JP2950084B2 - ウェット塗膜厚測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料を塗装した直後の
未乾燥塗装表面の動的な粗さ情報から塗装膜厚を測定す
る装置に係わり、特に垂直面や傾斜面における正確な膜
厚測定を可能にしたウェット塗膜厚測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のウェット塗膜厚測定装置として
は、針ゲージを利用した接触式のもの、電磁式または渦
電流式を利用した非接触式のもの等、種々のものがあ
る。

【０００３】図１５は従来のウェット塗膜厚測定装置の
うち、塗料の非磁極性を利用した非接触式ウェット塗膜
厚測定装置を示す説明図である。このウェット塗膜厚測
定装置は、同図（ａ）に示すように鋼板からなる被塗装
体８１の塗装表面に対向して非接触膜厚センサ８２を近
接距離ｈ_o に予め位置決めしておいてから、該非接触膜
厚センサ８２内に設けられている受発信コイルによって
被塗装体８１と非接触膜厚センサ８２との間に磁界を生
成する。そして、同図（ｂ）に示すように、被塗装体８
１の表面上にウェット塗料８３を塗装すると、塗装後の
被塗装体８１と非接触膜厚センサ８２との間の磁界は塗
装膜厚による電磁気抵抗により減衰して受信コイルに感
知される。従って、膜厚に反比例した磁束の変化を検出
することにより、塗装膜厚を測定することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したウェット塗膜
厚測定装置のうち、針ゲージ式のように接触式のものは
塗装面へのきずによって塗装品質に影響があるという問
題がある。

【０００５】また、非接触式のもののうち、図１５に示
したような非接触式ウェット塗膜厚測定装置は塗装前に
被塗装体と非接触膜厚センサとの間の距離を所定の近接
距離に設定しておく必要があるが、被塗装体へ塗装を行
った後においては塗装の膜厚を測定できないという問題
や、または測定自体が塗装の前後で２回必要であるとい
う問題、更に測定精度が悪いという問題がある。

【０００６】そこで、本発明者は、上記の問題点を解決
するために、先に特願平４−３０６９６６号において、
塗料を塗布した直後の塗装表面の粗さの動的な平滑化特
性から非接触で適確に塗装膜厚を測定することができる
ウェット塗膜厚測定装置を提案した。

【０００７】ところが、上記先願は、平面用の膜厚算出
式を使用していることから、垂直面や傾斜面では、必ず
しも精度の良い膜厚測定ができない。すなわち、塗装表
面の角度条件に応じて重力の影響を考慮した膜厚算出式
により膜厚を測定する方がより正確な結果を得ることが
できるという知見を得た。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、塗料を塗布した直後の塗
装表面の垂直面や傾斜面においても非接触で適確に塗装
膜厚を測定することができるウェット塗膜厚測定装置を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のウェット塗膜厚測定装置は、塗料を塗装し
た直後の未乾燥塗装表面の粗さを撮像する撮像手段と、
この撮像手段で撮像した表面粗さ情報をパワースペクト
ル解析し、パワースペクトルデータとして出力するパワ
ースペクトル解析手段と、このパワースペクトル解析手
段からのパワースペクトルデータから表面粗さ相当のパ
ワースペクトル積分値および波長を算出する演算手段
と、前記塗料の成分情報および塗装条件を入力する入力
手段と、パワースペクトル解析値を使用した水平面用ま
たは垂直面用の各平滑化理論式を用いて、前記パワース
ペクトル積分値、波長、前記塗料の成分情報および塗装
条件に基づいて塗装膜厚を算出する塗装膜厚算出手段と
を有することを要旨とする。

【００１０】また、本発明のウェット塗膜厚測定装置
は、塗料を塗装した直後の未乾燥塗装表面の粗さを測定
する粗さ測定手段と、該粗さ測定手段で測定した前記表
面粗さ情報から表面の粗さ度および波長を算出する演算
手段と、前記表面の粗さ度の時間変化量を算出する時間
変化量算出手段と、前記塗装表面の傾斜角を測定する傾
斜角測定手段と、前記塗料の成分情報および塗装条件を
入力する入力手段と、傾斜角補正用の平滑化理論式を用
いて、表面粗さ度、その時間変化量、前記表面粗さの波
長、前記塗装表面の傾斜角情報、塗料の成分情報および
塗装条件に基づいて塗装膜厚を算出する塗装膜厚算出手
段とを有することを要旨とする。

【００１１】さらに、本発明のウェット塗膜厚測定装置
は、塗料を塗装した直後の未乾燥塗装表面の粗さを撮像
する撮像手段と、この撮像手段で撮像した表面粗さ情報
をパワースペクトル解析し、パワースペクトルデータと
して出力するパワースペクトル解析手段と、このパワー
スペクトル解析手段からのパワースペクトルデータから
表面粗さ相当のパワースペクトル積分値および波長を算
出する演算手段と、前記塗装表面の傾斜角を測定する傾
斜角測定手段と、前記塗料の成分情報および塗装条件を
入力する入力手段と、傾斜角補正用の平滑化理論式を用
いて、前記パワースペクトル積分値、波長、前記塗装表
面の傾斜角情報、前記塗料の成分情報および塗装条件に
基づいて塗装膜厚を算出する塗装膜厚算出手段とを有す
ることを要旨とする。

【００１２】

【作用】本発明のウェット塗膜厚測定装置では、塗装直
後の未乾燥塗装表面の粗さを撮像した表面粗さ情報をパ
ワースペクトル解析し、そのパワースペクトルデータか
ら表面粗さ相当のパワースペクトル積分値および波長を
算出し、パワースペクトル解析値を使用した水平面用ま
たは垂直面用の平滑化理論式を用いて、パワースペクト
ル積分値、波長、塗料成分情報および塗装条件から垂直
面、水平面の塗装膜厚を算出する。

【００１３】また、本発明のウェット塗膜厚測定装置で
は、塗装直後の未乾燥塗装表面の粗さを測定し、この表
面粗さ情報から表面の粗さ度および波長を算出し、表面
の粗さ度の時間変化量を算出し、この表面粗さ度の時間
変化量、表面粗さの波長、塗装表面の傾斜角情報、塗料
の成分情報および塗装条件に基づいて傾斜面の塗装膜厚
を算出する。

【００１４】さらに、本発明のウェット塗膜厚測定装置
では、塗装直後の未乾燥塗装表面の粗さを撮像した表面
粗さ情報をパワースペクトル解析し、そのパワースペク
トルデータから表面粗さ相当のパワースペクトル積分値
および波長を算出し、パワースペクトル解析値を使用し
た傾斜角補正用の平滑化理論式を用いて、パワースペク
トル積分値、波長、塗装表面の傾斜角情報、塗料成分情
報および塗装条件から傾斜面の塗装膜厚を算出する。

【００１５】

【実施例】本発明のウェット塗膜厚測定装置は、塗料を
塗装した直後の未乾燥状態の、すなわちウェット状態の
塗装表面の平坦化現象に着目して塗装膜厚を測定するも
のである。すなわち、図２（ａ）に示すように、塗装直
後のウェット状態の塗装表面は凹凸状態になっており、
初期うず流動が存在している。そして、このような状態
の凹凸は同図（ｂ）に示すようにレベリング力により時
間とともに平坦化され、最終的には同図（ｃ）に示すよ
うに平坦化状態になるが、本発明のウェット塗膜厚測定
装置はこのような平坦化現象に着目し、塗装表面の凹凸
状態を測定することによりウェット状態の塗装表面が乾
燥した後の塗装膜厚を非接触で適確に算出することがで
きるとともに、塗料塗布後のみの測定で算出することが
できるものである。

【００１６】特に本発明においては、車両ドア等の垂直
壁面では重力が平滑化力と直交するために平滑化力が弱
くなって平滑化速度が遅くなる点に着目し、また、車両
フード等の傾斜の大きい壁面では重力の効果が傾斜角
（ｃｏｓθ）分だけ小さくなり、その分平滑化速度が遅
くなる点に着目して、これらの点を考慮した適格な塗装
膜厚を算出するものである。

【００１７】初めに、平滑化理論を水平面、垂直面およ
び傾斜面に分けて説明する。

【００１８】＜水平面での平滑化特性＞塗料を塗布した
直後の塗液面は、水平面においては表面張力と重力の影
響により平坦化（レベリング）のための流動が起こる。
この関係を図３を参照して説明すると、液面高さをｈ、
流化量をｑ（ｘ）としたとき、ｘ＋Δｘ点における液面
の時間変化は、次式のようになる。

【００１９】

【数１】 次に、圧力ｐ（ｘ）と力Ｆ（ｘ）との関係は、表面張力
をγ、重力をρｇとすると、次式のようになる。

【００２０】

【数２】 したがって、（３）式、（４）式から、流速ｖ_h は、次
式のようになる。

【００２１】

【数３】 同様に、流量ｑh は、

【数４】 したがって、前記液面の時間変化は、

【数５】 ここで、ｈ＝ｈ0 ＋ａ・ｓｉｎ（２π／λ）ｘとする
と、

【数６】 凹凸のピークツゥピーク部では、図４に示すように、ｈ
−ｈ0 ＝ａであるから、

【数７】 上記（９）式が水平面の平滑化理論式であり、｛γ＋３
ρｇλ² ／（２π）²｝に示されるように、表面張力γ
と重力項ρｇが加算された式となっている。

【００２２】＜垂直面での平滑化特性＞図５に示すよう
な垂直面での平坦化のための流動は、表面張力γにより
生じ、重力ｇは塗料の下方への垂れとして作用する。

【００２３】この場合、圧力ｐ（ｘ）と力Ｆ（ｘ）との
関係は、次式のようになる。

【００２４】

【数８】 また、流速ｖ_h は、前記（４）’式から、

【数９】 同様に、流量ｑ_h は、

【数１０】 したがって、（８）式、（９）式と同様に、

【数１１】 以上の式から分かるように、垂直面での平滑化理論式
は、水平面の式に対して３ρｇλ² ／（２π）² の重力
項分だけ時定数が小さい。

【００２５】＜傾斜面での平滑化特性＞ 図７に示すように、角度θだけ傾斜した塗装面におい
て、重力ｇの平滑化力（レベリング力）は、ρｇ・ｃｏ
ｓθとなるので、前記（９）式は、

【数１２】 故に、 ａ＝ａ₀ ・ｅｘｐ（−ｔ／τ） …（１０） 但し、 τ＝３×η×λ⁴ ／（１６π⁴ ×γ’×ｈ³ ） γ’＝γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² 故に、膜厚ｈは、塗装直後の時間ｔ₁ ，ｔ₂ での凹凸の
ピークツゥピーク値をａ₁ ，ａ₂ 、波長をλとすれば、

【数１３】 ａ₁ ＝ａ₀ exp （−ｔ₁ ／τ₁ ） …（１１） τ₁ ＝｛３×η（ｔ₁ ）×λ⁴ ｝／（１６π⁴ ×γ×ｈ³ ） …（１２） ａ₂ ＝ａ₀ exp （−ｔ₂ ／τ₂ ） …（１３） τ₂ ＝｛３×η（ｔ₂ ）×λ₄ ｝／（１６π⁴ ×γ×ｈ³ ） …（１４）

【数１４】 ａ₁ ／ａ₂ ＝exp （−ｔ₁ ／τ₁ ＋ｔ₂ ／τ₂ ） …（１５） １ｎａ₁ ／ａ₂ ＝（−ｔ₁ ／τ₁ ＋ｔ₂ ／τ₂ ） …（１６） そして、（１２），（１４），（１６）式から角度θだ
け傾斜した塗装面の塗装膜厚ｈは次式のように求まる。

【００２６】

【数１５】 ｈ＝｛（１ｎａ₁ ／ａ₂ ）／（−ｔ₁ ／τ₁ ’＋ｔ₂ ／τ₂ ’）｝^1/3 …（１７） τ₁ ’＝（３η₁ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１８） τ₂ ’＝（３η₂ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１９） 次に本発明の一実施例を説明する。

【００２７】図１は、本発明に係るウェット塗膜厚測定
装置の第１実施例の構成を示すブロック図である。

【００２８】同図に示すウェット塗膜厚測定装置は、塗
装を施された被塗装物１に対向して設けられ、被塗装物
１の塗装表面を撮像して、表面の粗さ情報を得る撮像部
２を有する。なお、本実施例では、被塗装物１には上塗
り塗料が塗布されている。

【００２９】この撮像部２は、図８に詳細に示すよう
に、光源２Ａ、明暗パターン板２Ｂ、反射鏡２Ｃ、レン
ズ２Ｄ、ＣＣＤカメラ２Ｅから構成され、該撮像部２で
撮像された被塗装物１の表面の粗さ情報は画像処理部３
に供給される。

【００３０】画像処理部３は、各種画像処理プログラ
ム、画像解析シーケンスプログラム、波形解析プログラ
ム、膜厚演算プログラム等から構成され、撮像部２から
供給された表面粗さ情報を画像処理し、パワースペクト
ルの周波数分析（ＦＦＴ）および長波の波形分離を行
い、表面粗さ情報をパワースペクトルデータＰとしてパ
ワースペクトル積分値演算部４に供給する。

【００３１】パワースペクトル積分値演算部４は、画像
処理部３からのパワースペクトルデータから粗さ相当の
パワースペクトル積分値Ｐ_i および長波長λを算出し、
膜厚演算部５に供給する。膜厚演算部５は、該パワース
ペクトル積分値Ｐ_i および長波長λに加えて、入力部６
から入力される塗料の成分情報および塗装条件に基づ
き、後述するパワースペクトルＰを使用した平滑化理論
式を用いて塗装膜厚ｈを算出する。そして、この算出さ
れた塗装膜厚ｈは表示器７に表示されるとともに、プロ
ッタ８で印刷される。

【００３２】本実施例における前記入力部６は、塗料粘
度やその表面張力の他に、塗装面が水平か、垂直かとい
う塗装面の条件も塗装条件として入力可能となってい
る。

【００３３】次に、パワースペクトルＰを使用した平滑
化理論式の導出について説明する。

【００３４】まず、パワースペクトルＰによる平滑化特
性を説明すると、表面粗さＲ_a とパワースペクトル積分
値Ｐ_i とは、図９に示すような関係にあり、次式の関係
を有する。

【００３５】

【数１６】 Ｐ_i ＝Ｐ_o ＋ｋ×Ｒ_a ^1/2 …（２０） Ｒ_a ＝｛（Ｐ_i −Ｐ_o ）／ｋ｝² …（２１） パワースペクトル解析値による平滑化理論式の導出で
は、まずウェット塗膜平滑化理論式（近似式）として、
表面粗さ度Ｒ_a は次式で表される。

【００３６】

【数１７】 Ｒ_a ＝Ｒ_ao・exp （−ｔ／τ） …（２２） （２１）式を（２２）式に代入すると、

【数１８】 ｛（Ｐ_i −Ｐ_o ）／ｋ｝² ＝｛（Ｐ_io−Ｐ_oo）／ｋ｝² exp （−ｔ／τ） …（２３） なお、ここで、Ｐ_ioはＰ_i の初期値であり、Ｐ_ooはＰ_o
の初期値である。

【００３７】従って、

【数１９】 Ｐ＝Ｐ_o ・exp （−ｔ／２τ） …（２４） 但し、Ｐ＝Ｐ_i −Ｐ_o ，τ＝３ηλ⁴ ／１６π⁴ γｈで
ある。

【００３８】以上から、パワースペクトル解析値による
塗装膜厚ｈは、水平面および垂直面によって次式のよう
になる。

【００３９】

【数２０】 ｈ＝｛（１ｎＰ₁ −Ｐ₂ ）／（−ｔ₁ ／２τ_i ’＋ｔ₂ ／２τ_i ’）｝^1/3 …（２５） 但し、τ’_i ＝３ηｉλ⁴ ／１６π⁴ γ’ …（２６） γ’水平＝γ＋Ｋ・ρｇ・λ² ／（２π）² …（２７） γ’垂直＝γ’水平−Ｋ・ρｇ・λ² ／（２π）² である。

【００４０】次に、図１に示す第１の実施例の作用を説
明する。

【００４１】撮像部２によって被塗装物１の塗膜表面を
撮像して、塗料塗布後の時間ｔ₁ ，ｔ₂ における表面粗
さ情報を測定すると、この情報は画像処理部３に入力さ
れて画像処理され、周波数解析（ＦＦＴ）処理および空
間周波数毎のパワースペクトルデータとしてパワースペ
クトル積分値演算部４に供給される。パワースペクトル
積分値演算部４では、画像処理部３からのパワースペク
トルデータを使用し、パワースペクトルの波形分離およ
び長波パワースペクトル積分値Ｐ_i と長波長λの算出が
行われ、粗さ度相当の情報とされ、膜厚演算部５に供給
される。膜厚演算部５には、入力部６から塗料成分情報
および塗装面が水平か、垂直かという塗装面の条件等の
塗装条件が入力され、これらの情報と前記パワースペク
トル積分値演算部４からのパワースペクトル積分値Ｐ_i
および長波長λから上述したように、塗装面が水平面か
水平面かに応じて各塗装膜厚ｈが算出され、表示器７に
表示されるとともに、プロッタ８で印刷される。

【００４２】図１０は、本発明に係るウェット塗膜厚測
定装置の第２実施例の構成を示すブロック図である。本
実施例は、塗装表面の傾斜角を測定し、その傾斜角情報
θにより傾斜角補正用の膜厚算出式によって塗装膜厚を
算出するものである。

【００４３】図１０において、塗装を施される被塗装物
１には対向して粗さ測定手段を構成している非接触光干
渉式表面粗さ計１１が設けられている。なお、本実施例
では、被塗装物１には上塗り塗料を塗布している。

【００４４】表面粗さ計１１は、図１１に示すように、
光源１３から発生する光がピンホールおよび開口部を通
り、ハーフミラーに当たって下方に反射され、対物レン
ズ１５、参照面１６、ビームスプリッタを通り、被塗装
物１の表面に当たって上方に反射され、ビームスプリッ
タ、参照面１６、対物レンズ１５を通った後、ハーフミ
ラーを上方に通過し、フィルタを通ってＣＣＤセンサ１
２で受信され、これにより被塗装物１の表面の粗さ情報
を得るように構成されている。

【００４５】表面粗さ計１１からの被塗装物１の表面粗
さ情報は、コントローラ２０を構成する画像処理装置１
７に供給され、ここで座標化、座標変換が行われた後、
表面粗さ度演算処理装置１８に供給される。

【００４６】表面粗さ度演算処理装置１８は、画像処理
装置１７から供給される表面粗さ画像情報から表面粗さ
度および表面粗さ波長を算出し、膜厚演算処理装置１９
に供給する。これによりこの表面粗さ度およびその波長
を使用することにより、比較的短い測定時間で平均塗装
膜厚を算出できるとともに、塗装表面の特定の凹凸の選
定処理を不要とするという利点を有する。なお、表面粗
さ度および波長としては、平均粗さ度Ｒ_a および平均波
長λ_a 、または２乗平均平方根Ｒ_q および２乗平均平方
根波長λ_q を使用している。

【００４７】また、この膜厚演算処理装置１９には、入
力部６から揮発成分等の含有量等を含む塗料の成分情報
が入力されるとともに傾斜計２１により測定された傾斜
角情報θが入力され、これにより膜厚演算処理装置１９
は傾斜角補正用の膜厚算出式に基づいて塗装膜厚を算出
し、この算出した塗装膜厚を表示器７およびプロッタ８
に出力する。

【００４８】なお、前記画像処理装置１７、表面粗さ度
演算処理装置１８および膜厚演算処理装置１９がコント
ローラ２０を構成している。

【００４９】次に、図１２に示すフローチャートを参照
して、図１０に示す実施例の作用を説明する。

【００５０】図１２においては、まず表面粗さ計１１に
よって塗料を塗布された直後の時間ｔ₁ において被塗装
物１の表面に光を照射し、その反射光を受光して、被塗
装物１の表面の粗さ情報を得るが、この処理は表面粗さ
計１１において光源１３から光を発生し（ステップ１１
０）、分光部で分光し（ステップ１２０）、被塗装物１
の塗装表面を照射し（ステップ１３０）、該塗装表面か
らの反射光を測光部で測光し（ステップ１４０）、これ
により時間ｔ₁ における画像情報、すなわち被塗装物１
の表面粗さ情報を入手し（ステップ１５０）、この画像
情報をメモリに記憶する（ステップ１６０）という手順
にて行われる。

【００５１】この表面粗さ情報の入手は、時間ｔ₁ に続
いて、時間Δｔ後の時間ｔ₂ （＝ｔ₁ ＋Δｔ）において
も繰り返して行われ、これにより時間ｔ₁ ，ｔ₂ におけ
る被塗装物１の表面粗さ情報が測定され、画像情報とし
てメモリに記憶される。この画像情報は画像処理装置１
７に供給され、該画像処理装置１７において座標化およ
び座標変換が行われる（ステップ１７０）。

【００５２】次に、画像処理装置１７において座標化お
よび座標変換された画像情報である被塗装物１の表面粗
さ情報は、表面粗さ度演算処理装置１８に供給される。

【００５３】表面粗さ度演算処理装置１８は、画像処理
装置１７から供給される表面粗さ画像情報から時間ｔ₁
およびｔ₂ における表面の粗さ度および波長、すなわち
平均粗さ度Ｒ_a およびその平均波長λ_a または２乗平均
平方根Ｒ_q および２乗平均平方根λ_q を算出し（ステッ
プ１８２）、膜厚演算処理装置１９に供給する。

【００５４】膜厚演算処理装置１９は、表面の粗さ度お
よび波長、すなわち平均粗さ度Ｒ_aおよびその平均波長
λ_a または２乗平均平方根Ｒ_q および２乗平均平方根λ
_q が供給されると、これらの情報と入力部６から供給さ
れる塗料条件および傾斜計２１から供給される傾斜角情
報θに基づき上述した（１７）〜（１９）式に従って塗
装膜厚ｈを算出する（ステップ２００）。

【００５５】すなわち、（１７）式は、表面の粗さ度お
よび波長、すなわち平均粗さ度Ｒ_aおよびその平均波長
λ_a または２乗平均平方根Ｒ_q および２乗平均平方根λ
_q に対しても次のように成立する。

【００５６】

【数２１】 ｈ＝｛（１ｎＲ_a1／Ｒ_a2）／（−ｔ₁ ／τ₁ ’＋ｔ₂ ／τ₂ ’）｝^1/3 …（２９） τ₁ ’＝（３η₁ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１８） τ₂ ’＝（３η₂ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１９） 図１３は、本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第３
実施例の構成を示すブロック図である。

【００５７】本実施例は、図１に示したパワースペクト
ルＰを使用した平滑化理論式を用いて、傾斜面の膜厚を
算出するものであり、撮像部２には、塗膜表面１の傾斜
角を計測する前記傾斜計２１が設けられ、その傾斜角情
報θが膜厚演算部２２に供給されている。

【００５８】そして、膜厚演算部２２には、入力部６か
ら塗料成分情報および塗装条件が入力され、この情報と
前記パワースペクトル積分値演算部４からのパワースペ
クトル積分値Ｐ_i 、長波長λおよび傾斜計２１から入力
される傾斜情報θから上述したように、塗装面の傾斜角
に応じた塗装膜厚ｈが算出され、表示器７に表示される
とともに、プロッタ８で印刷される。

【００５９】この場合においても、（１７）式は、次式
に示すように成立する。

【００６０】

【数２２】 ｈ＝｛（１ｎＰ₁ −Ｐ₂ ）／（−ｔ₁ ／２τ₁ ’＋ｔ₂ ／２τ₂ ’）｝^1/3 …（３０） τ₁ ’＝（３η₁ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１８） τ₂ ’＝（３η₂ ×λ⁴ ）／ ［１６π⁴ （γ＋３ρｇ・ｃｏｓθ｛λ／（２π）｝² ）］ …（１９） 図１４は、本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第４
実施例の構成を示すブロック図である。

【００６１】本実施例は、ウェット塗装面の鮮映度から
ドライ塗装面の鮮映性を推定するとともにウェット塗膜
厚からドライ塗膜厚を推定し、これらの塗膜厚と前記鮮
映性とから塗装性を判断し、最適塗膜厚を算出するとと
もに、この最適塗膜厚に対するドライ塗装膜厚の偏差を
算出し、この偏差を塗装条件としてフィードバックする
ように構成したものである。

【００６２】図１４において、撮像部２からの画像処理
された表面粗さ情報はウェット鮮映性演算部４１および
パワースペクトル積分値演算部２１に供給される。

【００６３】ウェット鮮映性演算部４１は、画像処理部
３からの画像処理データに基づいてウェット塗装面の鮮
映性、すなわち平滑性、肉持ち性、光沢性からなる鮮映
性を算出し、この鮮映性をドライ鮮映性演算部４２に供
給する。このドライ鮮映性演算部４２は、ウェット鮮映
性演算部４１から供給されたウェット塗装面の鮮映性お
よび入力部６から供給される塗装色等を含む塗装条件に
基づいて最終塗装品質であるドライ塗装面に鮮映性を推
定し、このドライ塗装面の鮮映性およびウェット塗装面
の鮮映性を塗装性判断部４３に供給する。

【００６４】一方、パワースペクトル積分値演算部４
は、画像処理部３からのパワースペクトルデータから粗
さ相当のパワースペクトル積分値Ｐ_i および長波長λを
算出し、膜厚演算部５に供給する。膜厚演算部５は、該
パワースペクトル積分値Ｐ_i および長波長λに加えて、
入力部６から入力される塗装条件に基づき、前記パワー
スペクトルＰを使用した平滑化理論式を用いて塗装膜厚
ｈを算出する。このウェット塗装膜厚ｈは、ドライ塗膜
厚演算部２３に供給され、入力部６からの塗装条件の塗
着塗料固形分割合情報、すなわち塗着ＮＶ情報（ノンボ
ラ情報）とにより、ドライ塗膜厚ｈ’が推定され、この
ドライ塗膜厚ｈ’およびウェット塗膜厚ｈは塗装性判断
部４３に供給される。

【００６５】塗装性判断部４３は、ドライ鮮映性演算部
４２から供給されたドライ塗装面の鮮映性およびウェッ
ト塗装面の鮮映性およびドライ塗膜厚演算部２３から供
給されたドライ塗膜厚ｈ’およびウェット塗膜厚ｈに基
づいて、塗装面の塗装性（品質）を判定し、最適塗膜厚
を算出するとともに、この最適塗膜厚に対するドライ塗
膜厚ｈ’の偏差を算出する。そして、この塗膜厚偏差情
報を塗装条件制御システム４４に供給するとともに、該
塗膜厚偏差、ドライ塗膜厚、ウェット塗膜厚、ドライ塗
装面の鮮映性、ウェット塗装面の鮮映性に関する情報を
表示器７およびプロッタ８に出力し、それぞれ表示およ
び印刷する。

【００６６】塗装条件制御システム４４は、塗装性判断
部４３から供給された塗膜厚偏差情報に基づいて例えば
塗装条件を制御し、これにより最適塗膜厚および塗装性
が得られるようにフィードバック制御する。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、塗
料を塗布した直後の塗装表面の垂直面や傾斜面において
も非接触で適確に塗装膜厚を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第１実
施例の構成を示すブロック図である。

【図２】塗装直後のウェット状態の塗装表面の凹凸状態
の平坦化現象の説明図である。

【図３】水平面での平滑化特性を示す説明図である。

【図４】水平面での平滑化特性を示す説明図である。

【図５】垂直面での平滑化特性を示す説明図である。

【図６】垂直面での平滑化特性を示す説明図である。

【図７】傾斜面での平滑化特性を示す説明図である。

【図８】図１のウェット塗膜厚測定装置で使用される撮
像部の構成図である。

【図９】表面粗さとパワースペクトル積分値の関係を示
すグラフである。

【図１０】本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第２
実施例の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１のウェット塗膜厚測定装置で使用される
表面粗さ計の構成図である。

【図１２】図１０のウェット塗膜厚測定装置の作用を示
すフローチャートである。

【図１３】本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第３
実施例の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明に係るウェット塗膜厚測定装置の第４
実施例の構成を示すブロック図である。

【図１５】従来の塗膜厚測定装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 被塗装物 ２ 撮像部 ３ 画像処理部 ４ パワースペクトル積分値演算部 ５、２２ 膜厚演算部 ６ 入力部 ７ 表示器 ８ プロッタ ８ 固定ネジ １１ 表面粗さ計 １８ 表面粗さ度演算処理部 ２１ 傾斜計

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗料を塗装した直後の未乾燥塗装表面の
   粗さを撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像した表面粗さ情報をパワースペクト
   ル解析し、パワースペクトルデータとして出力するパワ
   ースペクトル解析手段と、 このパワースペクトル解析手段からのパワースペクトル
   データから表面粗さ相当のパワースペクトル積分値およ
   び波長を算出する演算手段と、 前記塗料の成分情報および塗装条件を入力する入力手段
   と、 パワースペクトル解析値を使用した水平面用または垂直
   面用の各平滑化理論式を用いて、前記パワースペクトル
   積分値、波長、前記塗料の成分情報および塗装条件に基
   づいて塗装膜厚を算出する塗装膜厚算出手段と、 を有することを特徴とするウェット塗膜厚測定装置。
2. 【請求項２】 塗料を塗装した直後の未乾燥塗装表面の
   粗さを測定する粗さ測定手段と、 該粗さ測定手段で測定した前記表面粗さ情報から表面の
   粗さ度および波長を算出する演算手段と、 前記表面の粗さ度の時間変化量を算出する時間変化量算
   出手段と、 前記塗装表面の傾斜角を測定する傾斜角測定手段と、 前記塗料の成分情報および塗装条件を入力する入力手段
   と、 傾斜角補正用の平滑化理論式を用いて、表面粗さ度、そ
   の時間変化量、前記表面粗さの波長、前記塗装表面の傾
   斜角情報、塗料の成分情報および塗装条件に基づいて塗
   装膜厚を算出する塗装膜厚算出手段と、 を有することを特徴とするウェット塗膜厚測定装置。
3. 【請求項３】 塗料を塗装した直後の未乾燥塗装表面の
   粗さを撮像する撮像手段と、 この撮像手段で撮像した表面粗さ情報をパワースペクト
   ル解析し、パワースペクトルデータとして出力するパワ
   ースペクトル解析手段と、 このパワースペクトル解析手段からのパワースペクトル
   データから表面粗さ相当のパワースペクトル積分値およ
   び波長を算出する演算手段と、 前記塗装表面の傾斜角を測定する傾斜角測定手段と、 前記塗料の成分情報および塗装条件を入力する入力手段
   と、 傾斜角補正用の平滑化理論式を用いて、前記パワースペ
   クトル積分値、波長、前記塗装表面の傾斜角情報、前記
   塗料の成分情報および塗装条件に基づいて塗装膜厚を算
   出する塗装膜厚算出手段と、 を有することを特徴とするウェット塗膜厚測定装置。