(57)【要約】【課題】静電塗装装置において塗装ガンから噴射される帯電塗料の帯電量をより少ない測定項目から算出する。【解決手段】塗装ガン３から噴射された帯電液滴７が付着する被塗装板ユニット１１と、被塗装板と塗装ガンとの間に配置されるメッシュ２とを備えた帯電量測定冶具１０を用いて、帯電液滴７の帯電量を測定する帯電量測定方法であって、塗装ガンから帯電液滴を噴射させない場合に、被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ’を測定するステップと、塗装ガンから帯電塗料を噴射させた場合に、被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定するステップと、同じ場合に、帯電塗料が被塗装板に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗを測定するステップと、ｃを定数として、ｒ＝（Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’）／Ｗにより、塗装ガンから噴射される帯電塗料の帯電量ｒを算出するステップとを含む。【選択図】図１１
2014046259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装機から噴射された帯電塗料が付着する被塗装板と、前記被塗装板と前記塗装機との間に配置されるメッシュとを備え、前記塗装機から噴射された帯電塗料の帯電量を測定する帯電量測定方法であって、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させない場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ’を測定するステップと、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定するステップと、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、帯電塗料が前記被塗装板に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗを測定するステップと、
ｃを定数として、ｒ＝（Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’）／Ｗにより、前記塗装機から噴射される帯電塗料の帯電量ｒを算出するステップとを含む帯電量測定方法。
【請求項２】
前記４つのステップを行う前に、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ、及びＱｓを測定すると共に、前記メッシュ、及び前記被とそういたにそれぞれ運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍ、及びＷｓを測定し、
前記塗装機から帯電塗料を噴射しない場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ’、及びＱｓ’を測定し、
ｃ＝（Ｑｍ／Ｗｍ−Ｑｓ／Ｗｓ）／（Ｑｍ’／Ｗｍ−Ｑｓ’／Ｗｓ）により算出することによって、前記定数ｃを予め求めておくことを特徴とする請求項１に記載の帯電量測定方法。
【請求項３】
塗装機から噴射された帯電塗料が付着する被塗装板と、前記被塗装板と前記塗装機との間に配置されるメッシュとを備え、前記塗装機から噴射された帯電塗料に基づき前記被塗装板に運び込まれた電荷量を測定する電荷量測定方法であって、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させない場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ’を測定するステップと、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定するステップと、
前記塗装機から噴射された帯電塗料に基づき前記被塗装板に運び込まれた電荷量Ｑを、ｃを定数として、Ｑ＝Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’により算出するステップを含む電荷量測定方法。
【請求項４】
前記３つのステップを行う前に、
前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ、及びＱｓを測定すると共に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍ、及びＷｓを測定し、
前記塗装機から帯電塗料を噴射しない場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ’、及びＱｓ’を測定し、
ｃ＝（Ｑｍ／Ｗｍ−Ｑｓ／Ｗｓ）／（Ｑｍ’／Ｗｍ−Ｑｓ’／Ｗｓ）により算出することによって、前記定数ｃを予め求めておくことを特徴とする請求項３に記載の電荷量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗装装置の塗装ガン等から噴射される帯電塗料の帯電量測定方法、及び被塗装板付着の帯電塗料の電荷量測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装ガンにより帯電塗料を噴射させて被塗装板を塗装する静電塗装装置が様々な技術分野で広く用いられている。その中でも、特許文献１には、粉体塗料を用いた塗装装置が開示されている。
【０００３】
このような塗装装置においては、塗装ガンから噴射される塗料の帯電量が塗装効率に関係していることが知られており、この帯電量に基づいて、塗装条件の最適化が行われている。
【０００４】
塗料の帯電量を算出するために、例えば非特許文献１では以下に示すように種々の測定を行っている。まず、被塗装板と、被塗装板と塗装ガンとの間に設けられたメッシュとにそれぞれ電流計が設けられ、塗装ガンから帯電塗料を噴射させて、メッシュ、被塗装板の電流値をそれぞれ測定する。さらに、メッシュ、及び被塗装板の質量増加量を測定する。そして、これらの測定値から塗料の帯電量を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−１０３６１号公報
【非特許文献１】“回転霧化静電塗装に関する研究（第ＩＩ報）  塗着効率に及ぼす塗粒径と比電荷の影響”  舘  和幸・山田  勝則・奥田  匠昭・鈴木  正一、色材、５９［５］２６５−２７１．１９８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に記載されているような方法により塗装ガンから噴射される塗料の帯電量を求めるには、塗装ガンから塗料を噴射させるたびごとにメッシュ、被塗装板それぞれの電流を測定し、さらにメッシュ、被塗装板の質量増加量を測定する必要があり測定項目が多いという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、より少ない測定項目により、塗装ガン等から噴射された帯電塗料の帯電量を得る帯電量測定方法を提供することである。また、同様に、より少ない測定項目により、被塗装板に運び込まれた電荷量のうち、塗装ガン等から噴射された帯電塗料に基づく電荷量のみを得る電荷量測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明の帯電量測定方法は、塗装機から噴射された帯電塗料が付着する被塗装板と、前記被塗装板と前記塗装機との間に配置されるメッシュとを備え、前記塗装機から噴射された帯電塗料の帯電量を測定する帯電量測定方法であって、前記塗装機から帯電塗料を噴射させない場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ’を測定するステップと、前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定するステップと、前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、帯電塗料が前記被塗装板に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗを測定するステップと、ｃを定数として、ｒ＝（Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’）／Ｗにより、前記塗装機から噴射される帯電塗料の帯電量ｒを算出するステップとを含む。
【０００９】
この第１の発明によれば、定数ｃを用いることで、塗装機から帯電塗料を噴射させた場合、および噴射させない場合、のそれぞれにおいて被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ、およびＱｓ’と、塗装機から帯電塗料を噴射させた場合の被塗装板の質量増加量Ｗとを測定するだけで、塗装機から噴射された帯電塗料の帯電量を算出することができる。これにより、測定項目が減少し、塗料の帯電量の算出手段が簡素化される。また、この方法を用いることで、より簡単な測定装置により帯電量算出のための測定を行うことができる。
【００１０】
第２の発明の帯電量測定方法は、前記第１の発明において、前記４つのステップを行う前に、前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ、及びＱｓを測定すると共に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍ、及びＷｓを測定し、前記塗装機から帯電塗料を噴射しない場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ’、及びＱｓ’を測定し、ｃ＝（Ｑｍ／Ｗｍ−Ｑｓ／Ｗｓ）／（Ｑｍ’／Ｗｍ−Ｑｓ’／Ｗｓ）により算出することによって、前記定数ｃを予め求めておくことを特徴とする。
【００１１】
この第２の発明によれば、第１の発明において用いられる定数ｃを予め求めておくことができる。
【００１２】
第３の発明の電荷量測定方法は、塗装機から噴射された帯電塗料が付着する被塗装板と、前記被塗装板と前記塗装機との間に配置されるメッシュとを備え、前記塗装機から噴射された帯電塗料に基づき前記被塗装板に運び込まれた電荷量を測定する電荷量測定方法であって、前記塗装機から帯電塗料を噴射させない場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓ’を測定するステップと、前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記被塗装板に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定するステップと、前記塗装機から噴射された帯電塗料に基づき前記被塗装板に運び込まれた電荷量Ｑを、ｃを定数として、Ｑ＝Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’により算出するステップを含む。
【００１３】
この第３の発明によれば、塗装機より帯電塗料を噴射した結果被塗装板に運び込まれた電荷量のうち、外部要因により運び込まれた電荷量を除去して帯電塗料に基づく電荷量のみを測定することができる。この電荷量測定方法は、被塗装板への実際の塗装状態の評価に有用であると共に、継続的な測定により塗装機の時間的変化等も把握することができる。
【００１４】
第４の発明の電荷量測定方法は、前記第３の発明において、前記３つのステップを行う前に、前記塗装機から帯電塗料を噴射させた場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ、及びＱｓを測定すると共に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍ、及びＷｓを測定し、前記塗装機から帯電塗料を噴射しない場合に、前記メッシュ、及び前記被塗装板にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ’、及びＱｓ’を測定し、ｃ＝（Ｑｍ／Ｗｍ−Ｑｓ／Ｗｓ）／（Ｑｍ’／Ｗｍ−Ｑｓ’／Ｗｓ）により算出することによって、前記定数ｃを予め求めておくことを特徴とする。
【００１５】
この第４の発明によれば、第３の発明において用いられる定数ｃを予め求めておくことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、塗装機から噴射された帯電塗料の帯電量、及び被塗装板に運び込まれた電荷量のうち塗装機から噴射された帯電塗料に基づく電荷量のみを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る帯電量測定系を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明を実施する際に用いる帯電量測定冶具の斜視図である。
【図３】図２の冶具の被塗装板ユニットを説明するための斜視図である。
【図４】図２の冶具の箱本体の内部を説明するための図である。
【図５】帯電液滴とフリーイオンの経路を説明するための図である。
【図６】ＷｏとＷｓ＋Ｗｍとの値の比較を示す図である。
【図７】阻害率の算出方法による比較を示す図である。
【図８】参考比較測定例と比較測定例との帯電量の相関を示す図である。
【図９】定数ｃが一定であることを説明するための図である。
【図１０】参考比較測定例と本発明の一実施の形態による帯電量の相関を示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら液体塗料の帯電量の測定について述べる。
【００１９】
まず、図１に示す液体塗料の帯電量測定系について説明する。なお、塗装機はガンタイプだけでなく、ベルタイプの塗装機においても適用できる。以下の実施の形態では塗装ガンを使用している。
【００２０】
帯電量測定系９は、塗装ガン３から噴射された帯電塗料の液滴（以下、帯電液滴７）が運び込まれ塗装される被塗装板１と、被塗装板１と塗装ガン３との間に設置されたメッシュ２を備えている。なお、塗装ガン３のノズルには、接地面との間に高電圧を発生させる高圧電源４が接続されている。また、被塗装板１には塗装ガン３により運び込まれた電荷量を測定するための電荷量測定器（クーロンメータ）５が接地面との間に接続されている。図に示すように、被塗装板１とメッシュ２との間の距離をｄ１、被塗装板１と塗装ガン３との距離（以下、塗装距離）をｄ２とする。また、図には、塗装ガン３によって噴射される帯電液滴７と、空気中のフリーイオン８が示されている。
【００２１】
被塗装板１は、導電性のある金属の板で構成され、電荷量測定器５により接地面と接続されている他は、電気的に絶縁された状態で支持されている。また、この被塗装板１は、帯電量測定系９から取り外すことができ、その質量を測定できる。
【００２２】
メッシュ２は、導電性のある金属線により構成され、電気的に接地面に直接接続されている。
【００２３】
塗装ガン３は、ノズルから帯電液滴７を噴射する。このノズルから噴射された帯電液滴７は、フリーイオン８と共に搬送空気の流れに沿って被塗装板１に向かって移動する。
【００２４】
次に、本発明に係る実施形態において使用する帯電量測定のための冶具について説明する。図２は、帯電量測定用の冶具の外観斜視図である。図３および４は、冶具の内部の構造を説明するための図である。この測定冶具１０は携帯に便利なように箱状体（トランク状）に構成されている。図１の帯電量測定系９に示した部材と同じ部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
この測定冶具１０は、メッシュ２が設けられた蓋体２０と、被塗装板１に対応する被塗装板ユニット１１が配置される箱本体２１とを備えている。図２に示すようにその外観は、直方体状の箱であり、蓋体２０の一部に開口部が設けられメッシュ２が配置されている。メッシュ２と蓋体２０は金属製のビスにより固定され、電気的に接続されている。また、測定冶具１０の箱本体２１は金属製であり、蓋体２０と箱本体２１とは電気的に接続されている。
図３は、被塗装板ユニット１１を帯電液滴７が噴射される方向の裏側から見た図である。被塗装板ユニット１１は、図１の帯電量測定系９における被塗装板１として構成されたものであり、金属板１１ａ、電荷測定端子１２、固定ピン１３、および支持板１４からなる。被塗装板ユニット１１は、箱本体２１内部に配置されており、測定冶具１０から取り外し可能で、箱本体２１とは電気的に絶縁して支持されている。測定冶具１０の箱本体２１が帯電量測定系９の接地面に対応する。
【００２６】
金属板１１ａは、金属製の支持板１４に設けられた溝部１５に電気的に接続されて収納されており、交換可能となっている。また、支持板１４の裏面中央部には、金属板１１ａに運び込まれた電荷を測定するための電荷測定端子１２、および支持板１４を測定冶具１０の箱本体２１に対して支持するための固定ピン１３が設けられている。電荷測定端子１２は支持板１４に溶接されており、支持板１４を介して金属板１１ａと電気的に接続される一方、後述する箱本体２１内部の底面に設けられた電荷測定端子２２と電気的に接続される。帯電液滴７が被塗装板ユニット１１に運び込まれ付着したことによる質量増加量は、この被塗装板ユニット１１を電子天秤などで測定することにより算出する。支持板１４の一部には開口部１６が設けられており、これにより被塗装板ユニット１１の全体重量が小さくなり質量増加量の測定精度が増す。
【００２７】
なお、被塗装板ユニット１１において帯電液滴７が実際付着する部分は金属板１１ａであるので、金属板１１ａそのものを被塗装板１として利用してもよい。この場合、被塗装板１としての質量増加量の測定は、金属板１１ａのみを取り外し金属板１１ａのみの質量増加量を測定するだけでよい。
【００２８】
図４は、図２において測定冶具１０の蓋体２０と、被塗装板ユニット１１を取り除いた図である。箱本体２１内部の中央には、被塗装板ユニット１１の電荷測定端子１２、固定ピン１３にそれぞれ結合するもう一つの電荷測定端子２２、支持部２３が設けられている。この電荷測定端子２２は、絶縁性の部材の上に固定されており、箱本体２１とは電気的に絶縁されている。また、支持部２３も絶縁性であり被塗装板ユニット１１に設けられた固定ピン１３と係合し、被塗装板ユニット１１を箱本体２１から電気的に絶縁して支持する。さらに、箱本体２１内部にはさらに１対の絶縁性の支持部２４が設けられており、被塗装板ユニット１１が箱本体２１に取り付けられた場合に、被塗装板ユニット１１が箱本体２１の底面（図の奥行き方向の面）に対して平行となるように支持している。
【００２９】
箱本体２１の電荷測定端子２２は、測定冶具１０から引き出されるケーブルの芯線に接続され、このケーブルが電荷測定器５に接続されることにより、被塗装板ユニット１１に運び込まれた電荷量を測定することができる。本発明を実施する際には、帯電液滴７を噴射させて測定するたびごとにメッシュ２に運び込まれる電荷量を測定する必要がない。なお、条件変更などを行った場合には、メッシュ２に運び込まれる電荷量、帯電液滴７がメッシュ２に運び込まれ付着することによるメッシュ２の質量増加量を予め測定する必要がある。この場合には、蓋体２０とメッシュ２との間に絶縁テープを挟み、絶縁ビスで固定するなどして、メッシュ２を測定冶具１０の箱本体２１と絶縁し、メッシュ２の電荷量測定用のケーブルを設け、接地面との間に電荷量測定器（図示せず）を接続してメッシュ２に運び込まれた電荷量を測定する。また、帯電液滴７が付着したことによるメッシュ２の質量増加量は、メッシュ２の部分を測定冶具１０から取り外して電子天秤により測定する。
【００３０】
以下に、本発明の一実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、従来の方法（非特許文献１から想定される測定方法）で帯電量を算出する場合を比較測定例、従来の方法に一部改良を加えた方法で帯電量を算出する場合を参考比較測定例とする。なお、それぞれの方法により算出した帯電量を比較できるように同じ測定値を元に帯電量を算出している。
【００３１】
結論としては、比較測定例の帯電量よりも、参考比較測定例の帯電量がより実際に則した値であり、参考比較測定例の帯電量が、本発明の方法を用いることにより、少ない測定項目で導出できることを示す。
【００３２】
測定は、複数の塗装距離ｄ２、及び複数の異なるメッシュについて行った。具体的には、塗装距離ｄ２として、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、及び４１０ｍｍの４つの場合について、以下の表に示すＮｏ．１〜Ｎｏ．５の５種類のメッシュに対して行った。被塗装板１とメッシュ２との距離ｄ１は２５ｍｍである。なお、以下の説明ではメッシュ２を目開きにより区別する。
【００３３】
【表１】
2014046259.tif 000003
【００３４】
図５は、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させない場合と、帯電液滴７を噴射させる場合のそれぞれについて、帯電液滴７とフリーイオン８とがそれぞれメッシュ２及び被塗装板１に運び込まれることを説明する図である。
【００３５】
図５（Ａ）は、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させない場合に、フリーイオン８がメッシュ２、及び被塗装板１それぞれに運び込まれることを示している。図のＱｍ’、及びＱｓ’はそれぞれフリーイオン８に基づきメッシュ２及び被塗装板１に運び込まれる電荷量を示す。非特許文献１に記載のように、フリーイオン８がメッシュ２に止まらず被塗装板１に漏れてしまう割合は漏れ率ａとして知られており、漏れ率ａはこの電荷量を用いてａ＝Ｑｓ’／（Ｑｍ’＋Ｑｓ’）により算出される。
【００３６】
図５（Ｂ）は、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、帯電液滴７及びフリーイオン８がそれぞれメッシュ２及び被塗装板１に運び込まれることを示している。図に示すように、メッシュ２に運び込まれる電荷量Ｑｍはフリーイオン８に基づく電荷量Ｑｍ１と帯電液滴７に基づく電荷量Ｑｍ２との和である。同様に被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓはフリーイオン８に基づく電荷量Ｑｓ１と帯電液滴７に基づく電荷量Ｑｓ２との和である。塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合のメッシュ２及び被塗装板１の質量増加量はそれぞれＷｍ及びＷｓにより示している。
【００３７】
塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、帯電液滴７に基づきメッシュ２及び被塗装板１に運び込まれた全質量増加量の内、メッシュ２に運び込まれた質量増加量の割合は、メッシュ２に阻害されて被塗装板１に到達できなかった帯電液滴７の割合を示すもので、非特許文献１にも記載のように阻害率ｂとして知られている。この阻害率ｂは、以下のような方法により算出されていた。すなわち、メッシュ２が設けられない場合に、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量をＷｏとする。メッシュ２が設けられた場合に、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、帯電液滴７が被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量をＷｓとする。そして、メッシュ２が設けられることにより、質量増加量Ｗｏの内、質量増加量Ｗｏ−Ｗｓを生じる帯電液滴７がメッシュ２により阻害されるとして、ｂ＝（Ｗｏ−Ｗｓ）／Ｗｏとして阻害率ｂを算出する。
【００３８】
ここで、本願の発明者等は、実際にメッシュ２に運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍを測定し、Ｗｏ−ＷｓがＷｍとなるか確認したところ、Ｗｏ−Ｗｓ≠Ｗｍとなり、ｂ＝（Ｗｏ−Ｗｓ）／Ｗｏとして阻害率ｂを算出することは適切でないことを見出した。これはメッシュ２ならびにメッシュ２と蓋体２０との境界付近での電界の分布が影響していると考察された。発明者等は、この点を確認するため、メッシュ２が設けられた状態で塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合、帯電液滴７がそれぞれメッシュ２及び被塗装板１に運び込まれ付着したことによるメッシュ２及び被塗装板１の質量増加量Ｗｍ及びＷｓの和と、メッシュ２が設けられない状態で、同じ条件で塗装ガン３から帯電液滴７を噴射した場合に、帯電液滴７が被塗装板１に運び込まれ付着したことによる被塗装板１の質量増加量Ｗｏを比較した。その結果を図６に示す。図で、横軸は塗装距離ｄ２を示し、縦軸は質量増加量を示している。メッシュ２が設けられない場合の被塗装板１の質量増加量Ｗｏは点線で示され、メッシュ２が設けられた場合の質量増加量Ｗｍ＋Ｗｓは、それぞれの塗装距離ｄ２に対して、実線で示されている。以下はそれぞれの測定条件における被塗装板１の質量増加量Ｗｓ（メッシュ２が設けられない場合はＷｏ）と、メッシュ２の質量増加量Ｗｍのデータである。
【００３９】
【表２】
2014046259.tif 000004
【００４０】
【表３】
2014046259.tif 000005
【００４１】
図６に示すように、メッシュ２が設けられた場合の質量増加量の和Ｗｍ＋Ｗｓは、概ねメッシュ目開きが小さいほど、メッシュ２が設けられない場合の被塗装板１の質量増加量Ｗｏよりも大きな数値を示している。このことから、質量増加量Ｗｏと質量増加量Ｗｓとの差でメッシュ２の質量増加量Ｗｍを算出する従来の方法では、実際のメッシュ目開きが小さいほどメッシュ２の質量増加量Ｗｍとは異なった値となり、阻害率ｂが正しく算出できない。
【００４２】
そこで、発明者等は、阻害率ｂをより実際の条件に則して算出するため、阻害率ｂの算出方法を変更して、ｂ＊＝Ｗｍ／（Ｗｍ＋Ｗｓ）とした。すなわち、阻害率ｂを、帯電液滴７がメッシュ２に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｍと、帯電液滴７がメッシュ２及び被塗装板１それぞれに運び込まれて付着したことによる質量増加量Ｗｍ及びＷｓの和の比として算出することとした。図７は従来の方法による阻害率ｂと、今回提案した方法により算出した阻害率ｂ＊を比較する図である。図は、横軸がメッシュ目開きを示し、縦軸が阻害率ｂ、ｂ＊を示している。従来方法で算出した阻害率はｂとして点線で示され、今回提案した方法で算出した阻害率はｂ＊として実線で示されている。
【００４３】
図７に示すように、それぞれのメッシュ目開きおよび塗装距離ｄ２に対して、今回提案した方法で算出した阻害率ｂ＊と従来の方法で算出した阻害率ｂとは大きく異なっている。また、同じ条件では阻害率ｂ＊は、阻害率ｂより概ね大きな値を示している。これにより、メッシュ２が設けられたことにより塗装ガン３と被塗装板１との間の電界の分布が変化し、帯電液滴７がメッシュ２に運び込まれて付着する割合に影響を与えていることがわかる。
【００４４】
次に、従来の方法（非特許文献１に記載）に基づく比較測定例について説明する。
【００４５】
塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、メッシュ２または被塗装板１のいずれかに運び込まれる帯電液滴７の全電荷量をＱｐとし、同じくメッシュ２または被塗装板１のいずれかに運び込まれるフリーイオン８の全電荷量をＱｉとする。この電荷量Ｑｐ、Ｑｉと上述した漏れ率ａおよび阻害率ｂを用いると、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に帯電液滴７及びフリーイオン８いずれかによってメッシュ２に運び込まれる全電荷量Ｑｍと、同じく被塗装板１に運び込まれる全電荷量Ｑｓは、次のようになる。
【００４６】
【数１】
2014046259.tif 000006
【００４７】
ここで、第１式は、帯電液滴７及びフリーイオン８に基づきメッシュ２に運び込まれた全電荷量Ｑｍは、フリーイオン８に基づく全電荷量Ｑｉの内、被塗装板１に漏れなかった電荷量（１−ａ）・Ｑｉと、帯電液滴７に基づく全電荷量Ｑｐの内、メッシュ２に阻害された電荷量ｂ・Ｑｐとの和であることを示している。また、第２式は、帯電液滴７及びフリーイオン８に基づき被塗装板１に運び込まれた全電荷量Ｑｓは、フリーイオン８に基づく全電荷量Ｑｉの内、被塗装板１に漏れた電荷量ａ・Ｑｉと、帯電液滴７に基づく全電荷量Ｑｐの内、メッシュ２に阻害されなかった電荷量（１−ｂ）・Ｑｐとの和であることを示している。
【００４８】
この２つの式を帯電液滴７に基づいて運び込まれる全電荷量Ｑｐ、及びフリーイオン８に基づいて運び込まれる全電荷量Ｑｉについての連立方程式として解いた結果を以下に示す。
【００４９】
【数２】
2014046259.tif 000007
【００５０】
この２つの式の右辺に現われている電荷量Ｑｍ、Ｑｓはいずれも直接測定できる。一方、漏れ率ａ、阻害率ｂは直接測定でなく測定値に基づいて算出する。これにより、直接測定することができない電荷量Ｑｉ、Ｑｐを測定値に基づいて算出できる。また、電荷量Ｑｐを帯電液滴７がメッシュ２に運び込まれ付着することによる質量増加量Ｗｍと、同じく被塗装板１に運び込まれ付着することによる質量増加量Ｗｓとの和で割ることで、帯電液滴７の帯電量ｒを以下の式により算出できる。
【００５１】
【数３】
2014046259.tif 000008
【００５２】
この帯電液滴７の帯電量ｒ＝Ｑｐ／（Ｗｍ＋Ｗｓ）は、前述したように、塗装ガン３から帯電液滴７が噴射されメッシュ２または被塗装板１のいずれかに運び込まれる帯電液滴７の全電荷量Ｑｐに基づいて算出されたものである。しかし、式２（数２）、式３（数３）により明らかなように、塗装ガンから帯電液滴７を噴射させるたびごとに、被塗装板１およびメッシュ２それぞれにおける電荷量Ｑｍ、Ｑｓの測定と、質量増加量Ｗｍ、Ｗｓの測定が必要となる。
【００５３】
このように、従来の方法に基づいた、塗装ガン３から噴射される帯電液滴７の帯電量ｒの測定は測定項目が多く煩雑である。
【００５４】
なお、上述したように、阻害率の値は従来の方法で算出した場合と、今回提案した方法で算出した場合で異なることから、どちらの阻害率の値を用いるかによって、算出した帯電液滴７の帯電量ｒも異なることが予想される。そこで、今回提案した方法により算出した阻害率ｂ＊を用いて帯電量ｒを算出した場合を参考比較測定例とする。そして、比較測定例、参考比較測定例それぞれによる帯電量ｒの相関のグラフを図８に示す。図は、横軸が参考比較測定例による帯電量ｒ、縦軸が比較測定例による帯電量ｒを示し、各測定条件における座標をプロットしている。
【００５５】
比較測定例の帯電量ｒと、参考比較測定例の帯電量ｒが測定条件ごとに同じ数値を示していれば、データは図中で原点を通過する傾き１の直線上に分布する。しかし、図に示すとおり殆どのデータはこの直線上になく、比較測定例の帯電量ｒと参考比較測定例の帯電量ｒは殆どの測定条件において一致していないことがわかる。ここで、阻害率を算出する方法として従来の方法では質量増加量Ｗｏがメッシュを取り外して測定した結果のため測定する条件によっては正確な測定ができない一方で、今回提案した方法では、メッシュがあることを前提にした条件で測定することができる。したがって、今回提案した方法による阻害率の算出方法がより適している。そのことから、比較測定例の帯電量ｒに比較して、参考比較測定例の帯電量ｒはより正しい値を示している。そこで、以降では、参考比較測定例の帯電量ｒを比較の対象とする。
【００５６】
次に、本発明の一実施の形態について説明する。
【００５７】
図５（Ｂ）より理解できるように、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合、被塗装板１に運び込まれた電荷量Ｑｓは測定可能であるが、フリーイオン８に基づき被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ１と、帯電液滴７に基づき被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ２とを区別して測定することはできない。
【００５８】
発明者等は、塗装ガン３から噴射される帯電液滴７の帯電量ｒを別の観点から求めることに思い到った。すなわち、第１点として、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ、第２点として、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、フリーイオン８に基づき被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ１と、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させない場合に、フリーイオン８に基づき被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ’との比に着目した。ここで、後者の電荷量Ｑｓ’に対する前者の電荷量Ｑｓ１の比ｃ＝Ｑｓ１／Ｑｓ’を、仮にイオン残留率ｃと呼ぶ。
【００５９】
このイオン残留率ｃを用いると、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、塗装ガン３より帯電液滴７を噴射した結果被塗装板１に運び込まれた全電荷量Ｑｓのうち、帯電液滴７に基づいて被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ２は、以下の式のように書ける。
【００６０】
【数４】
2014046259.tif 000009
【００６１】
そして、この電荷量を帯電液滴７に基づき被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｓで割ることで、帯電液滴７の帯電量ｒは、以下の式のように書ける。この帯電量ｒは塗装ガン３から噴射され、被塗装板１へ運び込まれる帯電液滴７の帯電量ｒとみなすことができる。
【００６２】
【数５】
2014046259.tif 000010
【００６３】
なお、上記の帯電液滴７の帯電量ｒの測定に合わせて、または単独で、電荷量Ｑｓ２を測定するようにしてもよい。電荷量Ｑｓ２は、塗装ガン３より帯電液滴７を噴射した結果被塗装板１に運び込まれた全電荷量Ｑｓのうち、フリーイオン８により運び込まれた電荷量Ｑｓ１を除去し、塗装ガン３から噴射された帯電液滴７に基づく電荷量のみを測定する。この電荷量Ｑｓ２の測定は、被塗装板１への実際の塗装状態の評価に有用であると共に、継続的な測定により塗装ガン３の時間的変化等も把握できる利点がある。
ここで、参考比較測定例による帯電量ｒと本発明の一実施の形態による帯電量ｒが等しいことに着目すると、Ｑｐ／（Ｗｍ＋Ｗｓ）＝（Ｑｓ−ｃ・Ｃｓ’）／Ｗｓを得ることができ、これをイオン残留率ｃについて整理すると、以下の式を得る。
【００６４】
【数６】
2014046259.tif 000011
【００６５】
この式に従って、イオン残留率ｃを各測定条件における測定値から算出した結果を図９に示す。図で横軸はメッシュ２の目開きを示し、縦軸がイオン残留率ｃを示す。各塗装距離ｄ２についてのイオン残留率ｃが実線で示されている。以下は、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合のメッシュ２に運び込まれる全電荷量Ｑｍ、同じく被塗装板１に運び込まれる全電荷量Ｑｓ、及び塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させない場合のメッシュ２に運び込まれる全電荷量Ｑｍ’、同じく被塗装板１に運び込まれる全電荷量Ｑｓ’のデータである。なお、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射した場合に、帯電液滴７がメッシュ２に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｍ、同じく被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｓは先に表２、３に示したため省略する。
【００６６】
【表４】
2014046259.tif 000012
【００６７】
【表５】
2014046259.tif 000013
【００６８】
【表６】
2014046259.tif 000014
【００６９】
【表７】
2014046259.tif 000015
【００７０】
発明者等は、本来さまざまな条件に対して異なる数値を取ることが予想されるイオン残留率ｃが図９に示すように、メッシュ目開きが１０ｍｍ以上の条件では、ほぼ一定値となることを見出した。イオン残留率ｃが定数であれば、帯電量ｒはｒ＝（Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’）／Ｗｓに示されるように、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合、同じく噴射させない場合にそれぞれ被塗装板１に運び込まれる全電荷量Ｑｓ、Ｑｓ’および塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、帯電液滴７が被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｓを測定するだけで帯電液滴７の帯電量ｒを算出することができる。つまり、測定のたびごとにメッシュ２に関する測定を行う必要がない。
【００７１】
そこで、本発明の一実施の形態において、図９を元にイオン残留率ｃの値を０．２８２の定数とし、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合、同じく噴射させない場合にそれぞれ被塗装板１に運び込まれる全電荷量Ｑｓ、Ｑｓ’、および塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に帯電液滴７が被塗装板１に運び込まれ付着したことによる質量増加量Ｗｓ、の測定値のみから帯電液滴７の帯電量ｒを算出した。メッシュ目開き１０ｍｍ以上の測定条件について、参考比較測定例による帯電量ｒと本発明の一実施の形態における帯電量ｒとの相関のグラフを図１０に示す。図で横軸は参考比較測定例による帯電量ｒ、縦軸は本発明の一実施の形態による帯電量ｒを示す。以下は、本発明の一実施の形態による帯電液滴７の帯電量ｒのデータである。
【００７２】
【表８】
2014046259.tif 000016
【００７３】
図１０に示すように、プロットされた点は原点を通過する傾き１の直線上に分布している。すなわち、参考比較測定例による帯電量ｒと、本発明の一実施の形態による帯電量ｒは、メッシュ目開きが１０ｍｍ以上という条件において、測定条件ごとに一致している。これによりメッシュ目開きが１０ｍｍ以上という条件においては、イオン残留率ｃを定数とする本発明の一実施の形態による測定方法が有効であることがわかる。
【００７４】
図１１は、上述した測定冶具１０を用いて、帯電液滴７の帯電量を測定する手順を示したフローチャートである。まずイオン残留率ｃを算出する（Ｓ１）。本実施形態では、この手順Ｓ１においてまず、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射しない状態で、メッシュ２、及び被塗装板１にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ’、及びＱｓ’を測定する。次に、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させて、メッシュ２、及び被塗装板１にそれぞれ運び込まれた電荷量Ｑｍ、及びＱｓを測定すると共に、帯電液滴７がメッシュ２、及び被塗装板１にそれぞれ運び込まれ付着した質量増加量Ｗｍ、及びＷｓを測定する。これらの測定値により、ｃ＝（Ｑｍ／Ｗｍ−Ｑｓ／Ｗｓ）／（Ｑｍ’／Ｗｍ−Ｑｓ’／Ｗｓ）により定数ｃを求める。
【００７５】
次に、以下に示す３項目の測定を行う。まず、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させない場合に、被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓ’であるが、上記の定数ｃを求める際に測定した電荷量Ｑｓ’と実質同じ値で代用可能である。したがって、この実施の形態においては後の計算に（Ｓ１）時の測定値Ｑｓ’を使用することとする。次に、塗装ガン３から帯電液滴７を噴射させた場合に、被塗装板１に運び込まれる電荷量Ｑｓを測定する（Ｓ２）。最後に、電荷量Ｑｓを測定した際に、被塗装板１に運び込まれ付着した質量増加量Ｗを測定する（Ｓ３）。
【００７６】
そして、予め求めておいたイオン残留率ｃを用いて、ｒ＝（Ｑｓ−ｃ・Ｑｓ’）／Ｗにより、塗装ガン３から噴射される帯電液滴７の帯電量ｒを算出する（Ｓ４）。
【００７７】
帯電量ｒの算出を複数回行う場合（Ｓ５でＮＯの場合）は、上述した手順Ｓ１を省略し、Ｓ２及びＳ３に示した２項目の測定を行い、手順Ｓ４に示した方法で帯電量ｒを算出する。
【００７８】
また、手順Ｓ１において求めたイオン残留率ｃ及び電荷量Ｑｓ’の値を記録しておけば、極端に環境等が変わらない場合、次回の測定からは、同様に、Ｓ２及びＳ３に示した２項目の測定を行うだけで、手順Ｓ５に示した方法により帯電量ｒを算出することができる。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、一度イオン残留率ｃを求めておけば、上述した３つ（Ｑｓ’の測定を省略することで２つ）の測定項目から帯電液滴７の帯電量ｒが算出できる。また、簡単な構成の冶具１０により測定を行うことができる。
【００８０】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００８１】
本実施形態では、帯電塗料の液滴を噴射する塗装装置の帯電量の測定に本発明を適用したが、他の帯電塗料を噴射する塗装装置、例えば粉体塗料を噴射する塗装装置の帯電量の測定に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１    被塗装板
２    メッシュ
３    塗装ガン
４    高圧電源
５    電荷量測定器（クーロンメータ）
７    帯電液滴
８    フリーイオン
９    帯電量測定系
１０  測定冶具
１１  被塗装板ユニット
１１ａ  金属板
１２  電荷量測定端子
１３  固定ピン
１４  支持板
１５  溝部
１６  開口部
２０  蓋体
２１  箱本体
２２  電荷測定端子
２３  支持部
２４  支持部
ａ    漏れ率
ｂ、ｂ＊  阻害率
ｃ    イオン残留率
ｄ１  距離
ｄ２  塗装距離
Ｑ、Ｑｉ、Ｑｍ、Ｑｍ１、Ｑｍ２、Ｑｍ’、Ｑｐ、Ｑｓ、Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ’  電荷量
ｒ  帯電量
Ｗ、Ｗｍ、Ｗｓ  質量増加量
【図１】
2014046259.tif 000017
【図２】
2014046259.tif 000018
【図３】
2014046259.tif 000019
【図４】
2014046259.tif 000020
【図５】
2014046259.tif 000021
【図６】
2014046259.tif 000022
【図７】
2014046259.tif 000023
【図８】
2014046259.tif 000024
【図９】
2014046259.tif 000025
【図１０】
2014046259.tif 000026
【図１１】
2014046259.tif 000027