JP5118611B2

JP5118611B2 - 基材の非接触測定方法及び塗装不良検査方法

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Publication number: JP5118611B2
Application number: JP2008303110A
Authority: JP
Inventors: 信夫今西; 正信三井
Original assignee: Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd; KMEW Co Ltd
Current assignee: KMEW Co Ltd
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2010127778A

Description

本発明は、複数の基材の各種特性を非接触で順次測定する基材の非接触測定方法、並びに前記方法を利用して、適宜の基材の表面に塗料を塗布した場合における塗装不良を検出する塗装不良検査方法に関する。

基材１を連続的に搬送しながら、この基材１の種々の特性を非接触で測定する非接触測定方法は、種々の分野に適用されている。このような非接触測定方法が適用される分野としては、例えば外壁製品等の種々の製品に対して塗装を施す場合の、この塗装後の製品における塗装不良の有無の検査が挙げられる。

このような塗装不良の検査方法としては、目視により観察する方法もあるが、特にクリアー塗料を塗布する場合には目視による塗装不良の判別が困難な場合がある。

そこで、従来、塗装不良の検査方法として、例えば図７（ａ）に示すように塗料１１を塗布した後の基材１に対して光源８から光を照射してその反射光をＣＣＤカメラ９等にて測定することで塗装ムラにより生じる光沢の変化を検出する方法や、図７（ｂ）に示すように塗装後の基材１における塗料１１の膜厚をレーザ変位計１０で検出する方法等が行われている。

また、特許文献１では、塗装後の基材１の表面において塗料１１中の溶剤の揮発によって気化熱が奪われることに起因する温度低下に着目して、塗装後の基材１の表面温度を測定し、この測定結果から得られる基材１の表面の平均温度に対して一定値以上高い温度の部位に塗装不良が生じているものと判定する手法が提案されている。

上記のように基材１の光沢、膜厚、温度等の種々の特性を測定するにあたり、複数の基材１について効率よく測定をするためには、複数の基材１を順次連続的に搬送しながら、各基材１についての測定を順次行うことが考えられる。

このように複数の基材１について各種特性を順次測定する方法としては、例えば複数の基材１を間隔をあけて順次搬送しながら、この基材１の搬路に沿って設けられた放射温度計等の検出器により基材１の特性を検出する方法が挙げられる。この場合、一の基材１（１ａ）の特性の測定終了後、前記検出器よりも上流側に配置された光電スイッチ１７やＣＣＤカメラ１７等の適宜の検知器により次の基材１（１ｂ）が検知され、更に所定時間が経過して前記次の基材１ｂについての測定が可能となった時点で、次の基材１ｂについての測定を開始することができる（図８参照）。このような技術としては、基材１の塗装開始のタイミングを制御する技術ではあるが、特許文献２に開示されているようなものがある。

しかし、上記のように基材１を間隔をあけて搬送しようとしても、搬送不良等の種々の要因により図８に示すように一の基材１ａと次の基材１ｂが間隔をあけずに搬送されてしまった場合には、次の基材１ｂを光電スイッチ１６やＣＣＤカメラ１７等の検知器で検知することができなくなり、次の基材１ｂの塗装開始のタイミングを制御することができなくなってしまう。更に、検知器としてＣＣＤカメラ１７を使用する場合には、撮像画像を画像処理した結果に基づいて基材１を検知するものであるが、図８（ｂ）に示すようにこの基材１の表面に凹凸が形成されている場合は、この凹凸を基材１の端部と誤認してしまって、やはり次の基材１ｂの塗装開始のタイミングを制御することができなくなってしまうことがある。

また、複数の基材１を常に間隔をあけずに搬送しながら、基材１の特性を測定することも考えられるが、搬送不良等の種々の要因により基材１間に間隔があいてしまった場合には、検出器２により基材１が存在しない位置で特性を検出してしまい、基材１の特性を正確に測定できなくなるという問題がある。ここで、基材１に接触しながらその特性を検出する検出器２を用いる場合には、検出器２が基材１に接触しない限りその特性は検出されず、前記のような問題は生じないが、基材１の特性を非接触で測定する場合には、基材１が存在しない位置で検出された特性を、基材１の特性と誤認してしまうものである。
特開平８−３０４０３６号公報特開平５−１１１６５８号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数の基材が間隔をあけて搬送されるか、或いは間隔をあけずに搬送されるかにかかわらず、各基材の特性を非接触で正確に測定することができる基材の非接触測定方法、並びにこの方法を利用した基材の塗装不良検査方法を提供することを目的とする。

本発明に係る基材１の非接触測定方法では、基材１の特性を非接触で検出する検出器２を用い、複数の基材１を順次連続的に搬送しながら、前記検出器２で各基材１ごとに前記特性を所定の検出周期で所定の検出回数だけ検出することで、各基材１ごとに前記特性を測定する。この基材１の非接触測定方法では、複数の基材１が間隔をあけずに連続的に搬送されると仮定して、一の基材１（１ａ）の特性の測定終了後、次の基材１（１ｂ）の特性の測定を開始するタイミングを設定する。前記一の基材１ａの特性の測定終了後、前記設定されたタイミングで次の基材１ｂの特性の測定を開始した場合において、検出器２で検出される特性の検出値が所定範囲内に収まらない場合は前記次の基材１ｂの特性の測定を中止すると共に、検出器２による特性の検出を継続し、その後、前記検出値が所定範囲内に収まるようになった時点で、前記次の基材１ｂの特性の測定を再開する。

このため、一の基材１ａについての特性の測定終了後、次の基材１ｂについての特性の測定を開始した際に、検出器２で検出される検出値が所定範囲内に収まるか否かによって、基材１同士の間に間隔があいているか否かを判定し、間隔があいていない場合はそのまま次の基材１ｂについてその特性を測定することができる。また、間隔があいている場合には、一旦次の基材１ｂについての特性の測定を中止し、その後、検出器２で検出される検出値が所定範囲内に収まるようになって次の基材１ｂについて特性の測定が可能となったら、次の基材１ｂについて特性の測定を再開することができる。

この基材１の非接触測定方法においては、次の基材１ｂの特性の測定を中止すると共に、検出器２による特性の検出を継続する際、検出値が上記所定範囲内に収まるようになるまでは、検出器２による特性の検出周期を上記所定の検出周期よりも短くすることが好ましい。

この場合、次の基材１ｂについての特性の測定を一旦中止した後、次の基材１ｂについて特性の測定が可能となったら、速やかに次の基材１ｂについての特性の測定を再開することができるようになり、基材１の表面温度の測定精度が更に向上する。

また、この基材１の非接触測定方法においては、次の基材１ｂの特性の測定を中止すると共に、検出器２による特性の検出を継続した後、検出器２による特性の検出値が所定範囲内に収まることなく所定時間経過した時点で、検出器２による特性の検出を停止し、その後、検出器２よりも上流側に配置されている検知器４で次の基材１ｂが検知されたら、その検知時点を基準にして、次の基材１ｂの特性の測定を開始するタイミングを再設定してもよい。

この場合、一の基材１ａと次の基材１ｂとの間の間隔が長くあく場合に、検出器２に不要な動作をさせないようにすることができ、また次の基材１ｂについて特性の測定が可能となったら、速やかに次の基材１ｂについての特性の測定を再開することができるようになり、基材１の表面温度の測定精度が更に向上する。

本発明に係る塗装不良検査方法は、塗装後の基材１における塗装不良を検査する。この塗装不良検査方法では、上記基材１の非接触測定方法により、基材１の特性として塗装前の基材１における塗料が塗布されるべき面の表面温度を測定する。塗装後の基材１における塗料が塗布された面の表面温度を測定する。この各測定結果に基づいて基材１の塗装前後の表面温度差を導出する。この導出された表面温度差に基づいて塗装不良の有無を判定する。

この発明によれば、上記基材１の非接触測定方法を利用して、複数の基材１についてその塗装前の表面温度を正確に測定することができる。また、基材１に塗料１１を塗布した後、塗料１１中の溶剤が揮発する際に奪われる気化熱に起因する基材１表面の温度低下に基づいて基材１の塗装不良の有無を検出することができ、このときの温度低下を、塗料１１が塗布される前の基材１の温度と塗料１１が塗布された後の基材１の温度との差に基づいて導出することで、塗装前の基材１に元々存在する温度ムラ等とは無関係に基材１の塗装不良の有無を正確に判定することができ、特に表面に凹凸を有する基材１などのような部分的に熱容量の異なる部位がある基材１における塗装不良の有無の判定に好適なものである。

本発明に係る基材１の非接触測定方法によれば、複数の基材１が間隔をあけて搬送されるか、或いは間隔をあけずに搬送されるかにかかわらず、基材１の特性を正確に測定することができるようになる。

また、この基材１の非接触測定方法を利用して、複数の基材１が間隔をあけて搬送されるか、或いは間隔をあけずに搬送されるかにかかわらず、この基材１を搬送しながら塗装を施すと共に塗装不良の有無を正確に検知することができ、またこの基材１の表面に凹凸が形成されている場合であっても塗装不良の有無を正確に検知することができるようになる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１を参照して説明する。

本実施形態に係る基材１の非接触測定方法では、基材１の特性として、この基材１の表面温度を測定する。また、この基材１の非接触測定方法が、基材１の塗装不良検査方法に利用されている。

表面温度の測定対象並びに塗装対象である基材１としては特に制限されないが、例えばセメント系の無機質板が挙げられる。

基材１に塗装を行うための塗料１１としては特に制限されないが、例えば水や有機溶剤等の溶媒を含有し、この塗料１１を基材１に塗布した場合に溶媒の揮発が生じるものが挙げられる。

このような塗料１１としては、例えばアクリルエマルション系塗料等の有機塗料が挙げられる。この有機塗料は無色透明のクリア塗料であるほか、適宜の顔料や染料等を配合した着色塗料であってもよい。この場合、例えば基材１に対して有機塗料をスプレー等にて塗布した後、有機塗料の組成に応じた適宜の条件、例えば１００〜１５０℃で３０秒以上加熱乾燥することにより成膜して、有機塗膜を形成することができる。有機塗膜の厚みは特に制限されないが、５〜１００μｍの範囲であることが好ましい。

この基材１に有機塗膜を形成した後、更に紫外線吸収剤を含有する無機塗料を塗布成膜して、クリア塗膜を形成することができる。このようなクリア塗膜は、例えば基材１の表面保護や耐候性の向上のために設けられる。前記無機質塗料としては特に制限されないが、例えばオルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液に、ポリオルガノシロキサンや、アルキルチタン酸塩等の縮合反応触媒を加え、或いは更にシリカを加えたケイ素アルコキシド系塗料等が挙げられる。

無機質塗料を塗布した後、例えば６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜することで、クリア塗膜を形成することができる。このクリア塗膜の厚みは特に制限されないが、通常は１〜１０μｍの範囲の薄膜に形成される。

また、このクリア塗膜に積層して形成される、クリア塗膜より紫外線吸収性が低い外層クリア塗膜としては、光触媒を含有する無機塗膜を挙げることができる。この外層クリア塗膜は、クリア塗膜の表面に光触媒を含有する無機質塗料を塗布成膜することで形成することができ、例えば基材１の防汚性を向上する目的で形成される。

光触媒を含有する無機質塗料としては適宜のものを用いることができるが、例えば上記クリア塗膜を形成するために使用されるケイ素アルコキシド系塗料に酸化チタン等の光触媒を加えたもの等を用いることができる。

このような無機質塗料を塗布した後、例えば６０〜１２０℃で焼き付け乾燥等することにより成膜して、外層クリア塗膜を形成することができる。この外層クリア塗膜の厚みは特に制限されないが、例えば０．２〜１．０μｍの範囲に形成される。

図１は、基材１に塗装を施す際に塗装不良検査を行うための工程の一例を概略的に示したものである。

この図１に示す例では、板状の基材１がベルトコンベア等の搬送機構にて搬送されながら、塗装前の基材１における塗料１１が塗布されるべき面の温度を測定する工程（第一工程）と、この基材１に塗料１１を塗布する工程（第二工程）と、塗料１１が塗布された後の基材１におけるその塗料１１が塗布された面の温度を測定する工程（第三工程）とを順次通過するようになっている。

上記第一工程では、本発明に係る基材１の非接触測定方法により、塗装前の基材１の表面温度が測定される。本実施形態では、基材１の特性を非接触で検出する検出器２として、基材１の表面温度を非接触で検出する検出器２が用いられる。このような検出器２としては、サーモグラフィセンサや放射温度計２ａ等が挙げられるが、本実施形態では放射温度計２ａを使用する。この放射温度計２ａは、サーモグラフィセンサを設ける場合に比べて低コストで基材１の広い範囲における表面の温度分布を測定することができる点で、好ましい。

放射温度計２ａは、搬送される基材１の上方に、この基材１の搬送方向と直交する方向に並んで複数個配設される。各放射温度計２ａは、各放射温度計２ａに対応する検出領域３内にある物質の表面温度を検出する。このため各放射温度計２ａに対応する複数の検出領域３が、基材１の搬送方向と直交する方向に並ぶ。この放射温度計２ａは、基材１の移動と同期して所定の検出周期で各放射温度計２ａの下方における基材１の表面温度を検出する。この場合、基材１の搬送速度をエンコーダ等の適宜の計測装置で計測し、この計測結果に基づいて、各放射温度計２ａで周期的に表面温度の検出をすることができる。これにより、放射温度計２ａが基材１の表面を走査し、基材１の表面温度が測定される。

このようにして、基材１の表面の温度を測定して、この基材１の表面の温度分布を導出する。好ましくは基材１表面における塗料１１が塗布される面の全面における温度分布を導出する。

放射温度計２ａの動作は、適宜の制御部１４で制御される。制御部１４は、例えばＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）等で構成される。この制御部１４には、上記計測装置による基材１の搬送速度の計測結果が入力され、この搬送速度と、基材１の搬送方向の長さ、並びに放射温度計２ａが一回の検出動作で表面温度を検出可能な領域３の寸法に基づいて、一つの基材１の表面温度を測定するために要する放射温度計２ａの所定の検出周期及び所定の検出回数を導出する。制御部１４は、放射温度計２ａが一つの基材１につき前記所定の検出周期で基材１の表面温度を前記所定の検出回数だけ検出するように、放射温度計２ａを制御する。

また、制御部１４は、複数の基材１が間隔をあけずに連続的に搬送されると仮定して、各基材１の表面温度が順次連続的に測定されるように、一の基材１（１ａ）についての表面温度の測定後、次の基材１（１ｂ）について表面温度の測定を開始するタイミングを設定する。すなわち、一の基材１ａについて表面温度の測定を終了した後に、次の基材１ｂについて表面温度の測定を開始する際、放射温度計２ａによる最初の表面温度の検出時の放射温度計２ａの検出領域３の配置位置が、前記一の基材１ａに対して間隔をあけずに配置された次の基材１ｂの表面のみと重なり、この検出領域３が前記一の基材１ａの表面と重なることがないように、放射温度計２ａの動作のタイミングを設定する（図２（ａ）参照）。このタイミングは、基材１の搬送速度と、基材１の搬送方向の長さ、並びに放射温度計２ａによる検出領域３の寸法に基づいて、導出される。

上記のように基材１の表面温度を測定するための放射温度計２ａの所定の検出周期及び所定の検出回数を設定すると共に、一の基材１ａについての表面温度の測定後、次の基材１ｂについて表面温度の測定を開始するタイミングを設定すると、複数の基材１を間隔をあけずに連続的に搬送されたとしても、各基材１について表面温度を測定することができるようになる。

また、一の基材１ａと次の基材１ｂとの間に間隔があいている場合には、上記制御によって次の基材１ｂについての表面温度の測定を開始すると、検出器２は一の基材１ａと次の基材１ｂとの間の隙間で表面温度を検出することになり、次の基材１ｂについて正確に表面温度を測定することができなくなる。本実施形態ではこのような事態を、次のようにして防止する。

制御部１４は、一の基材１ａについての表面温度の測定終了後、上記設定されたタイミングで次の基材１ｂの表面温度の測定を開始した場合に、放射温度計２ａで検出される表面温度の検出値が所定の範囲に収まらなければ、次の基材１ｂの特性の測定を中止する。

前記所定範囲は、放射温度計２ａによる検出値が基材１の表面温度の検出値であるか、或いは基材１と基材１との間の隙間における表面温度の検出値であるかを判定するための基準となるものであり、予め制御部１４に記憶されている。この所定範囲として、例えば測定対象である基材１が有し得る表面温度の範囲が設定される。この表面温度の範囲は例えば予め予備実験等により導出される。制御部１４は次の基材１ｂの表面温度の測定を開始した場合に、放射温度計２ａによる検出値と前記所定範囲とを比較して、前記検出値が前記所定範囲内に収まっているか否かを判定する。前記検出値が前記所定範囲内に収まっていると判定された場合、制御部１４は次の基材１ｂの表面温度の測定を継続し、前記所定範囲内に収まっていないと判定された場合は、制御部１４は次の基材１ｂの表面温度の測定を中止する。

制御部１４は上記のように表面温度の測定を中止した後も、検出器２による特性の検出を継続し、検出器２による検出値が所定範囲内に収まるようになった時点で、前記次の基材１ｂについての表面温度の測定を再開する。このため、一の基材１ａと次の基材１ｂとの間に間隔があいていても、次の基材１ｂについての表面温度の測定を正確に行うことができるようになる。

表面温度の測定を再開するための制御について、図２（ｂ）を参照して説明する。一の基材１ａについての表面温度の測定を終了した後、放射温度計２ａで検出される表面温度の検出値が所定範囲外になり、次の基材１ｂの特性の測定が中止された場合、制御部１４は、放射温度計による表面温度の周期的な検出を継続する。図２（ｂ）中に、次の基材１ｂの特性の測定が中止されている間における、放射温度計２ａによる表面温度の検出時の検出領域３ａの位置を示している。このときの放射温度計２ａによる検出周期は適宜設定され、基材１の表面温度測定時での所定の検出周期と同一であってもよいが、この所定の検出周期よりも短い周期であることが好ましく、例えばこの所定の検出周期の半分の周期とすることが好ましい。このように周期的に放射温度計２ａによる表面温度の検出を行い、検出値が所定範囲内に収まるようになると、その時点で制御部１４は表面温度の測定を再開し、放射温度計２ａが次の基材１ｂにつき上記所定の検出周期で表面温度を上記所定の検出回数だけ検出するように制御する。

このような制御で基材１の表面温度の測定を再開すると、次の基材１ｂについて表面温度が測定可能な状態となった場合に速やかに表面温度の測定を再開することができるようになり、基材１の表面温度の測定精度が向上する。特に表面温度の測定を中止した時点から、表面温度の測定を再開するまでの間での検出周期を上記所定の検出周期よりも短くすると、次の基材１ｂについて表面温度が測定可能な状態となった場合に特に速やかに表面温度の測定を再開することができるようになり、基材１の表面温度の測定精度が更に向上する。

また、表面温度の測定を中止した時点から一定時間経過した場合、制御部１４は放射温度計２ａによる表面温度の検出を中止してもよい。またその後、放射温度計２ａよりも上流側に配置されている検知器４で次の基材１ｂが検知されてから所定の待機時間だけ経過した時に、前記次の基材１ｂの表面温度の測定を再開してもよい。

上記検知器４としては、基材１の搬送方向の順方向側の端部を検知する適宜のセンサが挙げられ、例えば光電センサが挙げられる。光電センサは、例えば基材１の搬送経路の上方と下方にそれぞれ投光器と受光器とを配設して構成される。

また、上記待機時間は、検知器４により基材１の端部が検知された時点から、この基材１の表面温度が放射温度計２ａで検出可能になるまでに要する時間であり、この待機時間は、上記制御部１４によって、検知器４による基材１の端部の検知位置から放射温度計２ａによる検出領域３までの距離、並びに基材１の搬送速度に基づいて導出される。

このようにして、検知器４による検知結果に基づいて表面温度の測定を再開する場合も、次の基材１ｂについて表面温度が測定可能な状態となった場合に速やかに表面温度の測定を再開することができるようになり、基材１の表面温度の測定精度が向上する。

第二工程では、スプレー方式、カーテンコータ、ロールコータ等の適宜の方法で基材１に塗料１１を塗布する。本実施形態ではスプレーガン１５を用いたスプレー方式にて塗料１１を塗布している。スプレー方式による塗料１１の塗布にあたっては固定式、レシプロ式、ロータリ式等の適宜の方式を採用することができるが、本実施形態では複数のスプレーガン１５を基材１の搬送方向に沿って配列すると共にこのスプレーガン１５を搬送機構による基材１の移動と同期して適宜の機構により搬送方向と直交する方向に往復駆動させるレシプロ式を採用している。

第三工程では、塗料１１が塗布された基材１の表面温度を測定してその温度分布を導出する。第三工程における基材１の表面温度の測定は、第一工程の場合と同様の放射温度計１２等の非接触の検出器を使用しておこなうことができる。

本実施形態では、第三工程における放射温度計１２は、搬送される基材１の上方に、この基材１の搬送方向と直交する方向に並んで複数個配設される。各放射温度計１２は一定の検出領域１３内での表面温度を検出する。このため複数の放射温度計１２による検出領域１３が、基材１の搬送方向と直交する方向に並ぶ。この放射温度計１２は、基材１の移動と同期して所定の検出周期で各放射温度計１２の下方における基材１の表面温度を検出する。この場合、基材１の搬送速度をエンコーダ等の適宜の計測装置で計測し、この計測結果に基づいて、各放射温度計１２で周期的に表面温度の検出をすることができる。これにより、放射温度計１２が基材１の表面を走査し、基材１の表面温度が測定される。

このようにして、基材１の表面の温度を測定して、この基材１の表面の温度分布を導出する。好ましくは基材１表面における塗料１１が塗布される面の全面における温度分布を導出する。放射温度計１２の動作は、第一工程における放射温度計２ａと同様に制御部１４により制御される。

そして、制御部１４は、上記第一工程で得られた塗料１１の塗布前の基材１の表面の温度分布と、第三工程で得られた塗料１１の塗布後の基材１の表面の温度分布から、塗料１１の塗布の前後に亘る基材１の表面の温度差の分布を導出する。

このとき、放射温度計１２の個数並びに放射温度計１２の配列が、第一工程における放射温度計２ａの個数並びに配列と一致することが好ましく、且つ、第三工程において放射温度計１２により基材１の表面温度の検出する際の、基材１表面における表面温度の検出時の検出領域１３の位置が、第一工程において放射温度計２ａにより基材１の表面温度の検出する際の、基材１表面における表面温度の検出時の検出領域３の位置と一致することが好ましい。このような放射温度計１２の動作の制御は、基材１の搬送速度と、第一工程における放射温度計２ａの配置位置と第三工程における放射温度計１２の配置位置との間の距離に基づいておこなうことができる。この場合、第一工程における基材１上の各測定領域３での測定結果と、第三工程における基材１上の各測定領域１３での測定結果に基づいて、基材１の上の同一位置における表面温度差を容易に導出することができる。

このようにして得られる、基材１表面の塗装前後の温度差の分布の例を、図３に示す。このような温度差の分布は、例えば第一工程と第三工程における測定結果をパーソナルコンピュータ等で構成されている適宜の制御部１４で演算処理することで導出することができ、またこのように得られた温度差の分布をディスプレイ等の表示装置に表示することができる。この図３に示す例では、温度差の分布は、放射温度計２ａ，１２等で測定された基材１上の各測定位置ごとに、温度差の大きさに応じた色分けを行うことで表示されている。

このようにして得られた温度差の分布に基づき、温度差の値が他の領域よりも小さくなっている領域の存在が観察された場合には、その領域で塗装不良が発生しているものと判定することができる。この判定は、例えばディスプレイ等に表示された温度差の分布を作業者が逐次確認して行うこともできるが、例えば予め温度差の閾値を制御部１４に記憶させておき、温度差の分布中で温度差が前記閾値を下回ったものが発生した場合に制御部１４により塗装不良の発生を判定するようにしても良く、またこのとき同時に制御部１４による自動制御により警報を発するようにしても良い。

ここで、基材１に塗料１１を塗布した場合には、この塗料１１中の溶剤が揮発することにより基材１から気化熱が奪われ、このため基材１の表面温度が低下する。このとき、基材１の表面において塗料１１の塗布量にムラが生じている場合には、塗料１１の塗布量が少ない部分や塗料１１が塗布されていない部分では溶剤の揮発が少なくなり、塗料１１の塗布前後での温度差が小さくなる。本発明ではこのような温度差が小さくなった領域を検出することにより、塗装不良を検出することができるものである。

また、塗料１１を塗布した後の基材１の表面温度を基準にするのではなく、塗料１１の塗布前後における基材１の表面の温度差を基準にして塗装不良を検出するため、塗料１１を塗布する前に存在する基材１の表面温度のムラとは無関係に塗装不良の有無を正確に検出することができる。このため、特に基材１の表面に凹凸が形成されている場合などといった、基材１の表面に温度のムラが生じやすい場合であっても、塗装不良を正確に検出することができるものである。

また、このようにして検査不良の検知を行う場合には、上記のようにして得られる基材１上の温度差の分布に、第二工程における塗料１１の塗布に用いられる各スプレーガン１５の軌跡５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを重ね合わせても良い。図３に示す例では、四個のスプレーガン１５を用いてレシプロ式で塗装を行った場合の、各スプレーガン１５の軌跡５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを、温度差の分布と重ね合わせている。この温度差の分布とスプレーガン１５の軌跡５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとの重ね合わせも、上記制御部１４により行い、その結果をディスプレイ等の適宜の表示手段で表示することができる。

このようにすると、温度差の分布により塗装不良と判定された領域と重なる軌跡５ｃに対応するスプレーガン１５を、塗装不良の原因となったスプレーガン１５であると判定して、故障やノズル詰まり等により動作異常が生じているスプレーガン１５を特定することができる。この場合、特定されたスプレーガン１５を修理し、或いは交換することにより、以後の塗装不良の発生を防止することができる。

また、基材１表面の塗装前後の温度差の分布を導出する際には、上記のように基材１表面の全面に亘る温度差の分布を導出するほか、基材１表面における基材１の搬送方向に沿った所定のライン７上の温度差の分布を導出しても良い。

このような所定のライン７上の温度差の分布を測定するにあたっては、例えば上記第一工程と第三工程において、放射温度計２ａ，１２を前記所定のライン７に対応する位置にそれぞれ一つだけ設けて、このライン７上における温度をそれぞれ測定する。或いは、図１に示すものと同様に第一工程と第三工程にそれぞれ複数の放射温度計２ａ，１２を設けると共に、各工程ごとに、前記所定のライン７に対応する放射温度計２ａ，１２による測定結果のみを利用してこのライン７上における温度差の導出を行っても良い。そして、前記所定ライン７上の同一位置における第一工程で測定される温度と第三工程で測定される温度との差を、基材１上の各測定位置ごとに導出することができる。これにより基材１の表面の所定のライン７上の温度差の分布を導出することができる。

このようにして得られる所定ライン７上の温度差の分布における、温度差の値の変化パターンに基づいて、塗装不良の有無を判定することができる。

図４（ａ）は基材１を搬送しながら四個のスプレーガン１５によりレシプロ式で塗装を施した場合の、基材１上の各スプレーガン１５ごとの塗料１１の塗布領域６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを示したものである。このような基材１における、図４（ａ）中のライン７上の温度差の分布を導出した例を、図４（ｂ）に示す。このとき、各スプレーガン１５の動作が正常であって、各スプレーガン１５ごとの塗料１１の噴霧量が均一であり、各スプレーガン１５が所定の速度で往復運動し、且つ基材１が所定の速度で搬送されている場合には、前記ライン７上における塗料１１の塗布量は一定の範囲で一定のパターンで変化するものとなる。このため、このライン７上における基材１表面の温度差の分布は、図４（ｂ）に示すように一定の周期及び振幅で変化することになる。

一方、複数のスプレーガン１５のうち、ノズルの詰まり等により塗料１１の噴霧量が他のスプレーガン１５よりも少なくなっているものがある場合には、塗装領域６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは図５（ａ）に示すようなものとなり、噴霧量が少ないスプレーガン１５による塗料１１の塗布領域６ｂが狭くなって、基材１上に塗料１１の塗布量が少ない領域、或いは塗料１１が塗布されない領域が発生する。この場合、前記ライン７上における基材１表面の温度差の分布には、図５（ｂ）に示すように一定周期で温度差の値が小さくなる領域が現れる。このような温度差の値の変化パターンの乱れが生じた場合には、塗装不良が発生しているものと判定すると共に、この変化パターンの乱れに対応するスプレーガン１５に動作異常が発生しているものと判定することができる。尚、ここでは特定のスプレーガン１５の噴霧量が少なくなった場合の例を示しているが、逆に噴霧量が多くなった場合には一定周期で温度差の値が大きくなる領域が現れることとなり、この場合も塗装不良の発生を判定すると共に、この変化パターンの乱れに対応するスプレーガン１５に動作異常が発生しているものと判定することができる。

このような塗装不良の判定及びスプレーガン１５の動作異常の判定は、制御部１４によってディスプレイ等に表示された前記所定ライン７上における温度差の分布のパターンを作業者が逐次確認して行うこともできるが、例えば予め正常動作時における温度差の分布のパターンに基づいて温度差の値の振幅の許容範囲を制御部１４に設定しておき、温度差の値の振幅が前記許容範囲を超えた場合に制御部１４により塗装不良の発生を判定し、或いは更にこの振幅の異常が発生している箇所に対応するスプレーガン１５が動作異常を起こしているものと判定するようにしても良い。また、このとき同時に制御部１４による自動制御により警報を発するようにしても良い。

このとき作業者は塗装ラインを停止し、塗装不良が発生している基材１を取り除くと共に、異常動作を起こしているスプレーガン１５の修理や交換等を行うことができる。

また、基材１の搬送速度に異常をきたした場合、或いはスプレーガン１５の往復速度に異常をきたした場合には、前記所定ライン７上における温度差の分布のパターンの周期及び振幅に変化をきたすこととなる。例えばスプレーガン１５の往復速度が所定の速度よりも遅くなった場合には、塗装領域６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは図６（ａ）に示すようなものとなり、スプレーガン１５が往復するまでの間に基材１が進む長さが長くなる。この場合、前記ライン７上における基材１表面の温度差の分布のパターンは、図６（ｂ）に示すように温度差の値の振幅が大きくなると共にこの値の変化の周期も長くなる。このような温度差の値の変化パターンの乱れが生じた場合には、塗装不良が発生しているものと判定することができる。尚、ここではスプレーガン１５の往復速度が遅くなった場合の例を示しているが、逆にスプレーガン１５の往復速度が速くなった場合や、基材１の搬送速度が遅くなったり速くなったりした場合にも、それに応じて前記ライン７上における基材１表面の温度差の分布のパターンに、周期や振幅の変化が生じる。このような温度差の値の変化パターンの乱れに基づいて、スプレーガン１５の往復速度或いは基材１の搬送速度の異常に起因する塗装不良の発生を判定することができる。

このような塗装不良の判定、並びにスプレーガン１５の往復速度或いは基材１の搬送速度の異常の判定は、ディスプレイ等に表示された前記所定ライン７上における温度差の分布のパターンを作業者が逐次確認して行うこともできるが、例えば予め正常動作時における温度差の分布のパターンに基づいて温度差の値の振幅の許容範囲並びに周期の許容範囲を制御部１４に設定しておき、この振幅或いは周期が前記許容範囲を超えた場合に制御部１４により塗装不良の発生を判定し、或いは更にスプレーガン１５の往復速度或いは基材１の搬送速度に異常が発生していることを判定するようにしても良い。また、このとき同時に制御部１４による自動制御により警報を発するようにしても良い。

このとき作業者は塗装ラインを停止し、塗装不良が発生している基材１を取り除くと共に、コンベアベルト等の基材１の搬送機構やスプレーガン１５を往復駆動する機構のチェックを行い、必要に応じて修理等を行うことができる。

以上に示した塗装不良検査方法は、複数の検査方法を適宜組み合わせて行うことができる。

このような塗装検査を行った後、塗装不良が検出されなかった基材１には、必要に応じて成膜のために加熱処理が施され、或いは種々の後処理が施される。

以上に示した実施形態では、基材１の特性として表面温度を非接触で測定する基材１の非接触測定方法、並びにこの方法を利用した塗装不良検査方法を示しているが、本発明に係る基材１の非接触測定方法は、基材１の表面温度に限らず、種々の基材１の特性を非接触で測定する場合に適用することができる。

例えば、基材１の特性として基材１の色、形、キズ等を非接触で測定することができ、この場合、検出器２としてＣＣＤカメラ等を用いることができる。また、基材１の特性として表面光沢を非接触で測定することができ、この場合、検出器２として光沢センサ、ＣＣＤカメラ等を用いることができる。また、基材１の特性として水分量を非接触で測定することができ、この場合、検出器２としてマイクロ波水分計、赤外線水分計等を用いることができる。また、基材１の特性として基材１の長さ、厚み等の寸法を非接触で測定することができ、この場合、検出器２としてレーザ変位計等を用いることができる。

本発明の実施の形態の一例を示す概略の斜視図である。同上の実施の形態の第一工程における、検出器による検出領域の配置の例を示す概念図であり、（ａ）は基材同士に間隔があいていない場合、（ｂ）は基材同士に間隔があいている場合の例を示す。同上の実施の形態において導出される基材表面の塗装前後の温度差の分布の例を示す説明図である。（ａ）は基材上における各スプレーガンごとの塗料の塗布領域の一例を示す概略の平面図、（ｂ）はこの基材上における所定のライン上での温度差の分布を導出した例を示すグラフである。（ａ）は基材上における各スプレーガンごとの塗料の塗布領域の他例を示す概略の平面図、（ｂ）はこの基材上における所定のライン上での温度差の分布を導出した例を示すグラフである。（ａ）は基材上における各スプレーガンごとの塗料の塗布領域の更に他例を示す概略の平面図、（ｂ）はこの基材上における所定のライン上での温度差の分布を導出した例を示すグラフである。（ａ）及び（ｂ）は従来技術の例を示す概略の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は他の従来技術の例を示す概略の断面図である。

符号の説明

１基材
１ａ基材
１ｂ基材
２検出器
４検知器
１１塗料

Claims

基材の特性を非接触で検出する検出器を用い、複数の基材を順次連続的に搬送しながら、前記検出器で各基材ごとに前記特性を所定の検出周期で所定の検出回数だけ検出することで、各基材ごとに前記特性を測定する基材の非接触測定方法であって、
複数の基材が間隔をあけずに連続的に搬送されると仮定して、一の基材の特性の測定終了後、次の基材の特性の測定を開始するタイミングを設定し、
前記一の基材の特性の測定終了後、前記設定されたタイミングで次の基材の特性の測定を開始した場合において、検出器で検出される特性の検出値が所定範囲内に収まらない場合は前記次の基材の特性の測定を中止すると共に、検出器による特性の検出を継続し、その後、前記検出値が所定範囲内に収まるようになった時点で、前記次の基材の特性の測定を再開することを特徴とする基材の非接触測定方法。
次の基材の特性の測定を中止すると共に、検出器による特性の検出を継続する際、検出値が上記所定範囲内に収まるようになるまでは、検出器による特性の検出周期を上記所定の検出周期よりも短くすることを特徴とする請求項１に記載の基材の非接触測定方法。
次の基材の特性の測定を中止すると共に、検出器による特性の検出を継続した後、検出器による特性の検出値が所定範囲内に収まることなく所定時間経過した時点で、検出器による特性の検出を停止し、その後、検出器よりも上流側に配置されている検知器で次の基材が検知されたら、その検知時点を基準にして、次の基材の特性の測定を開始するタイミングを再設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の基材の非接触測定方法。
塗装後の基材における塗装不良を検査する塗装不良検査方法であって、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法により、基材の特性として塗装前の基材における塗料が塗布されるべき面の表面温度を測定し、
塗装後の基材における塗料が塗布された面の表面温度を測定し、
この各測定結果に基づいて基材の塗装前後の表面温度差を導出し、
この導出された表面温度差に基づいて塗装不良の有無を判定することを特徴とする塗装不良検査方法。