静電塗装装置
【課題】スプレーガンと被塗物の距離が離れているとき、塗料粒子の帯電を減らし、作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着を防止できる静電塗装装置を提供する。
【解決手段】静電塗装装置１は、スプレーガン２と、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生するカスケード３と、制御部１３と、このカスケード３流れる電流を検出する電流検出回路１４とを備え、制御部１３は検出電流値を順次取得して検出電流値の変化率を算出し、検出電流値の変化パターンが基準パターンを示したときに、この変化パターンに基づいて電流基準値を設定して記憶し、カスケード３が連続出力モード状態であるときに検出電流が設定された電流基準値未満となったときに間欠出力モードに切り替え、間欠出力モード状態であるときに検出電流が設定された電流基準値以上となったときに連続出力モードとする。
【解決手段】静電塗装装置１は、スプレーガン２と、このスプレーガン内に設けられ直流の高電圧を発生するカスケード３と、制御部１３と、このカスケード３流れる電流を検出する電流検出回路１４とを備え、制御部１３は検出電流値を順次取得して検出電流値の変化率を算出し、検出電流値の変化パターンが基準パターンを示したときに、この変化パターンに基づいて電流基準値を設定して記憶し、カスケード３が連続出力モード状態であるときに検出電流が設定された電流基準値未満となったときに間欠出力モードに切り替え、間欠出力モード状態であるときに検出電流が設定された電流基準値以上となったときに連続出力モードとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の微粒子を負又は正の高電圧に帯電させて噴霧する構成の静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装装置では、スプレーガンに供給された塗料（溶剤塗料、水性塗料などの液体塗料や粉体塗料）は、作業者がトリガを引くことで、圧縮空気により霧化され、微粒子として塗装対象である被塗装物に噴霧される。このとき、霧化された塗料の微粒子（以下、塗料粒子と称する）は、スプレーガン内に設けられた直流高電圧発生部（カスケード）により負又は正の高電圧に帯電され、大地に接地（アース）された被塗装物との間に作用する静電気力によって被塗装物の表面に塗着する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した静電塗装装置では、作業者が前記スプレーガンのトリガを引くことで、高電圧を発生させると共に塗料を霧化し噴射し、そして作業者がスプレーガンを被塗装物に向けることで当該被塗装物に対して静電塗装を行う。
【０００５】
ところで、被塗装物をむらなくに塗装するには、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行うようにしている。
【０００６】
しかし、スプレーガンが被塗装物から離れてしまうと、噴霧された帯電塗料粒子の付着先である被塗装物が遠くなるため、浮遊した帯電塗料粒子が僅かに作業者やスプレーガン自体に戻って付着することがある。この付着塗料が蓄積されると作業者やスプレーガンから当該塗料が液状となって垂れ、被塗装物に液塊塗料が付着するおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明者は、スプレーガンと被塗装物との距離を検出して、スプレーガンと被塗装物との距離が所定距離以上離れたときには、塗料粒子が作業者やスプレーガンに再付着しないようにするための付着防止処理例えば直流高電圧発生部の高電圧出力を間欠出力モードにする処理を行うことを考えている。
【０００８】
ここで、前記直流高電圧発生部は前記被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなると当該直流高電圧発生部自体の出力電流が減少することが判っており、この現象を利用して、前記電流を予め設定した電流基準値以上か未満かでスプレーガンと被塗装物との離間距離が接近した距離（塗装状態にある距離）であるか、塗料粒子が作業者やスプレーガンへ付着する距離（スプレーガンが被塗装物から遠い距離）であるかを検出することが可能である。
【０００９】
ところが、前記直流高電圧発生部に流れる電流は、出力電圧や、塗装環境（温度や湿度）、塗料の種類などによって変わるものであり、前記電流基準値は、これら出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件ごとに、予め実験して設定する必要があり、そして、実際の塗装に先立って、上記諸条件に合わせて前記電流基準値を入力しなければならず、当該電流基準値の設定及び入力が極めて難しいといった不具合がある。
【００１０】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン・被塗装物間距離を判定するための電流基準値を、直流高電圧発生部の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値を用いて作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は次の点に着目してなされている。静電塗装装置においては、前述したように、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行う。このような塗装操作形態では、直流高電圧発生部の出力電流は、最初は小さく、スプレーガンが被塗装物に近づいたところで大きく変化（急増）する。又、スプレーガンが被塗装物から離間するときにも大きく変化（急減）する。この場合、出力電流の電流値自体は、前述の諸条件で異なるが、当該電流の変化パターンは、諸条件が異なってもさほど異なるものではない。つまり、参考図として示す図７のように、スプレーガンを、トリガオンして被塗装物に対して矢印方向へ操作すると、直流高電圧発生部の出力電流は、最初（被塗装物から遠い）漸増もしくは略一定となり（相対的な電流変化率は微小）、次に被塗装物に近づくと急に変化し（相対的な電流変化率は急増）、被塗装物と正対して塗装している距離となると略一定（相対的な電流変化率は微小）となる。従って、出力電流が最初（被塗装物から遠い）に漸増もしくは略一定となる箇所の電流値と、次に略一定となる箇所の電流値との間に電流基準値を設定すれば、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン・被塗装物間距離と、スプレーガンが被塗装物に接近するもしくは接近したスプレーガン・被塗装物間距離とを区別（判定）するための電流基準値として適正であることが判る。なお、作業者個々においては操作速度は若干異なる（図７の時間軸が若干異なる）こともあるが、上述の出力電流の変化率のパターン、つまり最初は単位時間ごとの電流変化率が微小（一定も含む）、次は電流変化率それまでの電流変化率に対して急増、その次は電流変化率が微小（一定も含む）となるといった電流変化率のパターンは、同じである。
【００１２】
上述のことを考慮した請求項１の発明は、トリガを有すると共に直流の高電圧を発生する直流電圧発生部を有するスプレーガンを備え、前記トリガをオン操作することにより塗料を微粒子化してノズルから噴霧し且つ当該噴霧される塗料を前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させて、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、前記直流高電圧発生部に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを判定するための電流基準値を設定するための電流基準値設定手段と、記憶手段と、塗料粒子付着防止手段とを備え、前記直流電圧発生部は、前記高電圧を連続して出力する連続出力モードと、前記高電圧を所定時間幅で所定時間ごとに出力する間欠出力モードとの切替えが可能であり、前記電流基準値設定手段は、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを有し、前記トリガがオン操作されると、前記前記直流高電圧発生部の電圧出力モードを連続出力モードとし、前記電流検出手段の検出電流値を順次取得して当該検出電流値の変化率を算出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定して記憶し、前記塗料粒子付着防止手段は、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記設定された電流基準値未満となったときに前記間欠出力モードに切り替え、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったときに前記連続出力モードとすることを特徴とする。
【００１３】
前述したように、作業者が行う塗装形態としては、スプレーガンを被塗装物から離した位置で、トリガを引き操作（オン操作）してスプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させ、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけ、正対させて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行う。このような塗装操作形態では、直流高電圧発生部の出力電流の変化率は、最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを示すものである。
【００１４】
しかるに、上述の請求項１の発明において、前記電流基準値設定手段は、前記トリガがオン操作されると、検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定するから、スプレーガンが前記被塗装物に対する塗装位置に入ったか及びスプレーガンが被塗装物から遠くなったか（作業者やスプレーガンに塗料粒子が付着するおそれのある距離か）どうかを判定する電流基準値を、現在の諸条件（直流高電圧発生部の出力電圧や塗料の種類、環境温度、湿度など）下で設定することができ、もって、電流基準値を諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができる。
【００１５】
このようにして電流基準値が設定され記憶されると、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記電流基準値未満となったときに間欠出力モードに切り替える。つまり、被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなったことを、検出電流が電流基準値未満となったことで検出する。そして、これに基づいて直流高電圧発生部の出力電圧を間欠出力モードに切り替える。この場合、高電圧の出力が停止されている時間帯では塗料粒子が帯電していないから作業者やスプレーガンへの塗料粒子の戻り付着は起きない。そして、高電圧が出力されている時間帯では、塗料粒子が帯電しているが、その時間を短くしておくことで塗料粒子の作業者やスプレーガンへの戻り付着を極力防止できる。そして、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったことをもってスプレーガンが被塗装物に近づいたことを検出でき、そしてこのときに前記連続出力モードとするから、被塗装物に対する塗装を通常の連続した高電圧で行なうことができる。
【００１６】
請求項２の発明は、前記電流基準値設定手段が、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に設定する電流基準値を前記急増パターンでの検出電流値としたことを特徴とする。これによれば、前記電流変化の急増パターン箇所は、必ず、前記電流変化率の微小パターンと次の微小パターンとの間に位置するから、適正な電流基準値を設定できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するスプレーガン・被塗装物間距離を判定するための電流基準値を、直流高電圧発生部の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値を用いて作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による静電塗装装置の電気的構成のブロック図
【図２】制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】スプレーガンと被塗装物の離間距離とカスケードに流れる電流との関係を示す図
【図４】基準パターンを示す図
【図５】被塗装物に対する塗装の様子の一例を示す図
【図６】検出電流の変化を示す図
【図７】被塗装物に対して塗装を行なう場合の直流高電圧発生部の出力電流の変化を示す参考図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る静電塗装装置１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。静電塗装装置１は、スプレーガン２、このスプレーガン２に内蔵されたカスケード（本発明でいう、直流高電圧発生部に相当）３、このカスケード３に接続ケーブル４を介して接続された交流電源装置５を有する制御装置６を備えて構成されている。接続ケーブル４は、交流電圧Ｖａｃを供給するための電源ケーブル４ａ、４ｂと、電流検出回路（本発明でいう、電流検出手段）１４のための電流検出ケーブル４ｃを備えて構成されている。
【００２０】
スプレーガン２は、例えば電気的絶縁性を有するポリアセタール樹脂やフッ素樹脂などの合成樹脂により本体が形成されている。このスプレーガン２は、一般的な静電塗装に用いられる構成を備えており、ノズル２ａ、及びこのズル２ａの近傍に設けられた霧化エア孔及びパターン形成エア孔など（いずれも図示せず）を備えている。
【００２１】
さらにスプレーガン２は、内部に塗料バルブ１５及びエアバルブ１６を備えており、これら塗料バルブ１５及びエアバルブ１６は、このスプレーガン２が備えたトリガ２ｂ（図１に概略的に示す）が引き操作されることにより開放される。前記塗料バルブ１５は前記塗料ポンプ１７を介して塗料タンク１８に接続されている。又前記エアバルブ１６は、コンプレッサ１９に接続されており、該コンプレッサ１９とエアバルブ１６との間のエア配管経路にはエアフロースイッチ２０が介在されている。
【００２２】
このエアフロースイッチ２０は、制御装置６に設けられており、前記エア配管経路にエアが流れると動作してエア流通検出信号つまりトリガ操作検出信号を後述の制御部１３へ与えるようになっている。
【００２３】
そして前記コンプレッサ１９から供給された圧縮空気を霧化エア孔及びパターン形成エア孔から吐出することにより、塗料タンク１８から供給された塗料を霧化するとともに、霧化した塗料粒子を塗装に適した形状（塗装パターン）に形成して噴霧する。
【００２４】
前記カスケード３は、昇圧トランス３ａ、倍電圧整流回路３ｂ、出力抵抗３ｃを備えており、前記交流電源装置５から供給される交流電圧Ｖａｃに比例した大きさの直流電圧Ｖｄｃを発生させる。すなわち、昇圧トランス３ａに入力された交流電圧Ｖａｃは、昇圧された後に例えばコッククロフト−ウォルトン型の倍電圧整流回路３ｂにより昇圧及び整流され、６０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の高電圧に変換される。この倍電圧整流回路３ｂは、回路内のダイオード（図示せず）の向きを変えることにより、出力電圧の極性を接地電位に対して正（プラス）、又は負（マイナス）のいずれかにすることができる。本実施形態の場合、倍電圧整流回路３ｂの出力電圧の極性は接地電位に対して負になるように構成されており、スプレーガン２のズル２ａの近傍に設けられているピン状の電極７には、出力抵抗３ｃを介して負極性の直流電圧Ｖｄｃ（通常の静電塗装に適した高電圧）が供給される。
【００２５】
交流電源装置５は、発振回路８、直流電源９、２個のスイッチング素子１０、１１、出力トランス１２を備えており、この交流電源装置５と制御部１３とで出力モード変更手段たる出力モード変更装置２１を構成している。
【００２６】
前記直流電源９の出力は、出力トランス１２の１次側において、スイッチング素子１０、１１を介して電源グランドに接続されている。具体的には、直流電源９の出力端子は、出力トランス１２とスイッチング素子１０とにより接地電位に対して正側に、出力トランス１２とスイッチング素子１１とにより接地電位に対して負側になるように接続されている。
【００２７】
スイッチング素子１０、１１は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチにより構成されており、通電により導通状態が制御可能である。スイッチング素子１０、１１は、通電されると導通状態（オン）になり、通電が停止されると非導通状態（オフ）になり、発振回路８及び制御部１３によりオン／オフが制御されている。制御部１３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ、不揮発性メモリ１３ａ（記憶手段）などを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）に応じた指令信号を発振回路８に対して出力する。発振回路８は、この指令信号に基づいてパルス状の駆動信号を生成し、それぞれのスイッチング素子１０、１１へ出力する。
【００２８】
スイッチング素子１０、１１は、発振回路８から出力される駆動信号に連動してその通電状態が変化し、直流電源９の出力を正側或いは負側に切替える。駆動信号は、スイッチング素子１０、１１のオン状態が互いに重なることがないタイミングで出力され、この駆動信号のパルス幅に応じてスイッチング素子１０、１１が例えば数十ｋＨｚで交互にオン／オフを繰り返すことにより、出力トランス１２の２次側に、直流電源９の出力電圧に応じた低電圧の交流電圧Ｖａｃが発生する。
【００２９】
この交流電圧Ｖａｃは、接続ケーブル４を介してカスケード３に供給される。
カスケード３は、交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた高電圧である直流電圧Ｖｄｃ（例えば６０ｋＶ）を発生させる。この直流電圧Ｖｄｃは、出力抵抗を介して、電極７に供給される。
【００３０】
前記交流電源装置５は制御部１３からの駆動指令信号を受けて駆動（稼動）されるものであり、その駆動パターンには連続駆動モードと間欠駆動モードとがあり、当該交流電源装置５の連続駆動モードでカスケード３は前記直流電圧Ｖｄｃを連続出力し（連続出力モード、図６に符号Ｍｒで示す）、交流電源装置５の間欠駆動モードでカスケード３は前記直流電圧Ｖｄｃを間欠的に出力する（間欠出力モード、図６に符号Ｍｐで示す）。この間欠出力モードは、所定時間幅ｂ（例えば３〜５ｍ秒）で直流電圧Ｖｄｃ出力、所定時間（例えば１００ｍ秒）ごとに出力停止を繰り返すモードである。なお、図６には、便宜上、間欠出力モードにおける所定時間幅ｂの所定時間ａに対する比率をスケールアップして示している。
【００３１】
電流検出回路１４は、接続ケーブル４（電流検出ケーブル４ｃ）を介してカスケード３に流れる電流（出力電流）の大きさを検出して前記制御部１３に与えており、この制御部１３は、検出電流が、予め設定した過剰電流判定基準値を超えたときに、異常有りと判断し、例えば発振回路８の動作を停止させて交流電源装置５の出力を停止するなどの処理を実行する。
【００３２】
さらに、この制御部１３は、電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段として機能する。上記電流基準値設定手段においては後述するが電流基準値Ｉｋ（図６参照）を設定し記憶する。前記電流基準値Ｉｋは、図３に示すように、前記スプレーガン２が前記被塗装物２２に接近した距離（作業者が被塗装物２２に対して塗装する距離例えば３００ｍｍ程度）であるかそれ以上の遠距離（スプレーガン２を被塗装物２２から離した距離）であるかを前記高電圧である直流電圧Ｖｄｃ下で判定するための電流判定用基準値である。なお、この図３には被塗装物２２とスプレーガン２との離間距離とカスケード３の出力電流の変化との関係を示している。
【００３３】
制御部１３は、ＲＯＭ又は不揮発性メモリ１３ａに電流変化率についての基準パターンＰｋ（図４参照における範囲Ｅ）を予め記憶している。この基準パターンＰｋは、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となることが特徴の基準パターンである。この基準パターンＰｋは時間軸は長くても短くても良く、上記特徴を有すれば良い。又、基準パターンＰｋは、電流変化率について電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる特徴を有すれ良いから、次の急減までの範囲Ｅａでも良い。
【００３４】
さて、上記制御部１３の制御（電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段として機能も含む）について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。この場合、作業者が、塗料ポンプ１７及びコンプレッサ１９をオンした上で、トリガ２ｂを引き操作し、スプレーガン２を図５に示すように、被塗装物２２に対して左側から右側へ移動させ、そして下側へ移動して右側から左側へ移動させるという操作をする作業形態を例に示す。この操作形態の操作初期における前記制御部１３の制御によるカスケード３の出力電圧及び出力電流の変化を図６に示す。
【００３５】
制御部１３は、ステップＳ１でトリガ２ｂのオン操作に伴うエアフロースイッチ２０のオンを判断すると、ステップＳ２で、例えば不揮発性メモリ１３ａにおける電流基準値Ｉｋ記憶エリアをクリアする。これにより前回電流基準値Ｉｋが記憶されていた場合に当該電流基準値Ｉｋを削除することになる。つまり、エアフロースイッチ２０が引く操作されると、前回記憶した電流基準値Ｉｋをクリアすることにある。なおこの場合、エアフロースイッチ２０のオフ時間が短い場合には、諸条件が変化していないと判断して当該電流基準値Ｉｋをクリアしないようにしても良い。
【００３６】
次のステップＳ３では、交流電源装置５の出力電圧を連続駆動モードとすることによりカスケード３を直流電圧Ｖｄｃの連続出力モードとする。この連続出力モードにより、電極７において塗装に十分なコロナ放電が発生し、スプレーガン２から噴霧された塗料粒子が帯電される。被塗装物２２は、接地（アース）されて陽極となり、交流電源装置５などと同電位（アース電位）になっている。静電塗装装置１は、通常は、このような塗料粒子を帯電させることによりアースされた被塗装物２２に電気的な吸着力により塗着させる静電塗装を実行する。
【００３７】
そして、ステップＳ４では電流検出回路１４から検出電流値を取得し、逐次、当該検出電流値を記憶する共に、電流変化率を算出し記憶する。この電流変化率は次のようにして求める。所定の微小時間Δｔごとに電流値を取得し、今回の電流値をΔｔ秒前の電流値で除することで電流変化率ΔＩをΔｔ秒ごとに求める。
【００３８】
ステップＳ５では、算出した電流変化率の変化パターンが、最初に微小（一定も含む）で次に急増し次に微小（一定も含む）となる基準パターンＰｋに合うか否かを判断し、電流変化率の変化パターンが、基準パターンＰｋに合ったところで（図６の時点ｔｈ）、ステップＳ６に移行して電流基準値Ｉｋを設定し前記不揮発性メモリ１３ａに記憶する。この場合電流基準値Ｉｋの設定は次のように行う。前記電流変化率の変化パターンのうち最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値Ｉｋを設定する。すなわち、図６に示すような電流の変化であった場合、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａ（最初の微小パターンＴａのうち例えば電流変化率急増パターンＴｂの直前での検出電流値とする）と、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃ（次の微小パターンＴｃのうち例えば電流変化率急増パターンＴｂの直後での検出電流値が好ましい）との間の検出電流値（例えば中間値、（Ｉａ＋Ｉｃ）／２）を電流基準値Ｉｋとして設定する。ただし、この電流基準値Ｉｋは中間値でなくても良い。
【００３９】
ステップＳ７では、電流検出回路１４による検出電流が前記設定した基準値Ｉｋ未満か（適正塗装距離から離れたか）否かを判断する。検出電流が基準値Ｉｋ未満であれば、ステップＳ８に移行して、交流電源装置５に対する駆動モードを間欠駆動モードとすることにより、カスケード３の直流電圧Ｖｄｃの出力モードを間欠出力モードとする。この場合、前述したようにカスケード３の出力電圧は極めて短い時間幅での出力となるから、噴出塗料が作業者やスプレーガン２に付着することを極力防止できる。又、上記短い時間幅での直流電圧Ｖｄｃの出力により検出電流を取得できる。
【００４０】
次のステップＳ９では、この間欠出力モードにおける電流検出回路１４からの検出電流が前記設定電流基準値Ｉｋ以上となったか（作業者がスプレーガン２を被塗装物に対し近づけた距離としたか）否かを判断し、当該電流基準値Ｉｋ以上となったと判断されれば、ステップＳ１０に移行して、交流電源装置５の出力電圧を連続駆動モードとすることによりカスケード３を直流電圧Ｖｄｃの連続出力モードとし、そして前記ステップＳ７に戻る。
【００４１】
なお、トリガ２ｂの引き操作を解除すると、上述の制御動作は中止され、エアフロースイッチ２０オン待機状態となる。
上述した実施形態によれば、制御部１３は、トリガ２ｂがオン操作されると、実際の塗装作業環境下で、カスケード３の電流値を検出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンＰｋを示したときに、電流変化率の最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａと次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃとの間に電流基準値Ｉｋを設定するから、作業者やスプレーガン２に対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン２・被塗装物２２間距離を判定するための電流基準値Ｉｋを、現在の諸条件（カスケード３の出力電圧や塗料の種類、環境温度、湿度など）下で設定することができ、もって、電流基準値Ｉｋを諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができる。
【００４２】
この場合、最初はカスケード３の出力電圧を連続出力モードとしておくから、電流基準値Ｉｋ取得中でも従前同様に通常の塗装を行うことができる。
そしてこの実施形態においては、このようにして電流基準値Ｉｋが設定され記憶されると、カスケード３が前記連続出力モード状態であるときに検出電流が前記電流基準値Ｉｋ未満となったときに間欠出力モードに切り替える。つまり、被塗装物２２に対するスプレーガン２の離間距離が遠くなったことを、検出電流が電流基準値Ｉｋ未満となったことで検出する。そして、これに基づいてカスケード３の出力電圧を間欠出力モードに切り替える。この場合、高電圧の出力が停止されている時間帯ａでは塗料粒子が帯電していないから作業者やスプレーガン２への塗料の戻り付着は起きない。そして、高電圧が出力されている時間帯ｂでは、塗料粒子が帯電しているが、その時間を短くしておくことで塗料粒子の作業者やスプレーガン２への戻りを極力防止できる。
【００４３】
そして、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値Ｉｋ以上となったことをもってスプレーガン２が被塗装物２２に近づいたことを検出でき、そしてこのときに前記連続出力モードとするから、被塗装物２２に対する塗装を通常の連続した高電圧で行なうことができる。
【００４４】
このように本実施形態によれば、作業者やスプレーガン２に対して塗料粒子が付着するスプレーガン２・被塗装物２２間距離を判定するための電流基準値Ｉｋを、カスケード３の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値Ｉｋを用いて作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａを、電流変化率急増パターンＴｂの直前の検出電流値としたが、当該最初微小パターンＴａ区間における検出電流値の平均値としても良い。又、上記実施形態では、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃを、当該微小パターンＴｃのうち電流変化率急増パターンＴｂの直後の検出電流値としたが、当該微小パターンＴｃ区間における検出電流値の平均値としても良い。
【００４６】
又、上記実施形態では、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａと、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃとの間の検出電流値のうち中間値、（Ｉａ＋Ｉｃ）／２）を電流基準値Ｉｋとして設定したが、この電流基準値Ｉｋは、前記急増パターンＴｂでの検出電流値を電流基準値Ｉｋとして良い。このようにすると、前記電流率変化の急増パターンＴｂ箇所は、必ず、前記電流変化率の微小パターンＴａと次の微小パターンＴｃとの間に位置するから、適正な電流基準値Ｉｋを設定できる。
なお、塗料粒子は正に帯電させても良く、この場合被塗装物２２を陰極とすると良い。又、電流基準値を記憶する記憶手段としては制御部１３が備えたＲＡＭでも良い。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１は静電塗装装置、２はスプレーガン、２ｂはトリガ、３はカスケード（直流高電圧発生部）、５は交流電源装置、９は直流電源、１０、１１はスイッチング素子、１３は制御部（電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段）、１３ａは不揮発性メモリ（記憶手段）、１４は電流検出回路（電流検出手段）、２１は出力モード変更装置を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料の微粒子を負又は正の高電圧に帯電させて噴霧する構成の静電塗装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電塗装装置では、スプレーガンに供給された塗料（溶剤塗料、水性塗料などの液体塗料や粉体塗料）は、作業者がトリガを引くことで、圧縮空気により霧化され、微粒子として塗装対象である被塗装物に噴霧される。このとき、霧化された塗料の微粒子（以下、塗料粒子と称する）は、スプレーガン内に設けられた直流高電圧発生部（カスケード）により負又は正の高電圧に帯電され、大地に接地（アース）された被塗装物との間に作用する静電気力によって被塗装物の表面に塗着する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−８２０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した静電塗装装置では、作業者が前記スプレーガンのトリガを引くことで、高電圧を発生させると共に塗料を霧化し噴射し、そして作業者がスプレーガンを被塗装物に向けることで当該被塗装物に対して静電塗装を行う。
【０００５】
ところで、被塗装物をむらなくに塗装するには、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行うようにしている。
【０００６】
しかし、スプレーガンが被塗装物から離れてしまうと、噴霧された帯電塗料粒子の付着先である被塗装物が遠くなるため、浮遊した帯電塗料粒子が僅かに作業者やスプレーガン自体に戻って付着することがある。この付着塗料が蓄積されると作業者やスプレーガンから当該塗料が液状となって垂れ、被塗装物に液塊塗料が付着するおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明者は、スプレーガンと被塗装物との距離を検出して、スプレーガンと被塗装物との距離が所定距離以上離れたときには、塗料粒子が作業者やスプレーガンに再付着しないようにするための付着防止処理例えば直流高電圧発生部の高電圧出力を間欠出力モードにする処理を行うことを考えている。
【０００８】
ここで、前記直流高電圧発生部は前記被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなると当該直流高電圧発生部自体の出力電流が減少することが判っており、この現象を利用して、前記電流を予め設定した電流基準値以上か未満かでスプレーガンと被塗装物との離間距離が接近した距離（塗装状態にある距離）であるか、塗料粒子が作業者やスプレーガンへ付着する距離（スプレーガンが被塗装物から遠い距離）であるかを検出することが可能である。
【０００９】
ところが、前記直流高電圧発生部に流れる電流は、出力電圧や、塗装環境（温度や湿度）、塗料の種類などによって変わるものであり、前記電流基準値は、これら出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件ごとに、予め実験して設定する必要があり、そして、実際の塗装に先立って、上記諸条件に合わせて前記電流基準値を入力しなければならず、当該電流基準値の設定及び入力が極めて難しいといった不具合がある。
【００１０】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン・被塗装物間距離を判定するための電流基準値を、直流高電圧発生部の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値を用いて作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる静電塗装装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は次の点に着目してなされている。静電塗装装置においては、前述したように、スプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させた状態（トリガを引いた状態）で、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行う。このような塗装操作形態では、直流高電圧発生部の出力電流は、最初は小さく、スプレーガンが被塗装物に近づいたところで大きく変化（急増）する。又、スプレーガンが被塗装物から離間するときにも大きく変化（急減）する。この場合、出力電流の電流値自体は、前述の諸条件で異なるが、当該電流の変化パターンは、諸条件が異なってもさほど異なるものではない。つまり、参考図として示す図７のように、スプレーガンを、トリガオンして被塗装物に対して矢印方向へ操作すると、直流高電圧発生部の出力電流は、最初（被塗装物から遠い）漸増もしくは略一定となり（相対的な電流変化率は微小）、次に被塗装物に近づくと急に変化し（相対的な電流変化率は急増）、被塗装物と正対して塗装している距離となると略一定（相対的な電流変化率は微小）となる。従って、出力電流が最初（被塗装物から遠い）に漸増もしくは略一定となる箇所の電流値と、次に略一定となる箇所の電流値との間に電流基準値を設定すれば、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン・被塗装物間距離と、スプレーガンが被塗装物に接近するもしくは接近したスプレーガン・被塗装物間距離とを区別（判定）するための電流基準値として適正であることが判る。なお、作業者個々においては操作速度は若干異なる（図７の時間軸が若干異なる）こともあるが、上述の出力電流の変化率のパターン、つまり最初は単位時間ごとの電流変化率が微小（一定も含む）、次は電流変化率それまでの電流変化率に対して急増、その次は電流変化率が微小（一定も含む）となるといった電流変化率のパターンは、同じである。
【００１２】
上述のことを考慮した請求項１の発明は、トリガを有すると共に直流の高電圧を発生する直流電圧発生部を有するスプレーガンを備え、前記トリガをオン操作することにより塗料を微粒子化してノズルから噴霧し且つ当該噴霧される塗料を前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させて、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、前記直流高電圧発生部に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを判定するための電流基準値を設定するための電流基準値設定手段と、記憶手段と、塗料粒子付着防止手段とを備え、前記直流電圧発生部は、前記高電圧を連続して出力する連続出力モードと、前記高電圧を所定時間幅で所定時間ごとに出力する間欠出力モードとの切替えが可能であり、前記電流基準値設定手段は、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを有し、前記トリガがオン操作されると、前記前記直流高電圧発生部の電圧出力モードを連続出力モードとし、前記電流検出手段の検出電流値を順次取得して当該検出電流値の変化率を算出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定して記憶し、前記塗料粒子付着防止手段は、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記設定された電流基準値未満となったときに前記間欠出力モードに切り替え、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったときに前記連続出力モードとすることを特徴とする。
【００１３】
前述したように、作業者が行う塗装形態としては、スプレーガンを被塗装物から離した位置で、トリガを引き操作（オン操作）してスプレーガンから帯電させた塗料粒子を噴射させ、当該スプレーガンを、被塗装物から離れた一方の位置から被塗装物に近づけ、正対させて適正距離を保ちつつ、該被塗装物に塗料粒子を噴射しながらほぼ一定速度で移動させ、そして被塗装物の他方側の離れた位置まで移動させることを順次まんべんなく行う。このような塗装操作形態では、直流高電圧発生部の出力電流の変化率は、最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを示すものである。
【００１４】
しかるに、上述の請求項１の発明において、前記電流基準値設定手段は、前記トリガがオン操作されると、検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定するから、スプレーガンが前記被塗装物に対する塗装位置に入ったか及びスプレーガンが被塗装物から遠くなったか（作業者やスプレーガンに塗料粒子が付着するおそれのある距離か）どうかを判定する電流基準値を、現在の諸条件（直流高電圧発生部の出力電圧や塗料の種類、環境温度、湿度など）下で設定することができ、もって、電流基準値を諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができる。
【００１５】
このようにして電流基準値が設定され記憶されると、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記電流基準値未満となったときに間欠出力モードに切り替える。つまり、被塗装物に対するスプレーガンの離間距離が遠くなったことを、検出電流が電流基準値未満となったことで検出する。そして、これに基づいて直流高電圧発生部の出力電圧を間欠出力モードに切り替える。この場合、高電圧の出力が停止されている時間帯では塗料粒子が帯電していないから作業者やスプレーガンへの塗料粒子の戻り付着は起きない。そして、高電圧が出力されている時間帯では、塗料粒子が帯電しているが、その時間を短くしておくことで塗料粒子の作業者やスプレーガンへの戻り付着を極力防止できる。そして、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったことをもってスプレーガンが被塗装物に近づいたことを検出でき、そしてこのときに前記連続出力モードとするから、被塗装物に対する塗装を通常の連続した高電圧で行なうことができる。
【００１６】
請求項２の発明は、前記電流基準値設定手段が、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に設定する電流基準値を前記急増パターンでの検出電流値としたことを特徴とする。これによれば、前記電流変化の急増パターン箇所は、必ず、前記電流変化率の微小パターンと次の微小パターンとの間に位置するから、適正な電流基準値を設定できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、作業者やスプレーガンに対して塗料粒子が付着するスプレーガン・被塗装物間距離を判定するための電流基準値を、直流高電圧発生部の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値を用いて作業者やスプレーガンへの塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による静電塗装装置の電気的構成のブロック図
【図２】制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】スプレーガンと被塗装物の離間距離とカスケードに流れる電流との関係を示す図
【図４】基準パターンを示す図
【図５】被塗装物に対する塗装の様子の一例を示す図
【図６】検出電流の変化を示す図
【図７】被塗装物に対して塗装を行なう場合の直流高電圧発生部の出力電流の変化を示す参考図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１は、実施形態に係る静電塗装装置１の電気的構成を概略的に示すブロック図である。静電塗装装置１は、スプレーガン２、このスプレーガン２に内蔵されたカスケード（本発明でいう、直流高電圧発生部に相当）３、このカスケード３に接続ケーブル４を介して接続された交流電源装置５を有する制御装置６を備えて構成されている。接続ケーブル４は、交流電圧Ｖａｃを供給するための電源ケーブル４ａ、４ｂと、電流検出回路（本発明でいう、電流検出手段）１４のための電流検出ケーブル４ｃを備えて構成されている。
【００２０】
スプレーガン２は、例えば電気的絶縁性を有するポリアセタール樹脂やフッ素樹脂などの合成樹脂により本体が形成されている。このスプレーガン２は、一般的な静電塗装に用いられる構成を備えており、ノズル２ａ、及びこのズル２ａの近傍に設けられた霧化エア孔及びパターン形成エア孔など（いずれも図示せず）を備えている。
【００２１】
さらにスプレーガン２は、内部に塗料バルブ１５及びエアバルブ１６を備えており、これら塗料バルブ１５及びエアバルブ１６は、このスプレーガン２が備えたトリガ２ｂ（図１に概略的に示す）が引き操作されることにより開放される。前記塗料バルブ１５は前記塗料ポンプ１７を介して塗料タンク１８に接続されている。又前記エアバルブ１６は、コンプレッサ１９に接続されており、該コンプレッサ１９とエアバルブ１６との間のエア配管経路にはエアフロースイッチ２０が介在されている。
【００２２】
このエアフロースイッチ２０は、制御装置６に設けられており、前記エア配管経路にエアが流れると動作してエア流通検出信号つまりトリガ操作検出信号を後述の制御部１３へ与えるようになっている。
【００２３】
そして前記コンプレッサ１９から供給された圧縮空気を霧化エア孔及びパターン形成エア孔から吐出することにより、塗料タンク１８から供給された塗料を霧化するとともに、霧化した塗料粒子を塗装に適した形状（塗装パターン）に形成して噴霧する。
【００２４】
前記カスケード３は、昇圧トランス３ａ、倍電圧整流回路３ｂ、出力抵抗３ｃを備えており、前記交流電源装置５から供給される交流電圧Ｖａｃに比例した大きさの直流電圧Ｖｄｃを発生させる。すなわち、昇圧トランス３ａに入力された交流電圧Ｖａｃは、昇圧された後に例えばコッククロフト−ウォルトン型の倍電圧整流回路３ｂにより昇圧及び整流され、６０ｋＶ〜１００ｋＶ程度の高電圧に変換される。この倍電圧整流回路３ｂは、回路内のダイオード（図示せず）の向きを変えることにより、出力電圧の極性を接地電位に対して正（プラス）、又は負（マイナス）のいずれかにすることができる。本実施形態の場合、倍電圧整流回路３ｂの出力電圧の極性は接地電位に対して負になるように構成されており、スプレーガン２のズル２ａの近傍に設けられているピン状の電極７には、出力抵抗３ｃを介して負極性の直流電圧Ｖｄｃ（通常の静電塗装に適した高電圧）が供給される。
【００２５】
交流電源装置５は、発振回路８、直流電源９、２個のスイッチング素子１０、１１、出力トランス１２を備えており、この交流電源装置５と制御部１３とで出力モード変更手段たる出力モード変更装置２１を構成している。
【００２６】
前記直流電源９の出力は、出力トランス１２の１次側において、スイッチング素子１０、１１を介して電源グランドに接続されている。具体的には、直流電源９の出力端子は、出力トランス１２とスイッチング素子１０とにより接地電位に対して正側に、出力トランス１２とスイッチング素子１１とにより接地電位に対して負側になるように接続されている。
【００２７】
スイッチング素子１０、１１は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチにより構成されており、通電により導通状態が制御可能である。スイッチング素子１０、１１は、通電されると導通状態（オン）になり、通電が停止されると非導通状態（オフ）になり、発振回路８及び制御部１３によりオン／オフが制御されている。制御部１３は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ、不揮発性メモリ１３ａ（記憶手段）などを備えたマイクロコンピュータにより構成されており、スイッチング素子１０、１１の通電時間（オン時間）に応じた指令信号を発振回路８に対して出力する。発振回路８は、この指令信号に基づいてパルス状の駆動信号を生成し、それぞれのスイッチング素子１０、１１へ出力する。
【００２８】
スイッチング素子１０、１１は、発振回路８から出力される駆動信号に連動してその通電状態が変化し、直流電源９の出力を正側或いは負側に切替える。駆動信号は、スイッチング素子１０、１１のオン状態が互いに重なることがないタイミングで出力され、この駆動信号のパルス幅に応じてスイッチング素子１０、１１が例えば数十ｋＨｚで交互にオン／オフを繰り返すことにより、出力トランス１２の２次側に、直流電源９の出力電圧に応じた低電圧の交流電圧Ｖａｃが発生する。
【００２９】
この交流電圧Ｖａｃは、接続ケーブル４を介してカスケード３に供給される。
カスケード３は、交流電圧Ｖａｃの大きさに応じた高電圧である直流電圧Ｖｄｃ（例えば６０ｋＶ）を発生させる。この直流電圧Ｖｄｃは、出力抵抗を介して、電極７に供給される。
【００３０】
前記交流電源装置５は制御部１３からの駆動指令信号を受けて駆動（稼動）されるものであり、その駆動パターンには連続駆動モードと間欠駆動モードとがあり、当該交流電源装置５の連続駆動モードでカスケード３は前記直流電圧Ｖｄｃを連続出力し（連続出力モード、図６に符号Ｍｒで示す）、交流電源装置５の間欠駆動モードでカスケード３は前記直流電圧Ｖｄｃを間欠的に出力する（間欠出力モード、図６に符号Ｍｐで示す）。この間欠出力モードは、所定時間幅ｂ（例えば３〜５ｍ秒）で直流電圧Ｖｄｃ出力、所定時間（例えば１００ｍ秒）ごとに出力停止を繰り返すモードである。なお、図６には、便宜上、間欠出力モードにおける所定時間幅ｂの所定時間ａに対する比率をスケールアップして示している。
【００３１】
電流検出回路１４は、接続ケーブル４（電流検出ケーブル４ｃ）を介してカスケード３に流れる電流（出力電流）の大きさを検出して前記制御部１３に与えており、この制御部１３は、検出電流が、予め設定した過剰電流判定基準値を超えたときに、異常有りと判断し、例えば発振回路８の動作を停止させて交流電源装置５の出力を停止するなどの処理を実行する。
【００３２】
さらに、この制御部１３は、電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段として機能する。上記電流基準値設定手段においては後述するが電流基準値Ｉｋ（図６参照）を設定し記憶する。前記電流基準値Ｉｋは、図３に示すように、前記スプレーガン２が前記被塗装物２２に接近した距離（作業者が被塗装物２２に対して塗装する距離例えば３００ｍｍ程度）であるかそれ以上の遠距離（スプレーガン２を被塗装物２２から離した距離）であるかを前記高電圧である直流電圧Ｖｄｃ下で判定するための電流判定用基準値である。なお、この図３には被塗装物２２とスプレーガン２との離間距離とカスケード３の出力電流の変化との関係を示している。
【００３３】
制御部１３は、ＲＯＭ又は不揮発性メモリ１３ａに電流変化率についての基準パターンＰｋ（図４参照における範囲Ｅ）を予め記憶している。この基準パターンＰｋは、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となることが特徴の基準パターンである。この基準パターンＰｋは時間軸は長くても短くても良く、上記特徴を有すれば良い。又、基準パターンＰｋは、電流変化率について電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる特徴を有すれ良いから、次の急減までの範囲Ｅａでも良い。
【００３４】
さて、上記制御部１３の制御（電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段として機能も含む）について、図２のフローチャートを参照しながら説明する。この場合、作業者が、塗料ポンプ１７及びコンプレッサ１９をオンした上で、トリガ２ｂを引き操作し、スプレーガン２を図５に示すように、被塗装物２２に対して左側から右側へ移動させ、そして下側へ移動して右側から左側へ移動させるという操作をする作業形態を例に示す。この操作形態の操作初期における前記制御部１３の制御によるカスケード３の出力電圧及び出力電流の変化を図６に示す。
【００３５】
制御部１３は、ステップＳ１でトリガ２ｂのオン操作に伴うエアフロースイッチ２０のオンを判断すると、ステップＳ２で、例えば不揮発性メモリ１３ａにおける電流基準値Ｉｋ記憶エリアをクリアする。これにより前回電流基準値Ｉｋが記憶されていた場合に当該電流基準値Ｉｋを削除することになる。つまり、エアフロースイッチ２０が引く操作されると、前回記憶した電流基準値Ｉｋをクリアすることにある。なおこの場合、エアフロースイッチ２０のオフ時間が短い場合には、諸条件が変化していないと判断して当該電流基準値Ｉｋをクリアしないようにしても良い。
【００３６】
次のステップＳ３では、交流電源装置５の出力電圧を連続駆動モードとすることによりカスケード３を直流電圧Ｖｄｃの連続出力モードとする。この連続出力モードにより、電極７において塗装に十分なコロナ放電が発生し、スプレーガン２から噴霧された塗料粒子が帯電される。被塗装物２２は、接地（アース）されて陽極となり、交流電源装置５などと同電位（アース電位）になっている。静電塗装装置１は、通常は、このような塗料粒子を帯電させることによりアースされた被塗装物２２に電気的な吸着力により塗着させる静電塗装を実行する。
【００３７】
そして、ステップＳ４では電流検出回路１４から検出電流値を取得し、逐次、当該検出電流値を記憶する共に、電流変化率を算出し記憶する。この電流変化率は次のようにして求める。所定の微小時間Δｔごとに電流値を取得し、今回の電流値をΔｔ秒前の電流値で除することで電流変化率ΔＩをΔｔ秒ごとに求める。
【００３８】
ステップＳ５では、算出した電流変化率の変化パターンが、最初に微小（一定も含む）で次に急増し次に微小（一定も含む）となる基準パターンＰｋに合うか否かを判断し、電流変化率の変化パターンが、基準パターンＰｋに合ったところで（図６の時点ｔｈ）、ステップＳ６に移行して電流基準値Ｉｋを設定し前記不揮発性メモリ１３ａに記憶する。この場合電流基準値Ｉｋの設定は次のように行う。前記電流変化率の変化パターンのうち最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値Ｉｋを設定する。すなわち、図６に示すような電流の変化であった場合、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａ（最初の微小パターンＴａのうち例えば電流変化率急増パターンＴｂの直前での検出電流値とする）と、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃ（次の微小パターンＴｃのうち例えば電流変化率急増パターンＴｂの直後での検出電流値が好ましい）との間の検出電流値（例えば中間値、（Ｉａ＋Ｉｃ）／２）を電流基準値Ｉｋとして設定する。ただし、この電流基準値Ｉｋは中間値でなくても良い。
【００３９】
ステップＳ７では、電流検出回路１４による検出電流が前記設定した基準値Ｉｋ未満か（適正塗装距離から離れたか）否かを判断する。検出電流が基準値Ｉｋ未満であれば、ステップＳ８に移行して、交流電源装置５に対する駆動モードを間欠駆動モードとすることにより、カスケード３の直流電圧Ｖｄｃの出力モードを間欠出力モードとする。この場合、前述したようにカスケード３の出力電圧は極めて短い時間幅での出力となるから、噴出塗料が作業者やスプレーガン２に付着することを極力防止できる。又、上記短い時間幅での直流電圧Ｖｄｃの出力により検出電流を取得できる。
【００４０】
次のステップＳ９では、この間欠出力モードにおける電流検出回路１４からの検出電流が前記設定電流基準値Ｉｋ以上となったか（作業者がスプレーガン２を被塗装物に対し近づけた距離としたか）否かを判断し、当該電流基準値Ｉｋ以上となったと判断されれば、ステップＳ１０に移行して、交流電源装置５の出力電圧を連続駆動モードとすることによりカスケード３を直流電圧Ｖｄｃの連続出力モードとし、そして前記ステップＳ７に戻る。
【００４１】
なお、トリガ２ｂの引き操作を解除すると、上述の制御動作は中止され、エアフロースイッチ２０オン待機状態となる。
上述した実施形態によれば、制御部１３は、トリガ２ｂがオン操作されると、実際の塗装作業環境下で、カスケード３の電流値を検出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンＰｋを示したときに、電流変化率の最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａと次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃとの間に電流基準値Ｉｋを設定するから、作業者やスプレーガン２に対して塗料粒子が付着するおそれがあるスプレーガン２・被塗装物２２間距離を判定するための電流基準値Ｉｋを、現在の諸条件（カスケード３の出力電圧や塗料の種類、環境温度、湿度など）下で設定することができ、もって、電流基準値Ｉｋを諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができる。
【００４２】
この場合、最初はカスケード３の出力電圧を連続出力モードとしておくから、電流基準値Ｉｋ取得中でも従前同様に通常の塗装を行うことができる。
そしてこの実施形態においては、このようにして電流基準値Ｉｋが設定され記憶されると、カスケード３が前記連続出力モード状態であるときに検出電流が前記電流基準値Ｉｋ未満となったときに間欠出力モードに切り替える。つまり、被塗装物２２に対するスプレーガン２の離間距離が遠くなったことを、検出電流が電流基準値Ｉｋ未満となったことで検出する。そして、これに基づいてカスケード３の出力電圧を間欠出力モードに切り替える。この場合、高電圧の出力が停止されている時間帯ａでは塗料粒子が帯電していないから作業者やスプレーガン２への塗料の戻り付着は起きない。そして、高電圧が出力されている時間帯ｂでは、塗料粒子が帯電しているが、その時間を短くしておくことで塗料粒子の作業者やスプレーガン２への戻りを極力防止できる。
【００４３】
そして、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値Ｉｋ以上となったことをもってスプレーガン２が被塗装物２２に近づいたことを検出でき、そしてこのときに前記連続出力モードとするから、被塗装物２２に対する塗装を通常の連続した高電圧で行なうことができる。
【００４４】
このように本実施形態によれば、作業者やスプレーガン２に対して塗料粒子が付着するスプレーガン２・被塗装物２２間距離を判定するための電流基準値Ｉｋを、カスケード３の出力電圧や塗装環境さらには塗料の種類といった諸条件に自ずと合うように、簡単に且つ自動的に設定することができ、そして、この設定に引き続いてこの電流基準値Ｉｋを用いて作業者やスプレーガン２への塗料粒子の付着防止のための処理を自動的に行うことができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａを、電流変化率急増パターンＴｂの直前の検出電流値としたが、当該最初微小パターンＴａ区間における検出電流値の平均値としても良い。又、上記実施形態では、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃを、当該微小パターンＴｃのうち電流変化率急増パターンＴｂの直後の検出電流値としたが、当該微小パターンＴｃ区間における検出電流値の平均値としても良い。
【００４６】
又、上記実施形態では、最初の微小パターンＴａでの検出電流値Ｉａと、次の微小パターンＴｃでの検出電流値Ｉｃとの間の検出電流値のうち中間値、（Ｉａ＋Ｉｃ）／２）を電流基準値Ｉｋとして設定したが、この電流基準値Ｉｋは、前記急増パターンＴｂでの検出電流値を電流基準値Ｉｋとして良い。このようにすると、前記電流率変化の急増パターンＴｂ箇所は、必ず、前記電流変化率の微小パターンＴａと次の微小パターンＴｃとの間に位置するから、適正な電流基準値Ｉｋを設定できる。
なお、塗料粒子は正に帯電させても良く、この場合被塗装物２２を陰極とすると良い。又、電流基準値を記憶する記憶手段としては制御部１３が備えたＲＡＭでも良い。
【符号の説明】
【００４７】
図面中、１は静電塗装装置、２はスプレーガン、２ｂはトリガ、３はカスケード（直流高電圧発生部）、５は交流電源装置、９は直流電源、１０、１１はスイッチング素子、１３は制御部（電流基準値設定手段、塗料粒子付着防止手段）、１３ａは不揮発性メモリ（記憶手段）、１４は電流検出回路（電流検出手段）、２１は出力モード変更装置を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリガを有すると共に直流の高電圧を発生する直流電圧発生部を有するスプレーガンを備え、前記トリガをオン操作することにより塗料を微粒子化してノズルから噴霧し且つ当該噴霧される塗料を前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させて、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、
前記直流高電圧発生部に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを判定するための電流基準値を設定するための電流基準値設定手段と、
記憶手段と、
塗料粒子付着防止手段とを備え、
前記直流電圧発生部は、前記高電圧を連続して出力する連続出力モードと、前記高電圧を所定時間幅で所定時間ごとに出力する間欠出力モードとの切替えが可能であり、
前記電流基準値設定手段は、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを有し、前記トリガがオン操作されると、前記前記直流高電圧発生部の電圧出力モードを連続出力モードとし、前記電流検出手段の検出電流値を順次取得して当該検出電流値の変化率を算出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定して記憶し、
前記塗料粒子付着防止手段は、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記設定された電流基準値未満となったときに前記間欠出力モードに切り替え、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったときに前記連続出力モードとすることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
前記電流基準値設定手段は、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に設定する電流基準値を前記急増パターンでの検出電流値としたことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
【請求項１】
トリガを有すると共に直流の高電圧を発生する直流電圧発生部を有するスプレーガンを備え、前記トリガをオン操作することにより塗料を微粒子化してノズルから噴霧し且つ当該噴霧される塗料を前記直流高電圧発生部により負又は正の高電圧に帯電させて、被塗装物に対して吸着させて静電塗装を行う静電塗装装置において、
前記直流高電圧発生部に流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記スプレーガンと前記被塗装物との間の離間距離が所定距離以上離れたことを判定するための電流基準値を設定するための電流基準値設定手段と、
記憶手段と、
塗料粒子付着防止手段とを備え、
前記直流電圧発生部は、前記高電圧を連続して出力する連続出力モードと、前記高電圧を所定時間幅で所定時間ごとに出力する間欠出力モードとの切替えが可能であり、
前記電流基準値設定手段は、電流変化率が最初に微小で次に急増し次に微小となる基準パターンを有し、前記トリガがオン操作されると、前記前記直流高電圧発生部の電圧出力モードを連続出力モードとし、前記電流検出手段の検出電流値を順次取得して当該検出電流値の変化率を算出し、当該検出電流値の変化パターンが前記基準パターンを示したときに、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に電流基準値を設定して記憶し、
前記塗料粒子付着防止手段は、前記直流高電圧発生部が前記連続出力モード状態であるときに前記電流検出手段による検出電流が前記設定された電流基準値未満となったときに前記間欠出力モードに切り替え、当該間欠出力モード状態であるときに前記検出電流が前記設定された電流基準値以上となったときに前記連続出力モードとすることを特徴とする静電塗装装置。
【請求項２】
前記電流基準値設定手段は、前記電流変化率の最初の微小パターンでの検出電流値と次の微小パターンでの検出電流値との間に設定する電流基準値を前記急増パターンでの検出電流値としたことを特徴とする請求項１に記載の静電塗装装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６１７５７（Ｐ２０１２−１６１７５７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４８８９（Ｐ２０１１−２４８８９）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００１１７００９）旭サナック株式会社 (194)
【Ｆターム（参考）】
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