JP5738562B2 - 静電塗装装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電塗装装置の技術に関し、より詳しくは、導電性が低い被塗物に対するアース状態の検査の技術に関する。

従来、樹脂製部品等の導電性が低い部品に対して静電塗装を行う場合には、当該部品に導電性を付与するための材料である導電プライマーを塗装面に塗布して、導電性を確保した後に静電塗装を行う技術が知られている。そして、導電プライマーを塗布した後には、導電性が確保されていること（即ち、アースに接地されているかどうか）を確認する必要があるため、当該部品に対して静電塗装を行うための塗装ラインには、アース状態を確認するための専用装置が設けられるのが一般的である。
このようなアース状態を確認するための装置としては、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。

特許文献１に開示されている従来技術では、塗装面に対し非接触の状態で電荷を印加する電荷印加装置と、電荷が印加された被塗物の塗装面の電荷量を非接触の状態で測定する電荷量測定センサと、電荷量測定センサで測定された電荷量が所定範囲にあるか否かを判定する判定装置と、を備える、静電塗装される被塗物の塗装面のアース状態を検査するための装置が開示されている。

特開２００５−５８９９８号公報

しかしながら、特許文献１に示された従来技術に係る検査装置は、アース状態を確認するための専用装置となっており、アース状態を検査するための工程を別途確保する必要があるため、塗装ラインの長大化、塗装時間の長期化、塗装設備のコスト増大等を招く要因となっていた。

本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、アース状態を検査するための専用装置を用いずに、短時間でアース状態を検査することができる静電塗装装置を提供することを目的としている。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、被塗物に向けて塗料を噴霧するための塗装ガンと、該塗装ガンを変位可能に支持するロボットアームと、前記塗装ガンに印加する高電圧を発生させるとともに、前記塗装ガンと前記被塗物との間に電界を形成するときに生じる放電電流を、前記高電圧の供給ライン上に設けた電圧センサおよび電流センサで検出し、フィードバックすることにより、発生させる高電圧を調整する高電圧発生装置と、を備える静電塗装装置であって、前記塗装ガンにより、前記被塗物に向けて塗料を噴霧していない状態において、前記塗装ガンから被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるとともに、前記高電圧発生装置により前記塗装ガンに高電圧を印加していない状態において、前記被塗物に帯電した電荷により、前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を、前記高電圧発生装置で検出するとともに、放電電流を検出するときに、前記塗装ガンと前記被塗物との距離を、静電塗装時における塗装距離に比して小さくするものである。

請求項２においては、第一および第二の二つの前記静電塗装装置を備え、第一の前記静電塗装装置の前記塗装ガンから前記被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるとともに、第二の前記静電塗装装置の前記高電圧発生装置により、前記被塗物に帯電した電荷により、第二の前記静電塗装装置の前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を検出するものである。

請求項３においては、前記塗装ガンから前記被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるときには、前記塗装ガンの変位距離を、静電塗装時における該塗装ガンの変位距離に比して小さくするものである。

請求項４においては、前記高電圧発生装置により前記塗装ガンに高電圧を印加していない状態において、前記被塗物に帯電した電荷により、前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を検出するときには、前記塗装ガンの変位距離を、静電塗装時における該塗装ガンの変位距離に比して小さくするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、専用装置を用いずに、被塗物に対するアース状態の検査を行うことができるとともに、被塗物の表面電位をより確実に検出し、アース状態の検査精度を向上できる。またこれにより、塗装ラインの短小化、検査時間の短縮化、塗装設備のコスト低減等を図ることができる。

請求項２においては、電荷を印加した後の待ち時間を短縮して、検査時間のさらなる短縮化を図ることができる。

請求項３においては、電荷の印加時間を短縮して、検査時間の短縮化を図ることができる。

請求項４においては、表面電位の検出時間を短縮して、検査時間の短縮化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る静電塗装装置の全体構成を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置から被塗物に対する電界の形成状況を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置における高電圧発生装置の構成を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置（１台使用の場合）によるアース状態の検査状況を示す模式図、（ａ）電圧の印加状況を示す模式図、（ｂ）表面電位の検出状況を示す模式図。 表面電位の時間変化の状況を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置（１台使用の場合）によるアース状態の検査方法の流れを示す検査フロー図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置における被塗物に対する塗装ガンの変位状況を示す模式図、（ａ）アース状態の検査時（電圧の印加時および表面電位の検出時）の変位状況を示す模式図、（ｂ）静電塗装時の変位状況を示す模式図。 塗装ラインの全体構成を示す模式図、（ａ）本発明の一実施形態に係る静電塗装装置を用いてアース状態の検査を行う場合の塗装ラインの構成を示す模式図、（ｂ）従来の検査専用装置を用いてアース状態の検査を行う場合の塗装ラインの構成を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置（２台使用の場合）によるアース状態の検査状況を示す模式図。 本発明の一実施形態に係る静電塗装装置（２台使用の場合）によるアース状態の検査方法の流れを示す検査フロー図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置の全体構成について、図１および図２を用いて説明をする。
図１および図２に示す如く、本発明の一実施形態に係る静電塗装装置１は、樹脂製バンパー等の部品であって、そのままでは静電塗装を行えない程度に導電性が低い性質を有する塗装対象物である被塗物２に対して静電塗装を行うことができる塗装装置であり、塗装ガン３、ロボットアーム４、高電圧発生装置９等を備えている。

塗装ガン３は、被塗物２に対して塗料を噴霧するための装置であり、ベルカップ３ａを備えている。
塗装ガン３は、ベルカップ３ａを図示しないエアモータ等の駆動手段により回転させて、ベルカップ３ａの内面に展延させた流体塗料を遠心力で微粒化させることができる回転霧化型の塗装装置である。

図１に示す如く、ロボットアーム４は、その下部において基台部７に回動可能に連結される上下アーム５と、該上下アーム５の上部にその後端部が回動可能に連結される水平アーム６とから構成され、上下アーム５、水平アーム６を各回動支点で回動させることで、水平アーム６の先端部に設けた塗装ガン３を、被塗物２に対して変位させることができる構成としている。

また、水平アーム６は、その先端部に塗装ガン３の連結筒３ｂが連結される第一アーム部６ａと、その先端部に前記第一アーム部６ａが連結される第二アーム部６ｂと、その先端部に第二アーム部６ｂが連結され、その後端部に上下アーム５が回動可能に連結される第三アーム部６ｃと、を有する構成としている。

また、第一アーム部６ａには、二つの屈折部６ｄ・６ｅが設けられ、各屈折部６ｄ・６ｅにおいて第一アーム部６ａが屈折動作される構成となっており、これにより、塗装ガン３が、図１および図２中における時計方向、又は、反時計方向に角度を変更することができる構成としている。

また、塗装ガン３が先端に取り付けられる連結筒３ｂは、第一アーム部６ａに対して、軸方向に回転駆動される構成としており、塗装ガン３が、連結筒３ｂの軸を中心として角度を変更することができる。これにより、塗装ガン３の被塗物２に対する角度を自由に設定できる構成としている。

また、塗装ガン３には、高電圧発生装置９が電気的に接続されている。
図１および図２に示す如く、高電圧発生装置９は、塗装ガン３に印加する高電圧を発生させるための装置であり、電圧を生じさせるとともに電圧を制御するための部位である電圧発生部２１と、該電圧発生部２１において発生した電圧を昇圧するための部位である電圧昇圧部２２を備えている。

そして、本実施形態において、高電圧発生装置９のうち電圧昇圧部２２は、第二アーム部６ｂの内部に配置されており、電圧発生部２１は、ロボットアーム４の外部に配置されている。そして、ロボットアーム４の各部６ｂ・６ｃおよび上下アーム５内に低電圧ケーブル２３を配線するとともに、上下アーム５の途中から低電圧ケーブル２３を外部に引き出して、低電圧ケーブル２３によって電圧発生部２１と電圧昇圧部２２を接続する構成としている。

また、ロボットアーム４の各部６ａ・６ｂおよび塗装ガン３の内部に高電圧ケーブル１０を配線し、高電圧ケーブル１０によって、電圧昇圧部２２を塗装ガン３に接続する構成としており、これにより、高電圧を塗装ガン３に印加する構成としている。

そして、塗装ガン３は、高電圧発生装置９により、負極性の静電高電圧が印加されることによって、該塗装ガン３から噴霧する塗料の粒子を負極側に帯電させることができる。
そして、負極側に帯電した塗料と接地された（即ち、電位が０Ｖである）被塗物２との間で図２に示すような静電界（以下、電界Ｅと呼ぶ）形成し、この電界Ｅを利用して、被塗物２に対する静電塗装を行う構成としている。

次に、静電塗装装置１に備えられる高電圧発生装置９について、図３を用いて、さらに詳細に説明をする。
図３に示す如く、高電圧発生装置９は、電圧発生部２１と、電圧昇圧部２２と、低電圧ケーブル２３等を備えている。

電圧発生部２１は、塗装ガン３およびロボットアーム４に印加するための高電圧のもととなる電圧を発生させるための部位であり、電源部２７、増幅器２８、ＣＰＵ２９、ＲＡＭ３０、リレー３１、プッシュプル発振装置３２、電圧センサ３３、電流センサ３４、バンドパスフィルタ３５・３６等を備えている。

電圧昇圧部２２は、電圧発生部２１によって発生させた電圧を昇圧するための部位であり、高電圧トランス２４、高電圧発生用の整流器および倍率器であって複数のコンデンサやダイオード等の組合せによって構成されたコッククロフトウォルトン回路（ＣＷ回路）２５等を備えている。
また、高電圧トランス２４は、一次巻線２４ａ、二次巻線２４ｂを備えており、二次巻線２４ｂ側にＣＷ回路２５が接続されている。

そして、電圧発生部２１は、一次巻線２４ａのセンター相（以下、ＣＴ相と呼ぶ）に対する作動電圧を出力するための出力端子２１ａ、一次巻線２４ａのドライブＡ相（以下、ＤＡ相と呼ぶ）に対するドライブ信号を出力するための出力端子２１ｂ、一次巻線２４ａのドライブＢ相（以下ＤＢ相と呼ぶ）に対するドライブ信号を出力するための出力端子２１ｃを備えている。
さらに、電圧発生部２１は、ＣＰＵ２９に対してＣＷ回路２５の全発生電流値を示す電流フィードバック信号（以下、ＩＭ信号と呼ぶ）を入力するための入力端子２１ｄ、ＣＰＵに対してＣＷ回路２５によって昇圧した後の高電圧値を示す電圧フィードバック信号（以下、ＶＭ信号と呼ぶ）を入力するための入力端子２１ｅ、電圧発生部２１を接地するための接地端子２１ｆ等を備えている。

また、電圧昇圧部２２は、高電圧トランス２４の一次巻線２４ａのＣＴ相に接続される入力端子２２ａ、一次巻線２４ａのＤＡ相に接続される入力端子２２ｂ、一次巻線２４ａのＤＢ相に接続される入力端子２２ｃを備えている。
さらに、電圧昇圧部２２は、ＣＷ回路２５の全発生電流値を示すＩＭ信号を出力するための出力端子２２ｄ、ＣＷ回路２５によって昇圧した後の高電圧値を示すＶＭ信号を出力するための出力端子２２ｅ、ＣＷ回路２５を接地するための接地端子２２ｆ等を備えている。

電圧昇圧部２２では、ＣＷ回路２５を接地端子２２ｆと接続して、塗装ガン３等に帯電した電荷をアースに逃がす構成としている。そして、ＣＷ回路２５と接地端子２２ｆとを接続する接地ライン上には、リーク電流を抑制するためのブリーダー抵抗器２６を備える構成としている。
そしてさらに、電圧昇圧部２２では、ＣＷ回路２５によって生成した高電圧を出力するための端子である高電圧出力端子２２ｇを備えている。

低電圧ケーブル２３は、電圧発生部２１と電圧昇圧部２２とを電気的に接続するための各種ケーブルの束であり、ＣＴ入力線（ＣＴ）２３ａ、ＤＡ入力線（ＤＡ）２３ｂ、ＤＢ入力線（ＤＢ）２３ｃ、ＩＭ信号線（ＩＭ）２３ｄ、ＶＭ信号線（ＶＭ）２３ｅ、コモン線（ＣＯＭ）２３ｆ等によって構成されている。

ＣＴ入力線２３ａは、電圧発生部２１によって生成した作動電圧を一次巻線２４ａのＣＴ相に入力するためのケーブルであり、電圧発生部２１の出力端子２１ａと電圧昇圧部２２の入力端子２２ａの間に接続されている。

ＤＡ入力線２３ｂは、電圧発生部２１によって生成したドライブ信号を一次巻線２４ａのドライブＡ相に入力するためのケーブルであり、電圧発生部２１の出力端子２１ｂと電圧昇圧部２２の入力端子２２ｂの間に接続されている。

ＤＢ入力線２３ｃは、電圧発生部２１によって生成したドライブ信号を一次巻線２４ａのドライブＢ相に入力するためのケーブルであり、電圧発生部２１の出力端子２１ｃと電圧昇圧部２２の入力端子２２ｃの間に接続されている。

ＩＭ信号線２３ｄは、電圧昇圧部２２で生成したＩＭ信号をＣＰＵ２９に入力するためのケーブルであり、電圧発生部２１の入力端子２１ｄと電圧昇圧部２２の入力端子２２ｄの間に接続されている。

ＶＭ信号線２３ｅは、電圧昇圧部２２で生成したＶＭ信号をＣＰＵ２９に入力するためのケーブルであり、電圧発生部２１の入力端子２１ｅと電圧昇圧部２２の入力端子２２ｅの間に接続されている。

さらに、コモン線２３ｆは、電圧発生部２１および電圧昇圧部２２をアースに接地して、共通の基準電位（０Ｖ）を設定するためのケーブルであり、電圧発生部２１の接地端子２１ｆと電圧昇圧部２２の接地端子２２ｆの間に接続されている。

ここで、高電圧発生装置９による高電圧の発生状況について、図３を参照しながら説明をする。
電圧発生部２１は、電源部２７により発生する出力電圧をＣＰＵ２９からの指令値に応じて増幅器２８によって調整して、作動電圧を生成する。ここで生成される作動電圧は、該作動電圧の供給ライン上に設けられた電圧センサ３３および電流センサ３４により測定され、その測定値がＣＰＵ２９にフィードバックされることによって、作動電圧を指令値に一致させるようにＣＰＵ２９によって調整されている。

また、増幅器２８に対するＣＰＵ２９からの指令値は、前述したＩＭ信号やＶＭ信号がＣＰＵ２９にフィードバックされて、ＣＰＵ２９により各フィードバック信号やＲＡＭ３０に記憶されている条件等に基づいて演算を行うことによって求めている。
このＩＭ信号およびＶＭ信号等は、バンドパスフィルタ３５・３６等を介してＣＰＵ２９に入力される。

また電圧発生部２１は、一次巻線２４ａの各ドライブ相に入力するためのドライブ信号を、ＣＰＵ２９からの指令値に応じて、プッシュプル発振装置３２によって生成する。
また、プッシュプル発振装置３２に対するＣＰＵ２９からの指令値は、前述したＩＭ信号やＶＭ信号がＣＰＵ２９にフィードバックされて、ＣＰＵ２９により各フィードバック信号やＲＡＭ３０に記憶されている条件等に基づいて演算を行うことによって求めている。

このような構成により、高電圧トランス２４の一次巻線２４ａに所定の交流電圧を供給することができる。これにより、二次巻線２４ｂに接続されたＣＷ回路２５によって、供給された一次巻線２４ａに供給された作動電圧をコンデンサおよびダイオードの接続段数に応じて所定の倍率まで昇圧し、ＣＷ回路２５の図３中における点αβ間において、所定の電圧値である直流高電圧を発生させることができる。

ここで、電圧昇圧部２２において、出力点βに接続された出力端子２２ｇは、塗装ガン３に対して印加する高電圧を出力するための端子である。そして、高電圧出力端子２２ｇと塗装ガン３を高電圧ケーブル１０によって接続する構成としている。

また、高電圧発生装置９により、塗装ガン３に対して高電圧を印加していない状態において、被塗物に帯電した電荷によって、被塗物から塗装ガン３に向けて電界が形成され、出力端子２２ｇから接地端子２２ｆに向けて放電電流が流れた場合、ＶＭ信号線２３ｅには、その放電電流の電圧を表す信号（以下、ＩＳ信号と呼ぶ）が入力される。
そして、ＣＰＵ２９にＩＳ信号が入力されると、ＣＰＵ２９により当該ＩＳ信号に基づく演算を行うことによって、被塗物の表面電位を検出することができる。

次に、本発明の第一の実施形態として、一つの静電塗装装置１を用いた場合の表面電位の測定方法について、図４および図５を用いて説明をする。
図４（ａ）に示す如く、被塗物２が、アースに接続されたコンベア１１上に配置され、導電プライマーが塗布されている状態において、ロボットアーム４によって、塗装ガン３を変位させて、塗装ガン３のベルカップ３ａと被塗物２との距離を距離Ｌ１に保持する。そしてこの状態で、高電圧発生装置９によって、塗装ガン３に高電圧を印加すると、ベルカップ３ａと被塗物２との間で電界Ｅ１が形成され、被塗物２には電荷が付与される。

このように、被塗物２に対して電荷を印加した場合における、被塗物２における表面電位の時間変化は、図５に示すようになる。
図５に示す如く、高電圧発生装置９によって、表面電位Ｖ０である被塗物２に対して、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで電荷を印加すると、時刻ｔ１における被塗物２の表面電位はＶ１となる。

そして、被塗物２のアース状態が理想的である場合には、時刻ｔ１で高電圧発生装置９による電荷の印加を停止すると、時刻ｔ１の後、曲線Ｇ１のように、被塗物２の表面電位は急激に下降する。
一方、被塗物２のアース状態が適切でない場合には、時刻ｔ１の後、曲線Ｇ２のように、被塗物２の表面電位は緩やかに下降する。

また、被塗物２のアース状態が理想的である場合には、時刻ｔ１で電荷の印加を停止したあと、時刻ｔ２の時点では、被塗物２の表面電位は予め設定する設定電位Ｖｋよりも確実に小さくなる。
一方、被塗物２のアース状態が適切でない場合には、被塗物２の表面電位は設定電位Ｖｋに比して高い電位を維持したままとなる。

そこで、本実施形態では、高電圧発生装置９による電荷の印加を停止したとき（即ち、時刻ｔ１）から所定の時間後である時刻ｔ２における、被塗物２の表面電位を検出することによって、アース状態の良否を判定するようにしている。

具体的には、図５に示す時刻ｔ２の時点で、図４（ｂ）に示す如く、ロボットアーム４によって、塗装ガン３のベルカップ３ａと被塗物２との距離を距離Ｌ１に比して短い距離である距離Ｌ２に保持する。
被塗物２に対して、ブリーダー抵抗器２６を介してアースに接続されている塗装ガン３（より詳しくは、ベルカップ３ａ）を接近させると、被塗物２に帯電された電荷はベルカップ３ａに向けて放電される。
本実施形態に係る静電塗装装置１では、このとき生じる放電電流を測定することにより、被塗物２の表面電位を検出するとともに、アース状態の良否を判定する構成としている。

そして、上記放電電流値の測定は、前述した通り、前記ＩＳ信号に基づいて高電圧発生装置９が備えるＣＰＵ２９により行うことができる。
このため、本実施形態では、他の専用の検査装置を用いることなく、静電塗装装置１のみで、アース状態の検査をすることができる。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る静電塗装装置１は、被塗物２に向けて塗料を噴霧するための塗装ガン３と、該塗装ガン３を変位可能に支持するロボットアーム４と、塗装ガン３に印加する高電圧を発生させるとともに、塗装ガン３と被塗物２との間に電界Ｅ１を形成するときに生じる放電電流を検出することにより、発生させる高電圧を調整する高電圧発生装置９と、を備えるものであって、塗装ガン３により、被塗物２に向けて塗料を噴霧していない状態において、塗装ガン３から被塗物２に向けて電界Ｅ１を形成して、該被塗物２に電荷を帯電させるとともに、高電圧発生装置９により、該高電圧発生装置９により塗装ガン３に高電圧を印加していない状態において、被塗物２に帯電した電荷により、塗装ガン３と被塗物２との間で生じる放電電流を検出するものである。
このような構成により、専用装置を用いずに、被塗物２に対するアース状態の検査を行うことができる。またこれにより、塗装ラインの短小化、検査時間の短縮化、塗装設備のコスト低減等を図ることができる。

次に、静電塗装装置１を用いたアース状態の検査方法について、図４〜図８を用いて説明をする。
図４（ａ）（ｂ）に示す如く、本実施形態で示す静電塗装装置１を用いたアース状態の検査方法では、既に存在する静電塗装装置１を１台のみ使用して、アース状態の検査を行う構成としている。

静電塗装装置１を用いたアース状態の検査方法では、まず始めに、図６に示す如く、被塗物２を搬送するためのコンベア１１を作動させて、所定の検査位置に導電プライマーが塗布された状態の被塗物２を配置する（Ｓ１０１）。そして、被塗物２が所定の検査位置に配置されたときに、コンベア１１を停止させる（Ｓ１０２）。

次に、被塗物２が所定の検査位置に配置された状態で、図４（ａ）に示すように、高電圧発生装置９をＯＮ状態として、塗装ガン３に高電圧を印加する（Ｓ１０３）。
このとき、塗装ガン３から被塗物２に向けて電界Ｅ１が形成され、被塗物２に電荷が印加される。尚このとき、塗装ガン３による塗料の噴霧は行わず、塗装ガン３と被塗物２との距離は距離Ｌ１となっている。

次に、ロボットアーム４によって、塗装ガン３を所定の姿勢で、所定の軌跡上を変位させる（Ｓ１０４）。
図７（ａ）に示すように、塗装ガン３による電荷の印加が可能な範囲を円状の範囲Ｓとする場合において、電荷を印加する範囲に切れ目が生じないようにしつつ、各部位に所定の電荷を印加するように（即ち、各部位に対する電荷の印加時間が略均等になるように）、範囲Ｓの中心が開始位置Ｐに一致する状態から一定の速度で、軌跡Ｒを描くように塗装ガン３を変位させる。

この軌跡Ｒは、図７（ｂ）に示すように、静電塗装装置１により、被塗物２に対して静電塗装を行う場合に塗装ガン３が描く軌跡Ｒｓに比して、範囲Ｓの重ね合わせ幅を小さくすることができる分だけ変位距離を短くすることができる。このため、電荷の印加に要する時間は、静電塗装を行うのに要する時間に比して短くすることができる。

そして、塗装ガン３により被塗物２に対して電荷を印加しつつ、範囲Ｓの中心が所定の軌跡Ｒを描きながら、所定の終了位置Ｑに至るまで塗装ガン３を変位させる（Ｓ１０５）。また、範囲Ｓの中心が所定の終了位置Ｑに到達したときに、高電圧発生装置９をＯＦＦ状態とする（Ｓ１０６）。
ここまでで、静電塗装装置１による被塗物２に対する電荷の印加工程を完了する。そしてここから、静電塗装装置１による表面電位の検出工程に移行する。

即ち、本発明の第一の実施形態に係る静電塗装装置１では、塗装ガン３から被塗物２に向けて電界Ｅ１を形成して、該被塗物２に電荷を帯電させるときには、塗装ガン３の変位距離を、静電塗装時における該塗装ガン３の変位距離に比して小さくするものである。
このような構成により、電荷の印加時間を短縮して、検査時間の短縮化を図ることができる。

被塗物２に対する電荷の印加が終了したのち、所定の時間（即ち、図５に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの時間）が経過するのを待ってから（Ｓ１０７）、高電圧発生装置９がＯＦＦ状態であることを確認する（Ｓ１０８）。

次に、ロボットアーム４によって、塗装ガン３を所定の姿勢で、所定の軌跡上を変位させる（Ｓ１０９）。
尚、本実施形態では、塗装ガン３と被塗物２との距離が距離Ｌ１である場合における塗装ガン３により電荷を印加できる範囲と、塗装ガン３と被塗物２との距離が距離Ｌ２である場合における塗装ガン３により表面電位を検出できる範囲がともに範囲Ｓで同じであると仮定して、このときの軌跡を、図７（ａ）に示す軌跡Ｒと同じとしており、表面電位を検出する範囲に切れ目が生じないようにして、全範囲の表面電位を検出するように、開始位置Ｐから終了位置Ｑまで、一定の速度で、塗装ガン３を変位させる。
即ち、電荷の印加時における塗装ガン３の軌跡（変位距離）と、表面電位の測定時における塗装ガン３の軌跡（変位距離）は、それぞれ別途設定することも可能である。

そして、このような変位条件の下、ロボットアーム４によって、塗装ガン３を、被塗物２に対して変位させつつ、図４（ｂ）に示すような態様で表面電位の測定を行い（Ｓ１１０）、測定した表面電位に基づく判定を行う（Ｓ１１１）。
またこのとき、塗装ガン３と被塗物２の距離を、塗装距離に比して小さい距離Ｌ２として、塗装ガン３を被塗物２に対してより接近させて表面電位を計測することによって、より精度よく表面電位の測定を行う構成としている。

即ち、本発明の第一の実施形態では、高電圧発生装置９により、該高電圧発生装置９により塗装ガン３に高電圧を印加していない状態において、被塗物２に帯電した電荷により、塗装ガン３と被塗物２との間に電界を形成するときに生じる放電電流を検出するときには、塗装ガン３の変位距離を、静電塗装時における該塗装ガン３の変位距離に比して小さくするものである。
このような構成により、表面電位の検出時間を短縮して、検査時間の短縮化を図ることができる。

また、本発明の第一の実施形態では、高電圧発生装置９により、該高電圧発生装置９により塗装ガン３に高電圧を印加していない状態において、被塗物２に帯電した電荷により、塗装ガン３と被塗物２との間で生じる放電電流を検出するときには、塗装ガン３と被塗物２との距離Ｌ２を、静電塗装時における塗装距離に比して小さくするものである。
このような構成により、被塗物２の表面電位をより確実に検出し、アース状態の検査精度を向上できる。

ここでの判定は、測定した表面電位が、予め設定した図５に示すような所定の設定電位Ｖｋ以下であるか否かによって行われ、測定した表面電位の値Ｖ２が、設定電位Ｖｋ以下であれば、被塗物２のアース状態は良好であると判定し、塗装ガン３の位置が所定の終了位置Ｑとなるまで、判定を繰返し継続する（Ｓ１１２）。

あるいは、測定した表面電位Ｖ２の値が、設定電位Ｖｋを越えていれば、被塗物２のアース状態が異常であると判定して測定を終了し（Ｓ１１４）、異常があった場合の処理を行う（Ｓ１１５）。ここでの異常処理の内容は、例えば、異常が認められた被塗物２に対してアースクリップの接地状況等を確認する処理等が行われる。
そして、異常処理が完了すれば、異常状態である旨の判定をリセットする（Ｓ１１６）。

そして、表面電位の測定終了（Ｓ１１３）か、あるいは、異常状態のリセット（Ｓ１１６）の後に、コンベア１１を作動させて、被塗物２を検査位置から排除する（Ｓ１１７）。
以上により、静電塗装装置１を用いたアース状態の検査を完了する。

即ち、本発明の第一の実施形態では、被塗物２に対して導電プライマーを塗布した後に、被塗物２に高電圧を印加するとともに、被塗物２の表面における電位を測定して、被塗物２のアース状態を検査するアース状態検査方法であって、静電塗装装置１を用いて、被塗物２に高電圧を印加するとともに、被塗物２の表面における電位を測定するものである。
このような構成により、専用装置を用いずに、被塗物２に対するアース状態の検査を行うことができる。またこれにより、塗装ラインの短小化、検査時間の短縮化、塗装設備のコスト低減等を図ることができる。

そして、このように静電塗装装置１を用いてアース状態の検査を行う場合の塗装ラインは、図８（ａ）に示すような構成となる。この構成によれば、アースチェックの工程および装置を例えば、ベース塗装の工程および塗装装置と兼用することができるため、図８（ｂ）に示す従来の塗装ラインに比して、アースチェックの工程および装置を省略することが可能になり、塗装ラインのコンパクト化を図ることができる。

次に、本発明の第二の実施形態として、二つの静電塗装装置１を用いた場合の表面電位の測定方法について、図４、図５および図９を用いて説明をする。
図４（ａ）（ｂ）に示したように、一つの静電塗装装置１でアース状態の検査をする場合には、電荷の印加が全て完了した後でなければ、表面電位の測定に移行することができない。そこで、本実施形態では、隣接する二つの静電塗装装置１・１を用いて、より短時間で検査を行うことができる構成としている。

図９に示す如く、被塗物２が、アースに接続されたコンベア１１上に配置され、導電プライマーが塗布されている状態において、第一の静電塗装装置１である第一静電塗装装置１Ｘのロボットアーム４である第一のロボットアーム４Ｘ（以下、第一ロボットアーム４Ｘと呼ぶ）によって、第一静電塗装装置１Ｘが備える第一の塗装ガン３Ｘ（以下、第一塗装ガン３Ｘと呼ぶ）のベルカップ３ａと被塗物２との距離を距離Ｌ１に保持する。
そしてこの状態で、第一静電塗装装置１Ｘが備える第一の高電圧発生装置９である第一高電圧発生装置９Ｘによって、第一塗装ガン３Ｘに高電圧を印加すると、ベルカップ３ａと被塗物２との間で電界Ｅ１が形成され、被塗物２には電荷が付与される。

このように、被塗物２に対して電荷を印加した場合における、被塗物２における表面電位の時間変化は、前述した通り図５に示すようになる。
即ち、図５に示す如く、第一高電圧発生装置９Ｘによって、表面電位Ｖ０である被塗物２に対して、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで電荷を印加すると、時刻ｔ１における被塗物２の表面電位はＶ１となる。

そして、被塗物２のアース状態が理想的である場合には、時刻ｔ１で第一高電圧発生装置９Ｘによる電荷の印加を停止すると、時刻ｔ１の後、曲線Ｇ１のように、被塗物２の表面電位は急激に下降する。
一方、被塗物２のアース状態が適切でない場合には、時刻ｔ１の後、曲線Ｇ２のように、被塗物２の表面電位は緩やかに下降する。

また、被塗物２のアース状態が理想的である場合には、時刻ｔ１で電荷の印加を停止したあと、時刻ｔ２の時点では、被塗物２の表面電位は予め設定する設定電位Ｖｋよりも確実に小さくなる。
一方、被塗物２のアース状態が適切でない場合には、被塗物２の表面電位は設定電位Ｖｋに比して高い電位を維持したままとなる。

そして、本実施形態では、第一の高電圧発生装置９Ｘによる電荷の印加が完了した部位に対して、第二の静電塗装装置１である第二静電塗装装置１Ｙを用いて、第一の高電圧発生装置９Ｘによる電荷の印加が全て完了するのを待たずに、アース状態の良否を判定するようにしており、このため、電荷の印加が全て終わる時刻ｔ２より前に表面電位の検出を開始する構成としている。

具体的には、例えば、図５に示す時刻ｔ３の時点で、図９に示す如く、第二静電塗装装置１Ｙが備える第二ロボットアーム４Ｙによって、第二静電塗装装置１Ｙが備える第二の塗装ガン３である第二塗装ガン３Ｙのベルカップ３ａと被塗物２との距離を距離Ｌ１に比して短い距離である距離Ｌ２に保持する。
ここで、時刻ｔ３は、時刻ｔ２に比してタイミングが早いが、この時点における表面電位は設定電位Ｖｋに比して、十分に小さくなっているため、図５に示す時刻ｔ３における表面電位Ｖ３を用いて、アース状態の判定をすることが可能である。

被塗物２に対して、ブリーダー抵抗器２６を介してアースに接続されている第二塗装ガン３Ｙ（より詳しくは、ベルカップ３ａ）を接近させると、被塗物２に帯電された電荷はベルカップ３ａに向けて放電される。
本実施形態に係る第二静電塗装装置１Ｙでは、この放電電流値を測定することにより、被塗物２の表面電位を検出するとともに、アース状態の良否を判定する構成としている。

そして、上記放電電流値の測定は、前述した通り、前記ＩＳ信号に基づいて、第二静電塗装装置１Ｙの第二高電圧発生装置９Ｙが備えるＣＰＵ２９により行うことができる。
このため、本実施形態では、他の専用の検査装置を用いることなく、既に存在する二つの各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを使用して、アース状態の検査をすることができる。

即ち、本発明の第二の実施形態では、第一および第二の二つの各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを備え、第一静電塗装装置１Ｘの第一塗装ガン３Ｘから被塗物２に向けて電界Ｅ２を形成して、該被塗物２に電荷を帯電させるとともに、第二静電塗装装置１Ｙの第二高電圧発生装置９Ｙにより、被塗物２に帯電した電荷により、第二静電塗装装置１Ｙの第二塗装ガン３Ｙと被塗物２との間で生じる放電電流を検出するものである。
このような構成により、電荷を印加した後の待ち時間を短縮して、検査時間のさらなる短縮化を図ることができる。

次に、二つの各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを用いたアース状態の検査方法について、図９および図１０を用いて説明をする。
図１０に示す如く、二つの各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを用いたアース状態の検査方法では、まず始めに被塗物２を搬送するためのコンベア１１を作動させて、所定の検査位置に導電プライマーが塗布された状態の被塗物２を配置する（Ｓ２０１）。そして、被塗物２が所定の検査位置に配置されたときに、コンベア１１を停止させる（Ｓ２０２）。

次に、被塗物２が所定の検査位置に配置された状態で、第一静電塗装装置１Ｘの第一高電圧発生装置９ＸをＯＮ状態として、第一静電塗装装置１Ｘにおける第一塗装ガン３Ｘに高電圧を印加する（Ｓ２０３）。このとき、図９に示すように、第一塗装ガン３Ｘから被塗物２に向けて電界Ｅ１が形成され、被塗物２に電荷が印加される。尚このとき、第一塗装ガン３Ｘによる塗料の噴霧は行わない。

次に、第一静電塗装装置１Ｘにおける第一ロボットアーム４Ｘによって、第一塗装ガン３Ｘを所定の姿勢で、所定の軌跡上を変位させる（Ｓ２０４）。
このとき、静電塗装装置１を１台のみ使用する場合と同様に、図７（ａ）に示すように、第一塗装ガン３Ｘによる電荷の印加が可能な範囲を円状の範囲Ｓとする場合において、電荷を印加する範囲に切れ目が生じないようにしつつ、各部位に所定の電荷を印加するように（即ち、各部位に対する電荷の印加時間が略均等になるように）、範囲Ｓの中心が開始位置Ｐに一致する状態から一定の速度で、軌跡Ｒを描くように第一塗装ガン３Ｘを変位させる。

そして、第一ロボットアーム４Ｘによる第一塗装ガン３Ｘの変位が開始された時点から、第二静電塗装装置１Ｙによる表面電位の検出工程に移行する。

一方第一塗装ガン３Ｘによる電荷の印加工程は継続しており、被塗物２に対して電荷を印加しつつ、第一塗装ガン３Ｘを所定の終了位置Ｑまで変位させる（Ｓ２０５）。また、第一塗装ガン３Ｘが所定の終了位置Ｑに到達したときに、第一高電圧発生装置９ＸをＯＦＦ状態とする（Ｓ２０６）。
ここまでで、第一静電塗装装置１Ｘによる被塗物２に対する電荷の印加工程を完了する。

そして、第一塗装ガン３Ｘの変位が開始されてから所定の時間（即ち、図５中に示す時刻ｔ１〜時刻ｔ３までの時間）が経過するのを待って（Ｓ３０１）、第二静電塗装装置１Ｙの第二ロボットアーム４Ｙによって、第二静電塗装装置１Ｙにおける第二塗装ガン３Ｙを所定の姿勢で、所定の軌跡上を変位させる（Ｓ３０２）。
即ち、本実施形態では、静電塗装装置１を１台のみ使用する場合に比して、早期に表面電位の検出工程に移行することができる。

また、このときの第二ロボットアーム４Ｙによって第二塗装ガン３Ｙを変位させる軌跡は、静電塗装装置１を１台のみ使用する場合と同様に、第一塗装ガン３Ｘと被塗物２との距離が距離Ｌ１である場合における第一塗装ガン３Ｘにより電荷を印加できる範囲と、第二塗装ガン３Ｙと被塗物２との距離が距離Ｌ２である場合における第二塗装ガン３Ｙにより表面電位を検出できる範囲がともに範囲Ｓで同じであると仮定して、図７（ａ）に示す軌跡Ｒと同じとしており、表面電位を検出する範囲に切れ目が生じないようにして、全範囲の表面電位を検出するように、開始位置Ｐから終了位置Ｑまで、一定の速度で、第二塗装ガン３Ｙを変位させる。

そして、このような変位条件の下、第二ロボットアーム４Ｙによって、第二塗装ガン３Ｙを、被塗物２に対して変位させつつ、図９に示すような態様で表面電位の測定を行い（Ｓ３０３）、測定した表面電位に基づく判定を行う（Ｓ３０４）。
またこのとき、第二塗装ガン３Ｙと被塗物２の距離を、塗装距離に比して小さい距離Ｌ２として、塗装ガン３を被塗物２に対してより接近させて表面電位を計測することによって、より精度よく表面電位の測定を行う構成としている。

この判定は、測定した表面電位が、予め設定した図５に示すような所定の設定電位Ｖｋ以下であるか否かによって行われ、測定した表面電位の値Ｖ３が、設定電位Ｖｋ以下であれば、被塗物２のアース状態は良好であると判定し、第二塗装ガン３Ｙの位置が所定の終了位置Ｑとなるまで、判定を繰返し継続する（Ｓ３０５）。

あるいは、測定した表面電位Ｖ３の値が、設定電位Ｖｋを越えていれば、被塗物２のアース状態が異常であると判定して測定を終了し（Ｓ３０７）、異常があった場合の処理を行う（Ｓ３０８）。ここでの異常処理の内容は、例えば、異常が認められた被塗物２に対してアースクリップの接地状況等を確認する処理等が行われる。
そして、異常処理が完了すれば、異常状態である旨の判定をリセットする（Ｓ３０９）。

そして、表面電位の測定終了（Ｓ３０６）か、あるいは、異常状態のリセット（Ｓ３０９）の後に、コンベアを作動させて、被塗物２を検査位置から排除する（Ｓ３１０）。
以上により、第二静電塗装装置１Ｙによる表面電位の測定を完了し、二つの各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを用いたアース状態の検査を完了する。

即ち、本発明の第二の実施形態に係るアース状態の検査方法では、第一および第二の各静電塗装装置１Ｘ・１Ｙを用いて、第一静電塗装装置１Ｘにより、被塗物２に高電圧を印加するとともに、第二静電塗装装置１Ｙにより、被塗物２の表面における電位を測定するものである。
このような構成により、電荷を印加した後の待ち時間を短縮して、検査時間のさらなる短縮化を図ることができる。

１ 静電塗装装置
１Ｘ 第一静電塗装装置
１Ｙ 第二静電塗装装置
２ 被塗物
３ 塗装ガン
３Ｘ 第一塗装ガン
３Ｙ 第二塗装ガン
４ ロボットアーム
４Ｘ 第一ロボットアーム
４Ｙ 第二ロボットアーム
９ 高電圧発生装置
９Ｘ 第一高電圧発生装置
９Ｙ 第二項電圧発生装置

Claims (4)

1. 被塗物に向けて塗料を噴霧するための塗装ガンと、
   該塗装ガンを変位可能に支持するロボットアームと、
   前記塗装ガンに印加する高電圧を発生させるとともに、前記塗装ガンと前記被塗物との間に電界を形成するときに生じる放電電流を、前記高電圧の供給ライン上に設けた電圧センサおよび電流センサで検出し、フィードバックすることにより、発生させる高電圧を調整する高電圧発生装置と、
   を備える静電塗装装置であって、
   前記塗装ガンにより、
   前記被塗物に向けて塗料を噴霧していない状態において、前記塗装ガンから被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるとともに、
   前記高電圧発生装置により前記塗装ガンに高電圧を印加していない状態において、前記被塗物に帯電した電荷により、前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を、前記高電圧発生装置で検出するとともに、放電電流を検出するときに、前記塗装ガンと前記被塗物との距離を、静電塗装時における塗装距離に比して小さくする、
   ことを特徴とする静電塗装装置。
2. 第一および第二の二つの前記静電塗装装置を備え、
   第一の前記静電塗装装置の前記塗装ガンから前記被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるとともに、
   第二の前記静電塗装装置の前記高電圧発生装置により、
   前記被塗物に帯電した電荷により、第二の前記静電塗装装置の前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
3. 前記塗装ガンから前記被塗物に向けて静電界を形成して、該被塗物に電荷を帯電させるときには、
   前記塗装ガンの変位距離を、静電塗装時における該塗装ガンの変位距離に比して小さくする、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電塗装装置。
4. 前記高電圧発生装置により前記塗装ガンに高電圧を印加していない状態において、前記被塗物に帯電した電荷により、前記塗装ガンと前記被塗物との間で生じる放電電流を検出するときには、
   前記塗装ガンの変位距離を、静電塗装時における該塗装ガンの変位距離に比して小さくする、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の静電塗装装置。

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