塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置
【課題】簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止でき、かつ、均一な厚みの塗膜を形成できる塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置を提供する。
【解決手段】塗膜形成装置１は保持部と移動部１２と塗布ヘッド１３を備えている。保持部は軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態に基体４を保持する。塗布ヘッド１３は円環の箱状に形成されて塗料７を収容しかつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに基体４を内側に通して塗料７を基体４の外周面４ｃに塗布するヘッド本体３７とヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを測定する液面検知センサ５３とヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在な容積変更部１４と液面検知センサ５３が測定した液面７ａの高さに基づいて容積変更部１４を制御してヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更する制御装置１８を備えている。
【解決手段】塗膜形成装置１は保持部と移動部１２と塗布ヘッド１３を備えている。保持部は軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態に基体４を保持する。塗布ヘッド１３は円環の箱状に形成されて塗料７を収容しかつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに基体４を内側に通して塗料７を基体４の外周面４ｃに塗布するヘッド本体３７とヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを測定する液面検知センサ５３とヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在な容積変更部１４と液面検知センサ５３が測定した液面７ａの高さに基づいて容積変更部１４を制御してヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更する制御装置１８を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置に関する。例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の離型層やプライマ層を形成するのに好適な塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタなどの画像形成装置では、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層（厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度）と、該弾性層上に形成されたプライマ層と、フッ素樹脂で構成された離型層（厚みが２０μｍ〜３０μｍ程度）などが順に形成されて得られる。
【０００３】
前述した離型層を形成するための工法としては、一般的に、スプレー噴霧して塗装するスプレーコーティング塗装が用いられてきた。しかし、スプレーによる噴霧は、塗着効率が２０％〜３０％（実際に塗装対象物に付着する塗料の割合）程度であり、塗装に用いる塗料のうち７０％〜８０％程度の塗料をすてていることとなり、非常に塗料の効率が悪く、非常に多くの塗料が必要となる。また、フッ素樹脂は、塗装が難しく、一度に２０μｍ〜３０μｍの塗膜を吹き付けると、塗料をはじくなど表面欠陥ができてしまうため、前述した離型層を形成するためには薄い層を何層も重ねて塗装する必要があり作業時間が長時間化する傾向であった。
【０００４】
一方これらの欠点を補う工法として浸漬塗装が考えられる。この浸漬塗装は、塗料を収容した液槽に被塗装物を浸し引き上げることで塗料を被塗装物に付着して塗膜を形成する方式であるため塗着効率が９０％以上と非常に高く塗装時の塗料の無駄が少ない。しかしながら、この浸漬塗装では、液槽内に完全に被塗装物が浸るだけの液量の塗料が必要となり、前述した画像形成装置の定着プロセスで用いられる部品を、その軸方向に完全に浸すためには、５００ｍｍ程度の深さの液槽が必要となり、大量の塗料が必要になるという問題があった。
【０００５】
上記の問題の全てを回避する塗膜形成装置としての塗工装置（例えば特許文献１乃至３参照）が提案されている。この種の塗工装置は、液槽部としての塗布ヘッドを密閉して被塗装物と相対的に動かすことにより少ない塗料での浸漬塗装を実現している。前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置は、同軸に配置された複数の被塗装物を連続的に塗装することも可能であり、勿論、被塗装物を一本ずつ塗装することも可能である。
【特許文献１】特開平８−２３６９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置を用いて、被塗装物を一本ずつ塗装する際には、被塗装物を塗布ヘッドから取り外すと、該塗布ヘッド内からの塗料の漏れを防止するために、被塗装物を保持する保持部に前述した塗膜と同等の厚みのマスクを設けている。この場合、マスクに塗料が付着するために、塗装の度に該マスクを洗浄する必要があって、被塗装物を塗装するためにかかる工数が増加するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１乃至３に示された塗工装置では、塗布ヘッド内の容積が小さいので、塗装中に該塗布ヘッド内の塗料の液面が低下して、塗膜の厚みが被塗装物の軸方向に異なることとなる。この種の問題を解決するためには、塗布ヘッド内の塗料を送り出すポンプや、該塗布ヘッド内の塗料を外部タンクなどに送り返すポンプなどを備えて、塗布ヘッド内と外部タンクとの間で塗料を循環させるための機構が必要となる。このように、塗膜の厚みを被塗装物の軸芯方向に均一とするためには、塗工装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止でき、かつ、均一な厚みの塗膜を形成できる塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗布ヘッドは、被塗装物の軸芯に沿って、当該被塗装物に相対的に移動し、当該被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して、塗膜を形成する塗布ヘッドにおいて、円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布するヘッド本体と、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを測定する測定手段と、前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段と、前記測定手段が測定した前記液面の高さに基づいて、前記容積変更手段を制御して、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを適宜変更する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の塗布ヘッドは、請求項１に記載の塗布ヘッドにおいて、前記制御部が、前記塗料の塗布中の前記測定手段が測定した前記液面の高さが一定となるように、前記容積変更手段を制御する制御部であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた侵入子と、前記制御部からの命令通りに前記侵入子を前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に移動させる侵入子移動部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の塗布ヘッドは、請求項３に記載の塗布ヘッドにおいて、前記侵入子内に設けられた冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に位置付けられて加圧された流体が供給されると膨張する弾性材料で構成された弾性袋と、前記制御部からの命令通りに前記弾性袋内に供給される加圧された流体の圧力を変更する圧力変更部と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた磁石と、前記ヘッド本体に前記磁石と相対して取り付けられ、かつ電圧が印加されると前記磁石と異なる極性の磁力を発生する電磁石と、前記制御部からの命令通りに前記電磁石に印加される電圧を変更する電圧変更部と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の塗布ヘッドは、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドにおいて、前記ヘッド本体の底面には、該ヘッド本体の中央に向かうにしたがって徐々に上方に向い、かつ前記軸芯に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、前記塗料を収容し、かつ、前記被塗装物に対して相対的に移動して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、前記保持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、を備え、前記塗布ヘッドとして請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の塗布ヘッドによれば、容積変更手段にヘッド本体内の容積を適宜変更させることで、ヘッド本体内の塗料の液面の高さを適宜変更できるので、段取り時にはヘッド本体内の塗料の液面を降下させることができるとともに、被塗装物の塗布時には容積変更手段にヘッド本体内の容積を徐々に減少させて塗料の液面の高さを一定に保つことができる。よって、容積変更手段を設けるという簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止でき、そのために被塗装物の着脱時にマスクを用いる必要が無くなり段取り時の所要工数を削減できるとともに、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【００１８】
請求項２に記載の塗布ヘッドによれば、制御部が被塗装物の塗布時にヘッド本体内の塗料の液面の高さを一定に保つように容積変更手段を制御するので、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【００１９】
請求項３に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに侵入子移動部が侵入子をヘッド本体内に出し入れするので、ヘッド本体内の塗料の液面の高さの微細な変化にも追従させて侵入子をヘッド本体内に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体内の塗料の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２０】
請求項４に記載の塗布ヘッドによれば、侵入子内に設けられた冷媒を流す冷媒循環部と冷媒を一定の温度に保つ熱交換機を備えているので、塗料の粘度にムラが生じることを防止するために該塗料を攪拌しても、塗料の温度が上昇して該塗料の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な厚みの塗膜を形成することができる。
【００２１】
請求項５に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに圧力変更部が弾性袋内の加圧された流体の圧力を変更するので、ヘッド本体内の塗料の液面の微細な変化にも追従させて弾性袋を膨らませることができ、そのために、ヘッド本体内の塗料の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに電磁石が発生する磁力を変更して、ヘッド本体内への磁石の侵入量を変更するので、ヘッド本体内の塗料の液面の微細な変化にも追従させて磁石をヘッド本体に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体内の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２３】
請求項７に記載の塗布ヘッドによれば、ヘッド本体の底面が被塗装物のほうから同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体内の塗料の液面を降下させると塗料がヘッド本体内に確実に戻り、そのために、被塗装物をヘッド本体の内側から抜いても、塗料がヘッド本体から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００２４】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、前述した塗布ヘッドを備えているので、容積変更手段を設けるという簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止できるとともに、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図４、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２乃至図４は図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの断面図である。
【００２６】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図１１に示す）のプライマ層３（図１２に示す）と弾性層５とが形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての離型層６を形成する装置である。
【００２７】
定着ベルト２は、図１１に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１２に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ層３と、フッ素樹脂で構成された離型層６とが順に積層されて構成されている。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。離型層６の厚みは、２０〜３０μｍ程度に形成されている。前述した離型層６が形成される前の被塗装物としての基体４の前述したプライマ層３と合わせた厚みは、２００μｍ〜４００μｍ程度に形成されている。即ち、前述した基体４は、全体として比較的薄肉で変形しやすくなっている。
【００２８】
また、プライマ層３と弾性層５と離型層６は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には上端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂとに亘って形成されている。前述した定着ベルト２は、加熱されてトナーを転写紙に押圧して、該トナーを転写紙に定着させる。
【００２９】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ層３と弾性層５とが形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面即ち前述したプライマ層３上に、前述したフッ素樹脂と周知の溶媒などを含んだ塗料７（図２に示す）を塗布して、前述した離型層６を形成する。
【００３０】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、装置本体１０と、保持部１１と、移動部１２と、塗布ヘッド１３を備えている。
【００３１】
装置本体１０は、工場のフロア上などに設置される。装置本体１０は、複数の水平板１９と、一つの鉛直板２０と、複数の連結柱２１と、を備えている。水平板１９は、三つ設けられている。水平板１９は、それぞれ両表面が水平方向と平行に配置されている。水平板１９は、互いに鉛直方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。鉛直板２０は、両表面が鉛直方向と平行に配置されている。鉛直板２０は、最も下方に配置された水平板１９と、最も上方に配置された水平板１９とを連結している。中央に位置する水平板１９は、鉛直板２０の中央部に連なっている。連結柱２１は、四角柱状に形成され、かつ、複数の水平板１９同士を連結している。
【００３２】
保持部１１は、図１に示すように、マンドレル２２と、一つの保持棒２４と、一つのチャックシリンダ２５と、を備えている。マンドレル２２は、前述した基体４内に圧入されて、基体４を内側から支持する。また、マンドレル２２は、基体４よりも十分に長く形成されている。
【００３３】
保持棒２４は、円柱状に形成され、かつ三つの水平板１９のうちの中央に配置された水平板１９から立設した状態で該水平板１９に固定されている。保持棒２４は、その軸芯が鉛直方向と平行に配置され、かつ、その上端部が上方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。
【００３４】
チャックシリンダ２５は、シリンダ本体３０と、該シリンダ本体３０から凸没自在なロッド３１とを備えている。シリンダ本体３０は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３１が伸長する状態で、最も上方に位置する水平板１９に取り付けられている。ロッド３１は、円柱状に形成され、かつその軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部が下方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。ロッド３１は、鉛直方向に沿って、保持棒２４と間隔をあけて相対する位置（保持棒２４と同軸となる位置）に配置されている。
【００３５】
保持棒２４とチャックシリンダ２５は、該チャックシリンダ２５のロッド３１が伸長することで、互いの間にマンドレル２２を挟む。
【００３６】
前述した保持部１１は、マンドレル２２が基体４内に圧入されて、これらの基体４とマンドレル２２を、保持棒２４とチャックシリンダ２５との間に配置して、該チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。そして、保持部１１は、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に、マンドレル２２を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００３７】
保持部１１が、基体４を保持すると、基体４の軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）が、鉛直方向と平行になる。保持部１１が、基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯Ｐに直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、保持部１１は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。また、保持部１１は、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長して、前述したマンドレル２２などを介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小して、マンドレル２２などを介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１１は、基体４を保持する際には、勿論、基体４の外周面４ｃを露出させる。
【００３８】
移動部１２は、図２乃至図４に示すように、リニアアクチュエータ３２と、移動速度検出手段としてのリニアエンコーダ３３などを備えている。リニアアクチュエータ３２は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で鉛直板２０に取り付けられたレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、後述する支持ベース３４が取り付けられている。
【００３９】
リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、ヘッド本体３７を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、保持部１１とヘッド本体３７とを前記軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。リニアエンコーダ３３は、前述したスライダ即ちヘッド本体３７の移動速度を検出して、該移動速度に応じた情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００４０】
塗布ヘッド１３は、図２乃至図４に示すように、支持ベース３４と、移動支持部３５と、ヘッド本体３７と、測定手段としての液面検知センサ５３と、温度測定部としての温度センサ５３と、容積変更手段としての容積変更部１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、制御部としての制御装置１８とを備えている。
【００４１】
支持ベース３４は、平板状に形成されている。支持ベース３４は、リニアアクチュエータ３２のスライダに取り付けられている。支持ベース３４は、その両表面が水平方向と平行に配置されている。即ち、支持ベース３４の表面は、軸芯Ｐに対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。支持ベース３４は、ボールローラ３６を介して、ヘッド本体３７を支持している。支持ベース３４は、ヘッド本体３７の下方に配置される。
【００４２】
移動支持部３５は、複数のボールローラ３６を備えている。ボールローラ３６は、ローラ本体３８と、該ローラ本体３８の先端（下端）に転動自在設けられた玉３９と、を備えている。ローラ本体３８は、円筒状に形成され、ヘッド本体３７の後述する本体部４３の底板部４５の外縁部に取り付けられている。ローラ本体３８は、その軸芯が前述した軸芯Ｐ即ち鉛直方向と平行に配置されている。玉３９は、球状に形成され、かつローラ本体３８の下端即ち支持ベース３４寄りの端に設けられている。また、玉３９は、支持ベース３４の表面上に配置され、かつ該支持ベース３４の表面上を転動自在となっている。移動支持部３５は、玉３９が支持ベース３４上を転動することで、支持ベース３４上に前述した軸芯Ｐに対し直交する方向に沿って、ヘッド本体３７を移動自在に支持する。
【００４３】
ヘッド本体３７は、図２乃至図４に示すように、本体部４３と、蓋体４４とを備えている。本体部４３は、円環状の底板部４５と、該底板部４５の径方向の中央から立設した円筒状の外周壁４６と、底板部４５の内縁の全周から立設した内周壁４７とを備えている。底板部４５と、外周壁４６と、内周壁４７とは、互いに同軸に配置されている。底板部４５即ち本体部４３の内径は、基体４の外径よりも大きい。外周壁４６の底板部４５からの高さが、内周壁４７の底板部４５からの高さよりも高い。
【００４４】
内周壁４７の内面には、底板部４５から上方に向かうにしたがって、徐々に底板部４５の内側に向かう方向に傾斜した傾斜面４８が全周に亘って形成されている。傾斜面４８は、ヘッド本体３７の中央に向かうにしたがって、徐々に上方に向かって前述した軸芯Ｐに対して傾斜している。底板部４５の表面と内周壁４７の内面は、特許請求の範囲に記載されたヘッド本体３７の底面をなしている。即ち、ヘッド本体３７の底面には、傾斜面４８が設けられている。傾斜面４８によって、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなっている。
【００４５】
蓋体４４は、円環状の蓋本体４９と、仕切壁５０とを備えている。蓋本体４９は、外径が本体部４３の底板部４５と略等しく形成され、かつ内径が本体部４３の底板部４５よりも大きく形成されている。蓋本体４９即ち蓋体４４は、その外縁部が本体部４３の外周壁４６に重ねられて、該本体部４３に取り付けられる。蓋体４４は、本体部４３の塗料の溶媒などが揮発することを防止するとともに、本体部４３内の塗料７にゴミなどの異物が侵入することを防止する。蓋本体４９の内縁は、内周壁４７と間隔をあける。このため、ヘッド本体３７は、その内周面の上端部が全周に亘って切り欠かれている。即ち、ヘッド本体３７は、その内周面の上端部に内外を連通する開口部が全周に亘って設けられている。
【００４６】
仕切壁５０は、円筒状に形成され、蓋体４４と同軸に配置されている。仕切壁５０は、蓋本体４９の内縁と外縁との間の中央部から底板部４５に向かって立設している。仕切壁５０の蓋本体４９からの高さは、外周壁４６の底板部４５からの高さよりも低い。このため、仕切壁５０は、本体部４３の底板部４５と間隔をあけて相対している。仕切壁５０は、本体部４３と蓋本体４９とで囲まれるヘッド本体３７内の空間５１を、二つに仕切っている。仕切壁５０は、塗料供給部１５によって供給される際などにヘッド本体３７内の塗料７に生じた気泡と干渉して、該気泡が基体４側に移動して該基体４に付着することを防止する。
【００４７】
前述したヘッド本体３７は、本体部４３と蓋体４４との間に囲まれる前述した空間５１内に前述した塗料７を収容する。ヘッド本体３７は、塗料供給部１５から塗料７が供給される。また、ヘッド本体３７の本体部４３の内周壁４７の内面即ちヘッド本体３７の内周面には、全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されており、円環状に形成されている。シール部材５２の厚みは、周方向に一定に形成されている。シール部材５２は、ヘッド本体３７と同軸に配置されている。シール部材５２の弾性変形していない中立状態での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００４８】
このため、シール部材５２は、ヘッド本体３７内に通された基体４に当接して、該基体４を通すことができる状態まで弾性変形する。シール部材５２は、前述したように弾性変形すると、基体４の外周面４ｃを該基体４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該基体４の外周面４ｃとの間を水密に保つ。即ち、シール部材５２は、基体４との間からヘッド本体３７内の塗料７が該ヘッド本体３７外に漏れることを防止する。なお、シール部材５２自体が円環状に形成されているので、ヘッド本体３７を支持ベース３４に対して移動自在とすると、シール部材５２の基体４の外周面４ｃを押圧する力は、該基体４の周方向に均一となる。
【００４９】
ヘッド本体３７は、本体部４３内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃを本体部４３の塗料７に浸漬させて、図３及び図４中の平行斜線で示すように、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００５０】
液面検知センサ５３は、蓋体４４の蓋本体４９に取り付けられ、ヘッド本体３７内に収容された塗料７の液面７ａに向かって超音波などを照射することで、該液面７ａの高さを計測する。液面検知センサ５３は、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５１】
温度センサ５３は、本体部４３の内面などに取り付けられ、ヘッド本体３７内に収容された塗料７の温度を計測する。温度センサ５３は、ヘッド本体３７内の塗料７の温度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５２】
容積変更部１４は、図２乃至図４に示すように、侵入子４０と、侵入子移動部としてのリニアアクチュエータ４１と、を備えている。侵入子４０は、円環状に形成されている。侵入子４０の外径は、蓋体４４の蓋本体４９の内径よりも小さく形成されている。侵入子４０の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。侵入子４０は、基体４及びヘッド本体３７と同軸に配置されるとともに、蓋本体４９即ちヘッド本体３７に対して軸芯Ｐに沿って移動自在に設けられている。
【００５３】
侵入子４０は、蓋本体４９の内縁を通して、ヘッド本体３７内に侵入したり、該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動自在となっている。また、侵入子４０の傾斜面４８と相対する内縁部には、該傾斜面４８と並行（略平行）な第２傾斜面４２が設けられている。侵入子４０は、第２傾斜面４２によって、ヘッド本体３７の奥に侵入しても、塗料７がヘッド本体３７の内周面から基体４に向かって移動することを許容する。
【００５４】
リニアアクチュエータ４１は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で支持ベース３４から立設したレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、前述した侵入子４０が取り付けられている。リニアアクチュエータ４１は、制御装置１８からの命令とおりに、侵入子４０をヘッド本体３７内に侵入させたり該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動させる。
【００５５】
容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を降下して、該侵入子４０のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を増加させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を上昇して、該侵入子４０のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を減少又は無くすることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を昇降することで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００５６】
塗料供給部１５は、図１に示すように、収容容器としての塗料タンク６７と、攪拌用モータ６８と、図示しない送液用ポンプと、粘度測定部としての粘度計６９と、供給管７０（図２に示す）とを備えている。塗料タンク６７は、装置本体１０の最も下方の水平板１９上に設置されている。塗料タンク６７は、前述した塗料７を収容する。攪拌用モータ６８は、塗料タンク６７に固定されているとともに、その塗料タンク６７内に位置付けられた出力軸に羽根車が取り付けられている。攪拌モータ６８は、塗料タンク６７内の塗料７を攪拌して、該塗料７の粘度にむらが生じることを防止する。
【００５７】
送液用ポンプは、塗料タンク６７内の塗料７を、供給管７０を通してヘッド本体３７の本体部４３内に送り出す。粘度計６９は、塗料タンク６７内に設けられ、該塗料タンク６７内の塗料７の粘度を測定可能である。粘度計６９は、塗料タンク６７内の塗料７の粘度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。供給管７０は、塗料タンク６７と、ヘッド本体３７の本体部４３とを連結している。
【００５８】
前述した塗料供給部１５は、送液用ポンプが塗料タンク６７内の塗料７をヘッド本体３７の本体部４３内に送り出すことで、ヘッド本体３７内に前述した塗料７を供給する。
【００５９】
冷却部１６は、冷媒循環部としての冷媒循環用の通路７１（図２に示す）と、熱交換機としての冷却水循環装置７２（図１に示す）とを備えている。通路７１は、侵入子４０内に形成された空間であり、侵入子４０の全周に設けられて、平面形状が円環状にされている。通路７１は、冷媒としての水を通して、該水を侵入子４０内に循環する。通路７１は、水を循環することで、侵入子４０を介して、ヘッド本体３７内の塗料を冷却又は加熱する。
【００６０】
冷却水循環装置７２は、最も下方の水平板１９上に設置されている。冷却水循環装置７２は、通路７１内の水を一旦溜めて、該水の熱を外部の熱と交感して、該水を所望の温度に冷却又は加熱する。そして、冷却水循環装置７２は、冷却又は加熱した水を再度通路７１内に送り出す。こうして、冷却水循環装置７２は、通路７１内の冷媒としての水の温度を一定に保つことで、前述したヘッド本体３７内の塗料７を冷却又は加熱して、該塗料７の温度を一定に保つ。
【００６１】
制御装置１８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置１８は、図１に示すように、鉛直板２０の上端部と最も上方の水平板１９との双方に取り付けられている。制御装置１８は、保持部１１と、移動部１２と、容積変更部１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６などに接続しており、これらを制御して、塗布ヘッド１３及び塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１８には、移動部２０のリニアエンコーダ３３からの情報と液面検知センサ５３からの情報などが入力するとともに、これらのリニアエンコーダ３３からの情報と液面検知センサ５３からの情報などに基づいて、各部位を制御する。
【００６２】
制御装置１８には、起動スイッチ７５と、各種の操作スイッチ７６が取り付けられている。起動スイッチ７５は、塗膜形成装置１全体のオン・オフを切り換えるために用いられる。操作スイッチ７６は、塗膜形成装置１全体の操作を行うために用いられる。制御装置１８は、操作スイッチ７６によって、塗膜形成装置１全体を動作させる。
【００６３】
制御装置１８は、基体４に離型層６を形成する時には、以下のように、塗布ヘッド１３などの各部位を動作させる。まず、制御装置１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小させ、かつリニアアクチュエータ４１に侵入子４０を最も上昇させて、塗料供給部１５に所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７をヘッド本体３７内に供給させながら、移動部１２にヘッド本体３７を最も上方に移動させる。このとき、液面７ａと侵入子４０とが互いに接触しない（間隔をあける）とともに、液面７ａが内周壁４７よりも下回るように、塗料７を供給させかつ侵入子４０を上昇（ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動）させる。このとき、液面７ａが内周壁４７よりも下方に位置するので、ヘッド本体３７の内周面から塗料７が漏れることがない。
【００６４】
ヘッド本体３７が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２２が圧入された基体４が、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に位置付けられる。制御装置１８は、保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に基体４とマンドレル２２が位置付けられると、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。すると、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間にマンドレル２２などを挟んで、図２に示すように、保持部１１が基体４を軸芯が鉛直方向と平行に状態で保持する。
【００６５】
そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド１３を徐々に降下させるとともに、リニアアクチュエータ４１に侵入子４０をヘッド本体３７内に侵入させて、液面７ａを内周壁４７よりも上方に位置付ける。すると、図３に示すように、基体４の外周面４ｃに上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７が塗布されて、該塗料７が乾燥して、該塗料７が液だれすることなく、離型層６が形成される。制御装置１８は、塗料７の基体４の外周面４ｃへの塗布中、液面検知センサ５３が測定した液面７ａの高さが一定となるように、侵入子４０がヘッド本体３７内に徐々に侵入するように、容積変更部１４のリニアアクチュエータ４１を制御する。
【００６６】
制御装置１８は、リニアエンコーダ３３からの情報に基づいて、ヘッド本体３７が最も下方に位置付けられたと判定すると、図４に示すように、移動部１２を停止するとともに、容積変更部１４のリニアアクチュエータ４１に侵入子４０を上昇させて、該侵入子４０をヘッド本体３７内から離脱させる。このとき、塗布ヘッド１３のヘッド本体３７内の塗料７は、塗布前よりも勿論減少しているので、液面７ａが内周壁４７よりも遙かに下回る。
【００６７】
そして、制御装置１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小する。そして、離型層６が形成された基体４と、基体４を支持したマンドレル２２とが取り除かれた後、制御装置１８は、ヘッド本体３７を上昇させながら塗料供給部１５に塗料７をヘッド本体３７内に供給させて、先ほどの図２の状態に戻って、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。また、制御装置１８は、前述した冷却部１６に冷媒としての水の温度を一定に保たせて、前述したヘッド本体３７内の塗料７の温度を一定に保つ。
【００６８】
このように、制御装置１８は、基体４の着脱時には、容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を増加させて、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させる。制御装置１８は、基体４への離型層６の形成時には、塗布した面積が増加するにしたがって容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を徐々に減少させて、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを基体４の外周面４ｃを塗布可能な一定の高さに保つ。こうして、制御装置１８は、容積変更部１４を制御して、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更する。
【００６９】
本実施形態によれば、容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を適宜変更させることで、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更できるので、基体４を着脱する段取り時にはヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを降下させることができるとともに、基体４の塗料７の塗布時には容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を徐々に減少させて塗料７の液面７ａの高さを一定に保つことができる。よって、容積変更部１４を設けるという簡便な構成で、基体４を着脱する段取り時の塗料７の漏れを防止できるとともに、均一な厚みの塗膜としての離型層６を確実に形成することができる。
【００７０】
制御装置１８は、基体４への塗料７の塗布時にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを一定に保つように容積変更部１４を制御するので、基体４への塗料７の塗布時には塗料７の液面７ａの高さを一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６を確実に形成することができる。
【００７１】
制御装置１８からの命令通りに侵入子移動部としてのリニアアクチュエータ４１が侵入子４０をヘッド本体３７内に出し入れするので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さの微細な変化にも追従させて侵入子４０をヘッド本体３７内に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００７２】
侵入子４０内に設けられた冷媒としての水を流す通路７１と冷媒としての水を一定の温度に保つ冷却水循環装置７２を備えているので、塗料７の粘度にムラが生じることを防止するために該塗料７を攪拌しても、塗料７の温度が上昇して該塗料７の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な厚みの塗膜としての離型層６を形成することができる。
【００７３】
ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００７４】
移動支持部３５が支持ベース３４に対してヘッド本体３７を軸芯Ｐに直交する方向に移動自在とし、かつヘッド本体３７の内縁の全周に弾性変形自在なシール部材５２を設けているので、該シール部材５２の弾性復元力によって、該シール部材５２の弾性復元力が周方向に均一となる位置にヘッド本体３７が位置付けられる。そのために、シール部材５２が被塗装物としての基体４を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材５２の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物としての基体４が薄肉であっても、該基体４が変形することを防止できる。
【００７５】
前述したシール部材５２の弾性復元力によって、ヘッド本体３７と基体４との間隔が周方向に均一となるので、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。よって、比較的薄肉で変形しやすい基体４の外周にも一定の厚みの離型層６を容易に形成することができる。このように、移動支持部３５とシール部材５２の弾性復元力によって、離型層６の厚みを一定にできる位置に、ヘッド本体３７を容易に位置決めすることができる。
【００７６】
塗料７を貯める塗料タンク６７の内部に塗料７の粘度を測定する粘度計６９を備えているので、塗膜としての離型層６の厚みを一定に管理することが可能となる。
【００７７】
次に、本発明の第２の実施形態を、図５乃至図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では、塗布ヘッド１３の容積変更部１４は、図５ないし図７に示すように、弾性袋５５と、圧力変更部としてレギュレータ５６などを備えている。弾性袋５５は、ゴムなどの弾性材料で構成されて、袋状に形成されている。弾性袋５５は、円環状に形成され、ヘッド本体３７の上端部内に位置付けられているとともに、該ヘッド本体３７と同軸に配置されている。弾性袋５５には、図示しない加圧流体供給源と、電磁弁５７と、レギュレータ５６とを順に介して、加圧された流体としての加圧気体が供給される。弾性袋５５は、加圧気体が供給されると勿論膨張するとともに、該加圧気体の圧力が高くなるのにしたがってより膨張する。
【００７９】
レギュレータ５６は、制御装置１８からの命令通りに、弾性袋５５内に供給される加圧気体の圧力を変更する。電磁弁５７は、開くことで、弾性袋５５内に加圧気体が供給されることを許容するとともに、該弾性袋５５内から加圧気体が排出されることを許容する。電磁弁５７は、制御装置１８からの命令とおりに、開閉される。
【００８０】
容積変更部１４は、電磁弁５７が開いて、レギュレータ５６が加圧気体の圧力を高めることで、弾性袋５５を膨張させて、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、電磁弁５７が開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６が加圧気体の圧力を低くすることで、弾性袋５５を縮小させて、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、レギュレータ５６が弾性袋５５内に供給される加圧気体の圧力を変更することで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００８１】
本実施形態では、前述した第１の実施形態と同様に、ヘッド本体３７を徐々に降下させて基体４の上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に外周面４ｃに塗料７を塗布する。また、本実施形態では、基体４の着脱時即ち段取り時には、制御装置１８は、図５及び図７に示すように、電磁弁５７を開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６に加圧気体の圧力を低くさせて、弾性袋５５を縮小させて、該弾性袋５５を塗料７の液面７ａから間隔をあけさせて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも低くさせる。また、本実施形態では、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布時には、制御装置１８は、図６に示すように、電磁弁５７を開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６に加圧気体の圧力を徐々に高くさせて、弾性袋５５を膨張させて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも高い一定の高さに保つ。
【００８２】
本実施形態によれば、制御装置１８からの命令通りにレギュレータ５６が弾性袋５５内の加圧気体の圧力を変更するので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの微細な変化にも追従させて弾性袋５５を膨らませることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００８３】
また、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００８４】
なお、本実施形態では、加圧気体以外の加圧された流体として例えば加圧液体を用いても良い。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施形態を、図８乃至図１０を参照して説明する。なお、前述した第１及び第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
本実施形態では、塗布ヘッド１３の容積変更部１４は、図８ないし図１０に示すように、磁石５８と、電磁石５９と、電圧変更部としての磁力コントローラ６０とを備えている。磁石５８は、所謂永久磁石であり、円環状に形成されている。磁石５８の外径は、蓋体４４の蓋本体４９の内径よりも小さく形成されている。磁石５８の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。磁石５８は、基体４及びヘッド本体３７と同軸に配置されるとともに、蓋本体４９即ちヘッド本体３７に対して軸芯Ｐに沿って移動自在に設けられている。磁石５８は、リニアガイド６１によって、蓋本体４９の内縁を通して、ヘッド本体３７に侵入したり、該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動自在に支持されている。
【００８７】
リニアガイド６１は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で支持ベース３４から立設したレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動自在なスライダとを備えている。スライダには、前述した磁石５８が取り付けられている。リニアガイド６１は、磁石５８をヘッド本体３７に侵入させたり該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動させる。
【００８８】
電磁石５９は、ヘッド本体３７の底板部４５に取り付けられ、磁石５８と軸芯Ｐに沿って相対する位置に配置されている。電磁石５９は、図示しない電源から電圧が印加されると、磁石５８と相対する側に前記磁石５８のヘッド本体３７の底板部４５と相対する側の極性と異なる極性（逆の極性）の磁力を発生する。即ち、磁石５８と電磁石５９とは、互いに反発しあう。この反発力即ち磁石５８を持ち上げる力は、該電磁石５９に印加される電圧の大きさによって変更される。磁力コントローラ６０は、制御装置１８からの命令通りに電磁石５９に印加する電圧を変更する。
【００８９】
容積変更部１４は、制御装置１８からの命令通りに磁力コントローラ６０が電磁石５９に印加する電圧をゼロ又は小さくすると、前述した反発力が弱くなって、磁石５８が降下して、該磁石５８のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を増加させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、制御装置１８からの命令通りに磁力コントローラ６０が電磁石５９に印加する電圧を大きくすると、前述した反発力が強くなって、磁石５８が上昇して、該磁石５８のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を減少又は無くすることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、電磁石５９の磁力を強く又は弱くすることで、磁石５８を昇降させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００９０】
本実施形態では、前述した第１及び第２の実施形態と同様に、ヘッド本体３７を徐々に降下させて基体４の上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に外周面４ｃに塗料７を塗布する。また、本実施形態では、基体４の着脱時即ち段取り時には、制御装置１８は、図８及び図１０に示すように、磁力コントローラ６０に電磁石５９の発生する磁力を強くさせて、磁石５８を上昇させて、該磁石５８を塗料７の液面７ａから間隔をあけさせて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも低くさせる。また、本実施形態では、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布時には、制御装置１８は、図９に示すように、磁力コントローラ６０に電磁石５９の発生する磁力を弱くさせて、磁石５８を徐々に降下させて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも高い一定の高さに保つ。
【００９１】
本実施形態によれば、制御装置１８からの命令通りに電磁石５９が発生する磁力を変更して、ヘッド本体３７内への磁石５８の侵入量を変更するので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの微細な変化にも追従させて磁石５８をヘッド本体３７に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００９２】
また、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００９３】
前述した実施形態では、粘度計６９を塗料タンク６７内に配置している。しかしながら、本発明では、粘度計６９を供給管７０内に配置しても良い。さらに、前述した実施形態では、離型層６を形成したが、本発明の塗膜形成装置１は、プライマ層３を形成しても良い。
【００９４】
前述した実施形態では、定着ベルト２の離型層６を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく種々の無端ベルトや円筒状の物品に塗膜を形成しても良いことは勿論である。また、前述した実施形態では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００９５】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ヘッド１３の支持ベース３４を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ヘッド１３の支持ベース３４を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ヘッド１３の支持ベース３４と基体４との双方を移動させても良い。
【００９６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１１と移動部１２と移動支持部３５などは、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示された塗膜形成装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図３】図２に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図４】図３に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図６】図５に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図７】図６に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図９】図８に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図１０】図９に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
６ 離型層（塗膜）
７ 塗料
７ａ 液面
１１ 保持部
１２ 移動部
１３ 塗布ヘッド
１４ 容積変更部（容積変更手段）
１８ 制御装置（制御部）
３７ ヘッド本体
４０ 侵入子
４１ リニアアクチュエータ（侵入子移動部）
４８ 傾斜面
５３ 液面検知センサ（測定手段）
５５ 弾性袋
５６ レギュレータ（圧力変更部）
５８ 磁石
５９ 電磁石
６０ 磁力コントローラ（電圧変更部）
７１ 通路（冷媒循環部）
７２ 冷却水循環装置（熱交換機）
Ｐ 軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置に関する。例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリなどの電子写真方式を採用した画像形成装置において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト）の離型層やプライマ層を形成するのに好適な塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の原理に基づく複写機およびプリンタなどの画像形成装置では、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層（厚みが１００μｍ〜３００μｍ程度）と、該弾性層上に形成されたプライマ層と、フッ素樹脂で構成された離型層（厚みが２０μｍ〜３０μｍ程度）などが順に形成されて得られる。
【０００３】
前述した離型層を形成するための工法としては、一般的に、スプレー噴霧して塗装するスプレーコーティング塗装が用いられてきた。しかし、スプレーによる噴霧は、塗着効率が２０％〜３０％（実際に塗装対象物に付着する塗料の割合）程度であり、塗装に用いる塗料のうち７０％〜８０％程度の塗料をすてていることとなり、非常に塗料の効率が悪く、非常に多くの塗料が必要となる。また、フッ素樹脂は、塗装が難しく、一度に２０μｍ〜３０μｍの塗膜を吹き付けると、塗料をはじくなど表面欠陥ができてしまうため、前述した離型層を形成するためには薄い層を何層も重ねて塗装する必要があり作業時間が長時間化する傾向であった。
【０００４】
一方これらの欠点を補う工法として浸漬塗装が考えられる。この浸漬塗装は、塗料を収容した液槽に被塗装物を浸し引き上げることで塗料を被塗装物に付着して塗膜を形成する方式であるため塗着効率が９０％以上と非常に高く塗装時の塗料の無駄が少ない。しかしながら、この浸漬塗装では、液槽内に完全に被塗装物が浸るだけの液量の塗料が必要となり、前述した画像形成装置の定着プロセスで用いられる部品を、その軸方向に完全に浸すためには、５００ｍｍ程度の深さの液槽が必要となり、大量の塗料が必要になるという問題があった。
【０００５】
上記の問題の全てを回避する塗膜形成装置としての塗工装置（例えば特許文献１乃至３参照）が提案されている。この種の塗工装置は、液槽部としての塗布ヘッドを密閉して被塗装物と相対的に動かすことにより少ない塗料での浸漬塗装を実現している。前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置は、同軸に配置された複数の被塗装物を連続的に塗装することも可能であり、勿論、被塗装物を一本ずつ塗装することも可能である。
【特許文献１】特開平８−２３６９８号公報
【特許文献２】特開２００４−２７９９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した特許文献１乃至３に示された塗工装置を用いて、被塗装物を一本ずつ塗装する際には、被塗装物を塗布ヘッドから取り外すと、該塗布ヘッド内からの塗料の漏れを防止するために、被塗装物を保持する保持部に前述した塗膜と同等の厚みのマスクを設けている。この場合、マスクに塗料が付着するために、塗装の度に該マスクを洗浄する必要があって、被塗装物を塗装するためにかかる工数が増加するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１乃至３に示された塗工装置では、塗布ヘッド内の容積が小さいので、塗装中に該塗布ヘッド内の塗料の液面が低下して、塗膜の厚みが被塗装物の軸方向に異なることとなる。この種の問題を解決するためには、塗布ヘッド内の塗料を送り出すポンプや、該塗布ヘッド内の塗料を外部タンクなどに送り返すポンプなどを備えて、塗布ヘッド内と外部タンクとの間で塗料を循環させるための機構が必要となる。このように、塗膜の厚みを被塗装物の軸芯方向に均一とするためには、塗工装置が大型化するという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止でき、かつ、均一な厚みの塗膜を形成できる塗布ヘッド及び該塗布ヘッドを備えた塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗布ヘッドは、被塗装物の軸芯に沿って、当該被塗装物に相対的に移動し、当該被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して、塗膜を形成する塗布ヘッドにおいて、円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布するヘッド本体と、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを測定する測定手段と、前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段と、前記測定手段が測定した前記液面の高さに基づいて、前記容積変更手段を制御して、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを適宜変更する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の塗布ヘッドは、請求項１に記載の塗布ヘッドにおいて、前記制御部が、前記塗料の塗布中の前記測定手段が測定した前記液面の高さが一定となるように、前記容積変更手段を制御する制御部であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた侵入子と、前記制御部からの命令通りに前記侵入子を前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に移動させる侵入子移動部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の塗布ヘッドは、請求項３に記載の塗布ヘッドにおいて、前記侵入子内に設けられた冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に位置付けられて加圧された流体が供給されると膨張する弾性材料で構成された弾性袋と、前記制御部からの命令通りに前記弾性袋内に供給される加圧された流体の圧力を変更する圧力変更部と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項６に記載の塗布ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の塗布ヘッドにおいて、前記容積変更手段が、前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた磁石と、前記ヘッド本体に前記磁石と相対して取り付けられ、かつ電圧が印加されると前記磁石と異なる極性の磁力を発生する電磁石と、前記制御部からの命令通りに前記電磁石に印加される電圧を変更する電圧変更部と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の塗布ヘッドは、請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドにおいて、前記ヘッド本体の底面には、該ヘッド本体の中央に向かうにしたがって徐々に上方に向い、かつ前記軸芯に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、前記塗料を収容し、かつ、前記被塗装物に対して相対的に移動して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、前記保持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、を備え、前記塗布ヘッドとして請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の塗布ヘッドによれば、容積変更手段にヘッド本体内の容積を適宜変更させることで、ヘッド本体内の塗料の液面の高さを適宜変更できるので、段取り時にはヘッド本体内の塗料の液面を降下させることができるとともに、被塗装物の塗布時には容積変更手段にヘッド本体内の容積を徐々に減少させて塗料の液面の高さを一定に保つことができる。よって、容積変更手段を設けるという簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止でき、そのために被塗装物の着脱時にマスクを用いる必要が無くなり段取り時の所要工数を削減できるとともに、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【００１８】
請求項２に記載の塗布ヘッドによれば、制御部が被塗装物の塗布時にヘッド本体内の塗料の液面の高さを一定に保つように容積変更手段を制御するので、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【００１９】
請求項３に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに侵入子移動部が侵入子をヘッド本体内に出し入れするので、ヘッド本体内の塗料の液面の高さの微細な変化にも追従させて侵入子をヘッド本体内に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体内の塗料の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２０】
請求項４に記載の塗布ヘッドによれば、侵入子内に設けられた冷媒を流す冷媒循環部と冷媒を一定の温度に保つ熱交換機を備えているので、塗料の粘度にムラが生じることを防止するために該塗料を攪拌しても、塗料の温度が上昇して該塗料の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な厚みの塗膜を形成することができる。
【００２１】
請求項５に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに圧力変更部が弾性袋内の加圧された流体の圧力を変更するので、ヘッド本体内の塗料の液面の微細な変化にも追従させて弾性袋を膨らませることができ、そのために、ヘッド本体内の塗料の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２２】
請求項６に記載の塗布ヘッドによれば、制御部からの命令通りに電磁石が発生する磁力を変更して、ヘッド本体内への磁石の侵入量を変更するので、ヘッド本体内の塗料の液面の微細な変化にも追従させて磁石をヘッド本体に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体内の液面を確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜をより確実に形成することができる。
【００２３】
請求項７に記載の塗布ヘッドによれば、ヘッド本体の底面が被塗装物のほうから同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体内の塗料の液面を降下させると塗料がヘッド本体内に確実に戻り、そのために、被塗装物をヘッド本体の内側から抜いても、塗料がヘッド本体から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００２４】
請求項８に記載の塗膜形成装置によれば、前述した塗布ヘッドを備えているので、容積変更手段を設けるという簡便な構成で、段取り時の塗料の漏れを防止できるとともに、均一な厚みの塗膜を確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図４、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２乃至図４は図１に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドなどの断面図である。
【００２６】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図１１に示す）のプライマ層３（図１２に示す）と弾性層５とが形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての離型層６を形成する装置である。
【００２７】
定着ベルト２は、図１１に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１２に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ層３と、フッ素樹脂で構成された離型層６とが順に積層されて構成されている。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。離型層６の厚みは、２０〜３０μｍ程度に形成されている。前述した離型層６が形成される前の被塗装物としての基体４の前述したプライマ層３と合わせた厚みは、２００μｍ〜４００μｍ程度に形成されている。即ち、前述した基体４は、全体として比較的薄肉で変形しやすくなっている。
【００２８】
また、プライマ層３と弾性層５と離型層６は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には上端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には下端部）４ｂとに亘って形成されている。前述した定着ベルト２は、加熱されてトナーを転写紙に押圧して、該トナーを転写紙に定着させる。
【００２９】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ層３と弾性層５とが形成された基体４（特許請求の範囲の被塗装物に相当）の外表面即ち前述したプライマ層３上に、前述したフッ素樹脂と周知の溶媒などを含んだ塗料７（図２に示す）を塗布して、前述した離型層６を形成する。
【００３０】
塗膜形成装置１は、図１に示すように、装置本体１０と、保持部１１と、移動部１２と、塗布ヘッド１３を備えている。
【００３１】
装置本体１０は、工場のフロア上などに設置される。装置本体１０は、複数の水平板１９と、一つの鉛直板２０と、複数の連結柱２１と、を備えている。水平板１９は、三つ設けられている。水平板１９は、それぞれ両表面が水平方向と平行に配置されている。水平板１９は、互いに鉛直方向に沿って、互いに間隔をあけて配置されている。鉛直板２０は、両表面が鉛直方向と平行に配置されている。鉛直板２０は、最も下方に配置された水平板１９と、最も上方に配置された水平板１９とを連結している。中央に位置する水平板１９は、鉛直板２０の中央部に連なっている。連結柱２１は、四角柱状に形成され、かつ、複数の水平板１９同士を連結している。
【００３２】
保持部１１は、図１に示すように、マンドレル２２と、一つの保持棒２４と、一つのチャックシリンダ２５と、を備えている。マンドレル２２は、前述した基体４内に圧入されて、基体４を内側から支持する。また、マンドレル２２は、基体４よりも十分に長く形成されている。
【００３３】
保持棒２４は、円柱状に形成され、かつ三つの水平板１９のうちの中央に配置された水平板１９から立設した状態で該水平板１９に固定されている。保持棒２４は、その軸芯が鉛直方向と平行に配置され、かつ、その上端部が上方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。
【００３４】
チャックシリンダ２５は、シリンダ本体３０と、該シリンダ本体３０から凸没自在なロッド３１とを備えている。シリンダ本体３０は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３１が伸長する状態で、最も上方に位置する水平板１９に取り付けられている。ロッド３１は、円柱状に形成され、かつその軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部が下方に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。ロッド３１は、鉛直方向に沿って、保持棒２４と間隔をあけて相対する位置（保持棒２４と同軸となる位置）に配置されている。
【００３５】
保持棒２４とチャックシリンダ２５は、該チャックシリンダ２５のロッド３１が伸長することで、互いの間にマンドレル２２を挟む。
【００３６】
前述した保持部１１は、マンドレル２２が基体４内に圧入されて、これらの基体４とマンドレル２２を、保持棒２４とチャックシリンダ２５との間に配置して、該チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。そして、保持部１１は、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に、マンドレル２２を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００３７】
保持部１１が、基体４を保持すると、基体４の軸芯Ｐ（図１中に一点鎖線で示す）が、鉛直方向と平行になる。保持部１１が、基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯Ｐに直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、保持部１１は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。また、保持部１１は、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長して、前述したマンドレル２２などを介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小して、マンドレル２２などを介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１１は、基体４を保持する際には、勿論、基体４の外周面４ｃを露出させる。
【００３８】
移動部１２は、図２乃至図４に示すように、リニアアクチュエータ３２と、移動速度検出手段としてのリニアエンコーダ３３などを備えている。リニアアクチュエータ３２は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で鉛直板２０に取り付けられたレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、後述する支持ベース３４が取り付けられている。
【００３９】
リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、ヘッド本体３７を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３２即ち移動部１２は、保持部１１とヘッド本体３７とを前記軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。リニアエンコーダ３３は、前述したスライダ即ちヘッド本体３７の移動速度を検出して、該移動速度に応じた情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００４０】
塗布ヘッド１３は、図２乃至図４に示すように、支持ベース３４と、移動支持部３５と、ヘッド本体３７と、測定手段としての液面検知センサ５３と、温度測定部としての温度センサ５３と、容積変更手段としての容積変更部１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６と、制御部としての制御装置１８とを備えている。
【００４１】
支持ベース３４は、平板状に形成されている。支持ベース３４は、リニアアクチュエータ３２のスライダに取り付けられている。支持ベース３４は、その両表面が水平方向と平行に配置されている。即ち、支持ベース３４の表面は、軸芯Ｐに対して直交する方向に沿って平坦に形成されている。支持ベース３４は、ボールローラ３６を介して、ヘッド本体３７を支持している。支持ベース３４は、ヘッド本体３７の下方に配置される。
【００４２】
移動支持部３５は、複数のボールローラ３６を備えている。ボールローラ３６は、ローラ本体３８と、該ローラ本体３８の先端（下端）に転動自在設けられた玉３９と、を備えている。ローラ本体３８は、円筒状に形成され、ヘッド本体３７の後述する本体部４３の底板部４５の外縁部に取り付けられている。ローラ本体３８は、その軸芯が前述した軸芯Ｐ即ち鉛直方向と平行に配置されている。玉３９は、球状に形成され、かつローラ本体３８の下端即ち支持ベース３４寄りの端に設けられている。また、玉３９は、支持ベース３４の表面上に配置され、かつ該支持ベース３４の表面上を転動自在となっている。移動支持部３５は、玉３９が支持ベース３４上を転動することで、支持ベース３４上に前述した軸芯Ｐに対し直交する方向に沿って、ヘッド本体３７を移動自在に支持する。
【００４３】
ヘッド本体３７は、図２乃至図４に示すように、本体部４３と、蓋体４４とを備えている。本体部４３は、円環状の底板部４５と、該底板部４５の径方向の中央から立設した円筒状の外周壁４６と、底板部４５の内縁の全周から立設した内周壁４７とを備えている。底板部４５と、外周壁４６と、内周壁４７とは、互いに同軸に配置されている。底板部４５即ち本体部４３の内径は、基体４の外径よりも大きい。外周壁４６の底板部４５からの高さが、内周壁４７の底板部４５からの高さよりも高い。
【００４４】
内周壁４７の内面には、底板部４５から上方に向かうにしたがって、徐々に底板部４５の内側に向かう方向に傾斜した傾斜面４８が全周に亘って形成されている。傾斜面４８は、ヘッド本体３７の中央に向かうにしたがって、徐々に上方に向かって前述した軸芯Ｐに対して傾斜している。底板部４５の表面と内周壁４７の内面は、特許請求の範囲に記載されたヘッド本体３７の底面をなしている。即ち、ヘッド本体３７の底面には、傾斜面４８が設けられている。傾斜面４８によって、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなっている。
【００４５】
蓋体４４は、円環状の蓋本体４９と、仕切壁５０とを備えている。蓋本体４９は、外径が本体部４３の底板部４５と略等しく形成され、かつ内径が本体部４３の底板部４５よりも大きく形成されている。蓋本体４９即ち蓋体４４は、その外縁部が本体部４３の外周壁４６に重ねられて、該本体部４３に取り付けられる。蓋体４４は、本体部４３の塗料の溶媒などが揮発することを防止するとともに、本体部４３内の塗料７にゴミなどの異物が侵入することを防止する。蓋本体４９の内縁は、内周壁４７と間隔をあける。このため、ヘッド本体３７は、その内周面の上端部が全周に亘って切り欠かれている。即ち、ヘッド本体３７は、その内周面の上端部に内外を連通する開口部が全周に亘って設けられている。
【００４６】
仕切壁５０は、円筒状に形成され、蓋体４４と同軸に配置されている。仕切壁５０は、蓋本体４９の内縁と外縁との間の中央部から底板部４５に向かって立設している。仕切壁５０の蓋本体４９からの高さは、外周壁４６の底板部４５からの高さよりも低い。このため、仕切壁５０は、本体部４３の底板部４５と間隔をあけて相対している。仕切壁５０は、本体部４３と蓋本体４９とで囲まれるヘッド本体３７内の空間５１を、二つに仕切っている。仕切壁５０は、塗料供給部１５によって供給される際などにヘッド本体３７内の塗料７に生じた気泡と干渉して、該気泡が基体４側に移動して該基体４に付着することを防止する。
【００４７】
前述したヘッド本体３７は、本体部４３と蓋体４４との間に囲まれる前述した空間５１内に前述した塗料７を収容する。ヘッド本体３７は、塗料供給部１５から塗料７が供給される。また、ヘッド本体３７の本体部４３の内周壁４７の内面即ちヘッド本体３７の内周面には、全周に亘ってシール部材５２が取り付けられている。シール部材５２は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されており、円環状に形成されている。シール部材５２の厚みは、周方向に一定に形成されている。シール部材５２は、ヘッド本体３７と同軸に配置されている。シール部材５２の弾性変形していない中立状態での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００４８】
このため、シール部材５２は、ヘッド本体３７内に通された基体４に当接して、該基体４を通すことができる状態まで弾性変形する。シール部材５２は、前述したように弾性変形すると、基体４の外周面４ｃを該基体４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該基体４の外周面４ｃとの間を水密に保つ。即ち、シール部材５２は、基体４との間からヘッド本体３７内の塗料７が該ヘッド本体３７外に漏れることを防止する。なお、シール部材５２自体が円環状に形成されているので、ヘッド本体３７を支持ベース３４に対して移動自在とすると、シール部材５２の基体４の外周面４ｃを押圧する力は、該基体４の周方向に均一となる。
【００４９】
ヘッド本体３７は、本体部４３内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃを本体部４３の塗料７に浸漬させて、図３及び図４中の平行斜線で示すように、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００５０】
液面検知センサ５３は、蓋体４４の蓋本体４９に取り付けられ、ヘッド本体３７内に収容された塗料７の液面７ａに向かって超音波などを照射することで、該液面７ａの高さを計測する。液面検知センサ５３は、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５１】
温度センサ５３は、本体部４３の内面などに取り付けられ、ヘッド本体３７内に収容された塗料７の温度を計測する。温度センサ５３は、ヘッド本体３７内の塗料７の温度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。
【００５２】
容積変更部１４は、図２乃至図４に示すように、侵入子４０と、侵入子移動部としてのリニアアクチュエータ４１と、を備えている。侵入子４０は、円環状に形成されている。侵入子４０の外径は、蓋体４４の蓋本体４９の内径よりも小さく形成されている。侵入子４０の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。侵入子４０は、基体４及びヘッド本体３７と同軸に配置されるとともに、蓋本体４９即ちヘッド本体３７に対して軸芯Ｐに沿って移動自在に設けられている。
【００５３】
侵入子４０は、蓋本体４９の内縁を通して、ヘッド本体３７内に侵入したり、該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動自在となっている。また、侵入子４０の傾斜面４８と相対する内縁部には、該傾斜面４８と並行（略平行）な第２傾斜面４２が設けられている。侵入子４０は、第２傾斜面４２によって、ヘッド本体３７の奥に侵入しても、塗料７がヘッド本体３７の内周面から基体４に向かって移動することを許容する。
【００５４】
リニアアクチュエータ４１は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で支持ベース３４から立設したレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動するスライダとを備えている。スライダには、前述した侵入子４０が取り付けられている。リニアアクチュエータ４１は、制御装置１８からの命令とおりに、侵入子４０をヘッド本体３７内に侵入させたり該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動させる。
【００５５】
容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を降下して、該侵入子４０のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を増加させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を上昇して、該侵入子４０のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を減少又は無くすることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、リニアアクチュエータ４１が侵入子４０を昇降することで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００５６】
塗料供給部１５は、図１に示すように、収容容器としての塗料タンク６７と、攪拌用モータ６８と、図示しない送液用ポンプと、粘度測定部としての粘度計６９と、供給管７０（図２に示す）とを備えている。塗料タンク６７は、装置本体１０の最も下方の水平板１９上に設置されている。塗料タンク６７は、前述した塗料７を収容する。攪拌用モータ６８は、塗料タンク６７に固定されているとともに、その塗料タンク６７内に位置付けられた出力軸に羽根車が取り付けられている。攪拌モータ６８は、塗料タンク６７内の塗料７を攪拌して、該塗料７の粘度にむらが生じることを防止する。
【００５７】
送液用ポンプは、塗料タンク６７内の塗料７を、供給管７０を通してヘッド本体３７の本体部４３内に送り出す。粘度計６９は、塗料タンク６７内に設けられ、該塗料タンク６７内の塗料７の粘度を測定可能である。粘度計６９は、塗料タンク６７内の塗料７の粘度を示す情報を制御装置１８に向けて出力する。供給管７０は、塗料タンク６７と、ヘッド本体３７の本体部４３とを連結している。
【００５８】
前述した塗料供給部１５は、送液用ポンプが塗料タンク６７内の塗料７をヘッド本体３７の本体部４３内に送り出すことで、ヘッド本体３７内に前述した塗料７を供給する。
【００５９】
冷却部１６は、冷媒循環部としての冷媒循環用の通路７１（図２に示す）と、熱交換機としての冷却水循環装置７２（図１に示す）とを備えている。通路７１は、侵入子４０内に形成された空間であり、侵入子４０の全周に設けられて、平面形状が円環状にされている。通路７１は、冷媒としての水を通して、該水を侵入子４０内に循環する。通路７１は、水を循環することで、侵入子４０を介して、ヘッド本体３７内の塗料を冷却又は加熱する。
【００６０】
冷却水循環装置７２は、最も下方の水平板１９上に設置されている。冷却水循環装置７２は、通路７１内の水を一旦溜めて、該水の熱を外部の熱と交感して、該水を所望の温度に冷却又は加熱する。そして、冷却水循環装置７２は、冷却又は加熱した水を再度通路７１内に送り出す。こうして、冷却水循環装置７２は、通路７１内の冷媒としての水の温度を一定に保つことで、前述したヘッド本体３７内の塗料７を冷却又は加熱して、該塗料７の温度を一定に保つ。
【００６１】
制御装置１８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。制御装置１８は、図１に示すように、鉛直板２０の上端部と最も上方の水平板１９との双方に取り付けられている。制御装置１８は、保持部１１と、移動部１２と、容積変更部１４と、塗料供給部１５と、冷却部１６などに接続しており、これらを制御して、塗布ヘッド１３及び塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１８には、移動部２０のリニアエンコーダ３３からの情報と液面検知センサ５３からの情報などが入力するとともに、これらのリニアエンコーダ３３からの情報と液面検知センサ５３からの情報などに基づいて、各部位を制御する。
【００６２】
制御装置１８には、起動スイッチ７５と、各種の操作スイッチ７６が取り付けられている。起動スイッチ７５は、塗膜形成装置１全体のオン・オフを切り換えるために用いられる。操作スイッチ７６は、塗膜形成装置１全体の操作を行うために用いられる。制御装置１８は、操作スイッチ７６によって、塗膜形成装置１全体を動作させる。
【００６３】
制御装置１８は、基体４に離型層６を形成する時には、以下のように、塗布ヘッド１３などの各部位を動作させる。まず、制御装置１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小させ、かつリニアアクチュエータ４１に侵入子４０を最も上昇させて、塗料供給部１５に所定の量（１回の塗布に必要な量）の塗料７をヘッド本体３７内に供給させながら、移動部１２にヘッド本体３７を最も上方に移動させる。このとき、液面７ａと侵入子４０とが互いに接触しない（間隔をあける）とともに、液面７ａが内周壁４７よりも下回るように、塗料７を供給させかつ侵入子４０を上昇（ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動）させる。このとき、液面７ａが内周壁４７よりも下方に位置するので、ヘッド本体３７の内周面から塗料７が漏れることがない。
【００６４】
ヘッド本体３７が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２２が圧入された基体４が、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間に位置付けられる。制御装置１８は、保持棒２４と、チャックシリンダ２５のロッド３１との間に基体４とマンドレル２２が位置付けられると、チャックシリンダ２５のロッド３１を伸長させる。すると、保持棒２４とチャックシリンダ２５のロッド３１との間にマンドレル２２などを挟んで、図２に示すように、保持部１１が基体４を軸芯が鉛直方向と平行に状態で保持する。
【００６５】
そして、制御装置１８は、移動部１２に塗布ヘッド１３を徐々に降下させるとともに、リニアアクチュエータ４１に侵入子４０をヘッド本体３７内に侵入させて、液面７ａを内周壁４７よりも上方に位置付ける。すると、図３に示すように、基体４の外周面４ｃに上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に塗料７が塗布されて、該塗料７が乾燥して、該塗料７が液だれすることなく、離型層６が形成される。制御装置１８は、塗料７の基体４の外周面４ｃへの塗布中、液面検知センサ５３が測定した液面７ａの高さが一定となるように、侵入子４０がヘッド本体３７内に徐々に侵入するように、容積変更部１４のリニアアクチュエータ４１を制御する。
【００６６】
制御装置１８は、リニアエンコーダ３３からの情報に基づいて、ヘッド本体３７が最も下方に位置付けられたと判定すると、図４に示すように、移動部１２を停止するとともに、容積変更部１４のリニアアクチュエータ４１に侵入子４０を上昇させて、該侵入子４０をヘッド本体３７内から離脱させる。このとき、塗布ヘッド１３のヘッド本体３７内の塗料７は、塗布前よりも勿論減少しているので、液面７ａが内周壁４７よりも遙かに下回る。
【００６７】
そして、制御装置１８は、チャックシリンダ２５のロッド３１を縮小する。そして、離型層６が形成された基体４と、基体４を支持したマンドレル２２とが取り除かれた後、制御装置１８は、ヘッド本体３７を上昇させながら塗料供給部１５に塗料７をヘッド本体３７内に供給させて、先ほどの図２の状態に戻って、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。また、制御装置１８は、前述した冷却部１６に冷媒としての水の温度を一定に保たせて、前述したヘッド本体３７内の塗料７の温度を一定に保つ。
【００６８】
このように、制御装置１８は、基体４の着脱時には、容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を増加させて、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させる。制御装置１８は、基体４への離型層６の形成時には、塗布した面積が増加するにしたがって容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を徐々に減少させて、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを基体４の外周面４ｃを塗布可能な一定の高さに保つ。こうして、制御装置１８は、容積変更部１４を制御して、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更する。
【００６９】
本実施形態によれば、容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を適宜変更させることで、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを適宜変更できるので、基体４を着脱する段取り時にはヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さを降下させることができるとともに、基体４の塗料７の塗布時には容積変更部１４にヘッド本体３７内の容積を徐々に減少させて塗料７の液面７ａの高さを一定に保つことができる。よって、容積変更部１４を設けるという簡便な構成で、基体４を着脱する段取り時の塗料７の漏れを防止できるとともに、均一な厚みの塗膜としての離型層６を確実に形成することができる。
【００７０】
制御装置１８は、基体４への塗料７の塗布時にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを一定に保つように容積変更部１４を制御するので、基体４への塗料７の塗布時には塗料７の液面７ａの高さを一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６を確実に形成することができる。
【００７１】
制御装置１８からの命令通りに侵入子移動部としてのリニアアクチュエータ４１が侵入子４０をヘッド本体３７内に出し入れするので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの高さの微細な変化にも追従させて侵入子４０をヘッド本体３７内に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００７２】
侵入子４０内に設けられた冷媒としての水を流す通路７１と冷媒としての水を一定の温度に保つ冷却水循環装置７２を備えているので、塗料７の粘度にムラが生じることを防止するために該塗料７を攪拌しても、塗料７の温度が上昇して該塗料７の粘度が変化することを防止でき、そのために、高精度な厚みの塗膜としての離型層６を形成することができる。
【００７３】
ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００７４】
移動支持部３５が支持ベース３４に対してヘッド本体３７を軸芯Ｐに直交する方向に移動自在とし、かつヘッド本体３７の内縁の全周に弾性変形自在なシール部材５２を設けているので、該シール部材５２の弾性復元力によって、該シール部材５２の弾性復元力が周方向に均一となる位置にヘッド本体３７が位置付けられる。そのために、シール部材５２が被塗装物としての基体４を押圧する力が周方向に均一となって、該シール部材５２の押圧する力が一部に集中することを防止でき、被塗装物としての基体４が薄肉であっても、該基体４が変形することを防止できる。
【００７５】
前述したシール部材５２の弾性復元力によって、ヘッド本体３７と基体４との間隔が周方向に均一となるので、基体４の外周面４ｃに一定の厚みの離型層６を形成できる。よって、比較的薄肉で変形しやすい基体４の外周にも一定の厚みの離型層６を容易に形成することができる。このように、移動支持部３５とシール部材５２の弾性復元力によって、離型層６の厚みを一定にできる位置に、ヘッド本体３７を容易に位置決めすることができる。
【００７６】
塗料７を貯める塗料タンク６７の内部に塗料７の粘度を測定する粘度計６９を備えているので、塗膜としての離型層６の厚みを一定に管理することが可能となる。
【００７７】
次に、本発明の第２の実施形態を、図５乃至図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
本実施形態では、塗布ヘッド１３の容積変更部１４は、図５ないし図７に示すように、弾性袋５５と、圧力変更部としてレギュレータ５６などを備えている。弾性袋５５は、ゴムなどの弾性材料で構成されて、袋状に形成されている。弾性袋５５は、円環状に形成され、ヘッド本体３７の上端部内に位置付けられているとともに、該ヘッド本体３７と同軸に配置されている。弾性袋５５には、図示しない加圧流体供給源と、電磁弁５７と、レギュレータ５６とを順に介して、加圧された流体としての加圧気体が供給される。弾性袋５５は、加圧気体が供給されると勿論膨張するとともに、該加圧気体の圧力が高くなるのにしたがってより膨張する。
【００７９】
レギュレータ５６は、制御装置１８からの命令通りに、弾性袋５５内に供給される加圧気体の圧力を変更する。電磁弁５７は、開くことで、弾性袋５５内に加圧気体が供給されることを許容するとともに、該弾性袋５５内から加圧気体が排出されることを許容する。電磁弁５７は、制御装置１８からの命令とおりに、開閉される。
【００８０】
容積変更部１４は、電磁弁５７が開いて、レギュレータ５６が加圧気体の圧力を高めることで、弾性袋５５を膨張させて、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、電磁弁５７が開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６が加圧気体の圧力を低くすることで、弾性袋５５を縮小させて、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、レギュレータ５６が弾性袋５５内に供給される加圧気体の圧力を変更することで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００８１】
本実施形態では、前述した第１の実施形態と同様に、ヘッド本体３７を徐々に降下させて基体４の上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に外周面４ｃに塗料７を塗布する。また、本実施形態では、基体４の着脱時即ち段取り時には、制御装置１８は、図５及び図７に示すように、電磁弁５７を開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６に加圧気体の圧力を低くさせて、弾性袋５５を縮小させて、該弾性袋５５を塗料７の液面７ａから間隔をあけさせて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも低くさせる。また、本実施形態では、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布時には、制御装置１８は、図６に示すように、電磁弁５７を開いて、弾性袋５５内の加圧気体を排出又はレギュレータ５６に加圧気体の圧力を徐々に高くさせて、弾性袋５５を膨張させて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも高い一定の高さに保つ。
【００８２】
本実施形態によれば、制御装置１８からの命令通りにレギュレータ５６が弾性袋５５内の加圧気体の圧力を変更するので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの微細な変化にも追従させて弾性袋５５を膨らませることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００８３】
また、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００８４】
なお、本実施形態では、加圧気体以外の加圧された流体として例えば加圧液体を用いても良い。
【００８５】
次に、本発明の第３の実施形態を、図８乃至図１０を参照して説明する。なお、前述した第１及び第２の実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
本実施形態では、塗布ヘッド１３の容積変更部１４は、図８ないし図１０に示すように、磁石５８と、電磁石５９と、電圧変更部としての磁力コントローラ６０とを備えている。磁石５８は、所謂永久磁石であり、円環状に形成されている。磁石５８の外径は、蓋体４４の蓋本体４９の内径よりも小さく形成されている。磁石５８の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。磁石５８は、基体４及びヘッド本体３７と同軸に配置されるとともに、蓋本体４９即ちヘッド本体３７に対して軸芯Ｐに沿って移動自在に設けられている。磁石５８は、リニアガイド６１によって、蓋本体４９の内縁を通して、ヘッド本体３７に侵入したり、該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動自在に支持されている。
【００８７】
リニアガイド６１は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で支持ベース３４から立設したレールと、該レールの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレールに対し移動自在なスライダとを備えている。スライダには、前述した磁石５８が取り付けられている。リニアガイド６１は、磁石５８をヘッド本体３７に侵入させたり該ヘッド本体３７内から離脱する方向に移動させる。
【００８８】
電磁石５９は、ヘッド本体３７の底板部４５に取り付けられ、磁石５８と軸芯Ｐに沿って相対する位置に配置されている。電磁石５９は、図示しない電源から電圧が印加されると、磁石５８と相対する側に前記磁石５８のヘッド本体３７の底板部４５と相対する側の極性と異なる極性（逆の極性）の磁力を発生する。即ち、磁石５８と電磁石５９とは、互いに反発しあう。この反発力即ち磁石５８を持ち上げる力は、該電磁石５９に印加される電圧の大きさによって変更される。磁力コントローラ６０は、制御装置１８からの命令通りに電磁石５９に印加する電圧を変更する。
【００８９】
容積変更部１４は、制御装置１８からの命令通りに磁力コントローラ６０が電磁石５９に印加する電圧をゼロ又は小さくすると、前述した反発力が弱くなって、磁石５８が降下して、該磁石５８のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を増加させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を減少させる。また、容積変更部１４は、制御装置１８からの命令通りに磁力コントローラ６０が電磁石５９に印加する電圧を大きくすると、前述した反発力が強くなって、磁石５８が上昇して、該磁石５８のヘッド本体３７への侵入量（侵入した部分の質量）を減少又は無くすることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積（ヘッド本体３７内に収容できる塗料７の量）を増加させる。このように、容積変更部１４は、電磁石５９の磁力を強く又は弱くすることで、磁石５８を昇降させることで、ヘッド本体３７内の塗料７を収容可能な容積を変更自在である。
【００９０】
本実施形態では、前述した第１及び第２の実施形態と同様に、ヘッド本体３７を徐々に降下させて基体４の上端部４ａから下端部４ｂに向かって順に外周面４ｃに塗料７を塗布する。また、本実施形態では、基体４の着脱時即ち段取り時には、制御装置１８は、図８及び図１０に示すように、磁力コントローラ６０に電磁石５９の発生する磁力を強くさせて、磁石５８を上昇させて、該磁石５８を塗料７の液面７ａから間隔をあけさせて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも低くさせる。また、本実施形態では、基体４の外周面４ｃへの塗料７の塗布時には、制御装置１８は、図９に示すように、磁力コントローラ６０に電磁石５９の発生する磁力を弱くさせて、磁石５８を徐々に降下させて、塗料７の液面７ａを内周壁４７よりも高い一定の高さに保つ。
【００９１】
本実施形態によれば、制御装置１８からの命令通りに電磁石５９が発生する磁力を変更して、ヘッド本体３７内への磁石５８の侵入量を変更するので、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａの微細な変化にも追従させて磁石５８をヘッド本体３７に出し入れすることができ、そのために、ヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを確実に一定に保つことができる。よって、均一な厚みの塗膜としての離型層６をより確実に形成することができる。
【００９２】
また、ヘッド本体３７の底面が基体４から同心円状に遠ざかるほど低くなるため、塗装終了後にヘッド本体３７内の塗料７の液面７ａを降下させると塗料７がヘッド本体３７内に確実に戻り、そのために、基体４をヘッド本体３７の内側から抜いても、塗料７がヘッド本体３７から溢れることがなくなり、よって、マスクなどでヘッド本体３７をシールする必要がなくなるためマスクレスで塗装することが可能となる。したがって、マスクを洗浄する必要がないので、段取り作業にかかる工数が増加することを防止できる。
【００９３】
前述した実施形態では、粘度計６９を塗料タンク６７内に配置している。しかしながら、本発明では、粘度計６９を供給管７０内に配置しても良い。さらに、前述した実施形態では、離型層６を形成したが、本発明の塗膜形成装置１は、プライマ層３を形成しても良い。
【００９４】
前述した実施形態では、定着ベルト２の離型層６を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ベルト２に限ることなく種々の無端ベルトや円筒状の物品に塗膜を形成しても良いことは勿論である。また、前述した実施形態では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００９５】
また、前述した実施形態では、基体４を固定して、塗布ヘッド１３の支持ベース３４を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ヘッド１３の支持ベース３４を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ヘッド１３の支持ベース３４と基体４との双方を移動させても良い。
【００９６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１１と移動部１２と移動支持部３５などは、実施形態に記載された構成及び配置に限定されることなく、種々の構成及び配置にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）に示された塗膜形成装置の概略の構成を示す側面図である。
【図２】図１（ａ）に示された塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図３】図２に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図４】図３に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図６】図５に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図７】図６に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第３の実施形態にかかる塗膜形成装置の塗布ヘッドのヘッド本体が塗布開始位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図９】図８に示された塗布ヘッドのヘッド本体が徐々に降下しながら基体の外周面に塗料を塗布している状態を示す説明図である。
【図１０】図９に示された塗布ヘッドのヘッド本体が塗布終了位置に位置付けられた状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の塗膜形成装置によって塗膜が形成されて得られる定着ベルトの斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ｃ 外周面
６ 離型層（塗膜）
７ 塗料
７ａ 液面
１１ 保持部
１２ 移動部
１３ 塗布ヘッド
１４ 容積変更部（容積変更手段）
１８ 制御装置（制御部）
３７ ヘッド本体
４０ 侵入子
４１ リニアアクチュエータ（侵入子移動部）
４８ 傾斜面
５３ 液面検知センサ（測定手段）
５５ 弾性袋
５６ レギュレータ（圧力変更部）
５８ 磁石
５９ 電磁石
６０ 磁力コントローラ（電圧変更部）
７１ 通路（冷媒循環部）
７２ 冷却水循環装置（熱交換機）
Ｐ 軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物の軸芯に沿って、当該被塗装物に相対的に移動し、当該被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して、塗膜を形成する塗布ヘッドにおいて、
円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布するヘッド本体と、
前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを測定する測定手段と、
前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段と、
前記測定手段が測定した前記液面の高さに基づいて、前記容積変更手段を制御して、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを適宜変更する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布ヘッド。
【請求項２】
前記制御部が、前記塗料の塗布中の前記測定手段が測定した前記液面の高さが一定となるように、前記容積変更手段を制御する制御部であることを特徴とする請求項１記載の塗布ヘッド。
【請求項３】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた侵入子と、
前記制御部からの命令通りに前記侵入子を前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に移動させる侵入子移動部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項４】
前記侵入子内に設けられた冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に位置付けられて加圧された流体が供給されると膨張する弾性材料で構成された弾性袋と、
前記制御部からの命令通りに前記弾性袋内に供給される加圧された流体の圧力を変更する圧力変更部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項６】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた磁石と、
前記ヘッド本体に前記磁石と相対して取り付けられ、かつ電圧が印加されると前記磁石と異なる極性の磁力を発生する電磁石と、
前記制御部からの命令通りに前記電磁石に印加される電圧を変更する電圧変更部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項７】
前記ヘッド本体の底面には、該ヘッド本体の中央に向かうにしたがって徐々に上方に向い、かつ前記軸芯に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッド。
【請求項８】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、
前記塗料を収容し、かつ、前記被塗装物に対して相対的に移動して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、
前記保持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、を備え、
前記塗布ヘッドとして請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドを備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項１】
被塗装物の軸芯に沿って、当該被塗装物に相対的に移動し、当該被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して、塗膜を形成する塗布ヘッドにおいて、
円環の箱状に形成されて前記塗料を収容し、かつ内周面に全周に亘って開口部を設けているとともに、前記被塗装物を内側に通して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布するヘッド本体と、
前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを測定する測定手段と、
前記ヘッド本体内の前記塗料を収容可能な容積を変更自在な容積変更手段と、
前記測定手段が測定した前記液面の高さに基づいて、前記容積変更手段を制御して、前記ヘッド本体内の前記塗料の液面の高さを適宜変更する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗布ヘッド。
【請求項２】
前記制御部が、前記塗料の塗布中の前記測定手段が測定した前記液面の高さが一定となるように、前記容積変更手段を制御する制御部であることを特徴とする請求項１記載の塗布ヘッド。
【請求項３】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた侵入子と、
前記制御部からの命令通りに前記侵入子を前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に移動させる侵入子移動部と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項４】
前記侵入子内に設けられた冷媒を循環する冷媒循環部と、前記冷媒循環部内の冷媒の温度を一定に保つ熱交換機と、を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に位置付けられて加圧された流体が供給されると膨張する弾性材料で構成された弾性袋と、
前記制御部からの命令通りに前記弾性袋内に供給される加圧された流体の圧力を変更する圧力変更部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項６】
前記容積変更手段が、
前記ヘッド本体内に侵入したり前記ヘッド本体内から離脱する方向に前記ヘッド本体に対して移動自在に設けられた磁石と、
前記ヘッド本体に前記磁石と相対して取り付けられ、かつ電圧が印加されると前記磁石と異なる極性の磁力を発生する電磁石と、
前記制御部からの命令通りに前記電磁石に印加される電圧を変更する電圧変更部と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗布ヘッド。
【請求項７】
前記ヘッド本体の底面には、該ヘッド本体の中央に向かうにしたがって徐々に上方に向い、かつ前記軸芯に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッド。
【請求項８】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面を露出させかつ前記被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で当該被塗装物を保持する保持部と、
前記塗料を収容し、かつ、前記被塗装物に対して相対的に移動して前記塗料を前記被塗装物の外周面に塗布する塗布ヘッドと、
前記保持部と前記塗布ヘッドとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、を備え、
前記塗布ヘッドとして請求項１乃至請求項７のうちいずれか一項に記載の塗布ヘッドを備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２５２９７６（Ｐ２００７−２５２９７６Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７６９７５（Ｐ２００６−７６９７５）
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２０日（２００６．３．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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