているかどうかの確認もできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１に、本発明の導電性塗膜検査装置の概要を示す。この導電性塗膜検査装置は、表面に導電性プライマーによる導電性塗膜が形成されたワーク（樹脂製品等）１に対し、それと非接触状態でその表面を帯電させる帯電器２と、これに高電圧を印加する高電圧発生回路３と、帯電したワーク１の表面電位をワーク１とは非接触状態で測定する表面電位センサ４と、この表面電位センサ４とで表面電位計６を構成する検出処理回路５と、高電圧発生回路３及び検出処理回路５を制御する制御回路７と、検出処理回路５の出力を閾値と比較する比較回路８とで構成される。
【００１４】
帯電器２と表面電位センサ４とは、表面電位計４が帯電器２からの電荷を直接検出しないように、ワーク１を移動させる方向（矢印方向）に距離Ｌを隔てて配置されている。ワーク１は接地され、また高電圧発生回路３及び検出処理回路５も接地される。
【００１５】
図２に帯電器２の一例を示す。この帯電器２は、電気絶縁材の円形ブロックである本体９に、上面が開口した凹部であるエアーチャンバ１０を形成しているとともに、このエアーチャンバ１０の底面から本体９の下面に達して開口する複数の放電孔１１を設けている。エアーチャンバ１０の上面開口は蓋板１２で閉じられ、この蓋板１２の外側中央の管継手１３に接続したエアーホース１４を通じて、エアーチャンバ１０内に外部からエアーが供給される。複数の放電孔１１のそれぞれには、共通の電極基板１５に植設された針状の放電電極１６が挿入されている。電極基板１５は、エアーチャンバ１０の底面に固定されているが、放電孔１１を塞いでおらず、エアーチャンバ１０に入ったエアーは、放電孔１１を通ってその先端開口である吹き出し口１１ａから吹き出される。放電電極１６の長さは放電孔１１の長さよりも短いので、放電電極１６の先端は放電孔１１から突出することなく、その内方に留まっている。電極基板１５には高圧ケーブル１７が接続されており、この高圧ケーブル１７を通じて高電圧発生回路３から複数本の放電電極１６に高電圧が同時に印加される。
【００１６】
エアーチャンバ１０へのエアー供給は、図１において電磁弁１８が制御回路７にてオンになったとき行われ、また放電電極１６への高電圧の印加は、電磁弁１８がオンになった後に高電圧発生回路３が制御回路７にてオンされることにより行われる。従って、放電電極１６は、それぞれの放電孔１１内でエアーパージされながら放電することになる。
【００１７】
なお、帯電器２全体は、本体９の外周を把持する取り付け用バンド１９にて適宜の支持部材に取り付けられる。
【００１８】
図３に表面電位センサ４の一例を示す。この表面電位センサ４は振動チョッパ式で、検出孔２０を有するセンサケース２１内に、一対の圧電素子２２を付設した音叉型振動子２３と検出電極２４とプリアンプ２５を内蔵している。振動子駆動回路２６にて音叉型振動子２３を振動させると、検出孔２０を通じて検出電極２４へ向かう帯電物体からの電気力線が音叉型振動子２３の振動によりチョッピングされ、プリアンプ２５により交流電圧として外部へ出力される。
【００１９】
この出力は、図１の検出処理回路５にて増幅・整流されて直流電圧として取り出され、比較回路８により閾値と比較される。
【００２０】
次に、このような装置による検査方法について説明する。
表面に導電性塗膜が形成されたワーク１を帯電器２との対向位置で停止させ、制御回路７からの信号により電磁弁１８をオンにして、帯電器２へエアーの供給を先に開始してから、制御回路７からの信号により高電圧発生回路３をオンにして帯電器２の放電電極１６に高電圧を印加する。
【００２１】
これにより、放電電極１６が放電孔１１内でエアーパージされながら、接地されているワーク１に向かって放電するので、ワーク１の表面が帯電する。放電により生じた電荷は、ワーク１の表面に送風により吹き付けられるので、効率よく平均にかつ広範囲に帯電させることができる。また、放電電極１６を放電孔１１内でエアーパージすることにより、放電電極１６の汚れを防止できるとともに、放電により生じた電荷を吹き出して放電特性を高めることができる。
【００２２】
帯電器２と表面電位センサ４との距離Ｌに満たない短いワーク１の場合には、高電圧発生回路３を制御回路７にてオフにして放電電極１６の放電を停止してから、制御回路７にて電磁弁１８をオフにしてエアーの供給を停止する。この後、ワーク１を距離Ｌ分だけ移動させ、表面電位センサ４との対向位置で停止させる。つまり、帯電器２と対向していたワーク１が表面電位センサ４と対向するところまで移動させる。そして、制御回路７にて検出処理回路５を制御して、表面電位センサ４によりワーク１の表面電位を検出する。
【００２３】
一方、帯電器２と表面電位センサ４との距離Ｌにわたる長いワーク１の場合には、高電圧発生回路３及び電磁弁１８を制御回路７にて所要時間だけオンにして放電電極１６の放電及びエアーの供給を所要時間だけ行い、これと同時に、又は直後に、制御回路７にて検出処理回路５を制御して、表面電位センサ４によりワーク１の表面電位を検出する。つまり、ワーク１の表面を帯電させながら、その表面電位を離れた位置で同時に又は直後に測定する。この場合、表面電位センサ４による表面電位の検出は、連続して行っても、又は時間を限って行ってもよい。
【００２４】
表面電位に応じた検出処理回路５からの出力電圧は、比較回路８により閾値と比較される。その閾値は、初期設定するために事前に測定した実測値に基づいて予め設定されている。例えば、導電性塗膜が適正に形成されたワークの場合と、不適正なワークの場合について、上記のように帯電器２で帯電させてから、表面電位センサ４で表面電位を測定し、そのデータから良否判定の判断基準となる閾値を決定したり、導電性塗膜が乾いたワークの場合と、乾いていないワークの場合について、同様なことを行って、導電性塗膜の乾湿の判断基準となる閾値を決定する。
【００２５】
検出処理回路５の出力電圧は、導電性塗膜の抵抗値そのものを直接には示さないが、帯電器２で帯電させた後のワーク１の表面電位（残留電位）を示すので、導電性塗膜の抵抗値にも依存することになる。すなわち、導電性塗膜の抵抗値が低い場合には、帯電器２で帯電させても電荷が直ぐに消滅するので、残留電位は０又は０に近く、従って測定される表面電位もそのようになるが、導電性塗膜の抵抗値が高いと残留電位が高くなるので、測定される表面電位も高くなる。
【００２６】
ワーク１を移動させながら帯電器２による帯電と表面電位計６による測定を同時に行えば、全体的な測定（良否判定）ができる。
【００２７】
表１は、次のNo.1からNo.5の５種類のワークについて、上記のように帯電器２で帯電させた後、表面電位センサ４で表面電位を測定するテストを、それぞれ１０回ずつ繰り返した実測データである。
No.1 導電性塗膜を形成しない素材のみの場合
No.2 非導電性の通常プライマーで塗膜を形成した場合
No.3 導電性プライマーのみで導電性塗膜を形成した場合
No.4 銀色塗料を混合した導電性プライマーで導電性塗膜を形成した場合
No.5 赤色塗料を混合した導電性プライマーで導電性塗膜を形成した場合
【００２８】
【表１】

【００２９】
このようなテストからも分かるように、帯電器２でワーク１の表面を帯電させた後、表面電位センサ４で表面電位を測定すれば、その表面電位はワーク１表面の導電性塗膜の抵抗値を反映したものとなるので、測定した表面電位を比較回路８にて閾値と比較することにより、導電性塗膜の良否や乾燥具合を判定できる。更に、ワーク１が接地されていないと、測定される表面電位が通常よりもはるかに高くなるので、ワーク１が接地されているか否かの確認もできる。
なお、帯電と表面電位の測定をワーク１の複数箇所について行うことも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、下塗りの導電性塗膜の抵抗値検査、つまり塗膜の良否判定を非接触状態で行えるので、導電性塗膜を傷つけることがないのは勿論のこと、ワークへの取り付け作業及び取り外し作業が不要であり、しかも全体としてばかりでなく部分的な良否検査も行え、更にワークが接地されているかどうかの検査も同時に行える。
【００３１】
帯電器において、放電電極の周囲をエアーパージしながら送風することにより、放電により生じた電荷を、ワークの表面に送風により吹き付けることができるので、ワーク表面を効率よく平均にかつ広範囲に帯電させることができる。また、放電電極の汚れを防止できるとともに、放電により生じた電荷を吹き出して放電特性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概要を示すブロック図である。
【図２】帯電器の一例を示す側面図である。
【図３】表面電位センサの一例の機構図である。
【符号の説明】
１ ワーク
２ 帯電器
３ 高電圧発生回路
４ 表面電位センサ
５ 検出処理回路
６ 表面電位計
７ 制御回路
８ 比較回路
９ 本体
１０ エアーチャンバ
１１ 放電孔
１１ａ 吹き出し口
１２ 蓋板
１３ 管継手
１４ エアーホース
１５ 電極基板
１６ 放電電極
１７ 高圧ケーブル
１８ 電磁弁
１９ 取り付け用バンド
２０ 検出孔
２１ センサケース
２２ 圧電素子
２３ 振動子
２４ 検出電極
２５ プリアンプ
２６ 振動子駆動回路

Claims (3)

1. 静電塗装前にワークの表面に下塗りされた導電性塗膜の良否を検査する導電性塗膜検査方法であって、導電性塗膜が形成されたワーク表面に対して帯電器を非接触状態で対向させ、該帯電器の放電電極の周囲をエアーパージして送風しながら放電電極を放電させることにより、放電による電荷を送風によりワーク表面に当てて帯電させ、その表面電位をワークとは非接触状態で表面電位計にて測定し、測定した電位を閾値と比較して塗膜の良否を検査することを特徴とする導電性塗膜検査方法。
2. 帯電器は、送風を先に開始してから放電電極を放電させることを特徴とする請求項１に記載の導電性塗膜検査方法。
3. 静電塗装前にワークの表面に下塗りされた導電性塗膜の良否を検査する導電性塗膜検査装置であって、導電性塗膜が形成されたワーク表面に対して非接触状態で対向し、放電電極の周囲をエアーパージして送風しながら放電電極を放電させることにより、その放電による電荷を送風によりワーク表面に当てて帯電させる帯電器と、帯電されたワークの表面電位をワークとは非接触状態で測定する表面電位計と、帯電器の放電動作と表面電位計の測定動作とをタイミングをとって制御する制御回路と、表面電位計にて測定された電位を閾値と比較して塗膜の良否を判定する比較回路とを備えたことを特徴とする導電性塗膜検査装置。

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