塗膜形成方法及び塗膜形成装置
【課題】設備の大型化及び設備コストを抑制するとともに、塗工桶内の塗料の乾燥を防止して、被塗装物の表面の塗装ムラの発生や異物の付着等による塗装不良の発生を防止することができる塗膜形成装置を提供する。
【解決手段】塗膜形成装置１Ａは、塗料供給ユニット１０と塗布ユニット１１とを備えている。塗布ユニット１１は保持部１８と移動部１９と塗工桶２０とを備えている。保持部１８は基体４を支持する支持具２４を備えている。塗工桶２０は移動部１９により軸芯Ｐに沿って移動される。塗工桶２０はシール部材４１とカバー部材４２とを備えている。シール部材４１は弾性材料からなり気体４及び支持具２４と当接すると弾性変形する。カバー部材４２は塗工桶２０が支持具２４と相対した際に支持具２４と当接して該塗工桶２０内の空間を密閉して塗料供給ユニット１０から供給された塗料の乾燥を防止する。
【解決手段】塗膜形成装置１Ａは、塗料供給ユニット１０と塗布ユニット１１とを備えている。塗布ユニット１１は保持部１８と移動部１９と塗工桶２０とを備えている。保持部１８は基体４を支持する支持具２４を備えている。塗工桶２０は移動部１９により軸芯Ｐに沿って移動される。塗工桶２０はシール部材４１とカバー部材４２とを備えている。シール部材４１は弾性材料からなり気体４及び支持具２４と当接すると弾性変形する。カバー部材４２は塗工桶２０が支持具２４と相対した際に支持具２４と当接して該塗工桶２０内の空間を密閉して塗料供給ユニット１０から供給された塗料の乾燥を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト形状物を含む円筒形状の被塗装物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関し、例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリ等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及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。このような定着プロセスで用いられる部品（定着ローラ或いは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴム等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、フッ素樹脂と、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たものが用いられる。
【０００３】
従来、前述した離型層を形成するための工法としては、塗工装置を用いたもの（例えば、特許文献１を参照）が提案されている。この種の塗工装置は、被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で該被塗装物の両端を支持具により支持するとともに、円環状の液槽部の内側に被塗装物を通して、被塗装物の表面に液槽部の内周縁に設けられたシール部材を当接させることで該液槽部を密閉し、この液槽部を被塗装物の軸芯に沿って該被塗装物と相対的に動かして、液槽部から塗料を被塗装物の外周面に塗布して塗膜を形成する。
【０００４】
そして、前述した塗工装置は、液槽部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。また、前述した特許文献１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２００４−２７９９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に示された塗工装置は、被塗装物に塗料を塗布する前後の待機時において、被塗装物を支持する支持具にシール部材を当接させて液槽部を密閉することで、液槽部からの塗料の漏れを防止し、且つ、液槽部内を塗料で満たすことで該塗料の乾燥を防止していた。しかしながら、内部を塗料で満たした液槽部が支持具と相対する位置に位置付けられると、支持具に塗料が付着してしまい、この支持具に付着した塗料が乾燥して被塗装物への塗料の塗布時に該被塗装物の表面にムラや異物の付着等の塗装不良が発生するので、支持具の洗浄及び交換作業が不可欠となって、そのために、製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
従来、前述した問題を改善する工法としては、被塗装物への塗料の塗布時において、液槽部が被塗装物に相対する位置では該液槽部内の塗料の液面の高さを上昇させるとともに、運転停止時及び待機中において、液槽部が支持具に相対する位置では該液槽部内の塗料の液面の高さを低下させることで、液槽部からの塗料の洩れを防止しするとともに、支持具への塗料の付着を防止する工法が提案されている。そして、この工法を適用すると、塗料の無駄を抑制し且つ支持具の洗浄及び交換作業を省略可能とすることで、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記の工法では、運転停止時及び待機中において、液槽部は支持具と相対する位置にあり、この支持具に接触するシール部材の表面は、塗料が付着した状態で放置されることとなり、そのため、シール部材に付着した塗料が乾燥するという問題があった。したがって、従来においては、被塗装物への塗料の塗布時に、該被塗装物の表面のムラや異物の付着等の塗装不良の発生を防止することが困難であった。
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【０００９】
即ち、本発明は、被塗装物の表面にムラや異物の付着等の塗装不良が発生することを防止する塗膜形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、円筒状の被塗装物をその両端を挟んで鉛直方向に支持する支持具と、塗料を収容し且つ前記被塗装物を通す開口部が設けられた塗工桶と、前記塗工桶に設けられて該塗工桶と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、前記塗工桶内に前記塗料を供給する塗料供給部と、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置では、該塗工桶内の塗料の液面を前記シール部材よりも低くさせ、且つ、前記塗工桶が前記開口部内に前記被塗装物を通す位置では、前記液面を前記シール部材よりも高くさせるように制御する第１の制御部と、を備えた前記被塗装物に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置であって、前記塗工桶の上面には、円環状に形成されたカバー部材が設けられ、そして、前記カバー部材が、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が前記支持具の外周面と当接して前記塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持具の外径が、前記被塗装物の外径よりも大きく形成され、そして、前記カバー部材の内径が、前記支持具の外径に合わせて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、前記カバー部材の前記内周面と前記支持具の前記外周面とのうち少なくとも一方に、前記カバー部材と前記支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、前記弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発明において、前記塗料供給部に設けられた前記塗料を収容する収容タンク内の空気を前記塗工桶内に供給する気体供給部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の発明において、前記気体供給部には、前記収容タンクと前記塗工桶とを連通して前記空気を通す連通管と、前記空気の移動を自在とする気体移動手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、前記塗工桶内の前記塗料の液面の昇降と連動して、前記気体移動手段が前記塗工桶内に前記空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項７に記載の発明において、前記第２の制御部が、前記気体移動手段に前記塗工桶内に前記空気を加圧して供給させる制御部であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項１乃至請求項８のうち何れか１項に記載の発明において、前記塗工桶内の前記塗料を前記収容タンク内に回収する塗料回収部が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、塗工桶の上面に設けられた円環状のカバー部材が、塗工桶が開口部内に支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が支持具の外周面と当接して塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられているので、塗工桶内の空気が該塗工桶外へ流出することを防ぐことができ、そのため、塗工桶が開口部内に支持具を通す位置において、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物のムラや異物の付着等による塗装不良の発生を防止することができる。さらに、塗工桶の上面にカバー部材を取り付けるだけの簡単な構成とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００２０】
請求項２に記載された発明によれば、支持具の外径を被塗装物の外径よりも大きくし且つカバー部材の内径を支持具の外径に合わせて形成しているので、開口部内に支持具を通す位置に塗工桶が位置付けられた際に、該塗工桶に取り付けられたカバー部材の内周面を支持具の外周面と確実に当接させることができ、そのため、塗工桶内の空間をカバー部材によって確実に密閉することができる。よって、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００２１】
請求項３に記載された発明によれば、カバー部材の内周面と支持具の外周面とのうち少なくとも一方に、カバー部材と支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられているので、塗工桶内の空間をカバー部材によって確実に密閉することができ、そのため、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。さらに、カバー部材と支持具との位置決めが高精度でなくても、弾性部材によってカバー部材と支持具とを密着させて塗工桶内の空間の密閉が可能であるため、装置の精度の管理が簡単となり、安定した被塗装物への塗膜形成を可能とする。
【００２２】
請求項４に記載された発明によれば、弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されているので、バルーンの膨張によりカバー部材の内周面と支持具の外周面との間を水密に保つことで塗工桶内の空間をカバー部材によって密閉することができ、そのため、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。さらに、バルーンの膨張により塗工桶内の空間の密閉を行う軽量で且つ簡単な機構とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００２３】
請求項５に記載された発明によれば、塗料供給部に設けられた塗料を収容する収容タンク内の空気を塗工桶内に供給する気体供給部が設けられているので、塗工桶内を収容タンク内の空気（塗料の蒸気）で充満させることで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２４】
請求項６に記載された発明によれば、気体供給部には、収容タンクと塗工桶とを連通して空気を通す連通管と、空気の移動を自在とする気体移動手段とが設けられているので、塗工桶内を収容タンク内の空気（塗料の蒸気）で充満させることで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２５】
請求項７に記載された発明によれば、塗工桶内の塗料の液面の昇降と連動して、気体移動手段が塗工桶内に空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられているので、塗工桶内に供給される塗料と同等の体積の空気を該塗工桶内から排出するとともに、塗工桶内から回収される塗料と同等の体積の空気を該塗工桶内に供給することができる。よって、塗工桶外への無駄な空気の流出を防ぐことができるので、必要とする空気の量を低減し、空気を貯留する収容タンクの小型化を可能とする。
【００２６】
請求項８に記載された発明によれば、第２の制御部が、気体移動手段に塗工桶内に空気を加圧して供給させる制御部であるので、塗工桶内の空気を加圧することで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥防止の効果を向上させることができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２７】
請求項９に記載された発明によれば、塗工桶内の塗料を収容タンク内に回収する塗料回収部が設けられているので、塗工桶内の塗料と収容タンク内の塗料との循環を行うことができ、メンテナンス等の長時間に亘って装置が停止する場合でも、塗工桶内の塗料の濃度を均一に保つことができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。なお、図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。図２は、図１に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。図３は、図１に示された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４は、図３中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００２９】
図１に示された塗膜形成装置１Ａ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３に示す。）のプライマ（接着剤）層３（図４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。
【００３０】
定着ベルト２は、図３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４に示すように、ポリイミドやＮｉ等の合成樹脂で構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）層３と、シリコーンゴム等の耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ（接着剤）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１Ａ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１Ａ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。
【００３３】
そして、塗膜形成装置１Ａ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。
【００３４】
塗膜形成装置１Ａは、図１に示すように、塗料供給部としての塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、制御装置１２とを備えている。塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置され且つ塗料７を収容する収容タンク１３と、該収容タンク１３内に外気を取り込むための細長い管状の通気管１４と、図示しない攪拌用モータと、塗料供給管１５と、ポンプ１６等を備えている。
【００３５】
攪拌用モータは、収容タンク１３に固定され且つ該収容タンク１３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。攪拌モータは、収容タンク１３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。塗料供給管１５は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と後述する塗工桶２０の桶本体４０とを連通して塗料７を通す。ポンプ１６は、収容タンク１３内の塗料７を、塗料供給管１５内を通して後述する塗工桶２０の桶本体４０内に送り出す。
【００３６】
そして、前述した塗料供給ユニット１０は、ポンプ１６が収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０の桶本体４０内に送り出すことで、塗工桶２０内に塗料７を供給する。
【００３７】
塗布ユニット１１は、図１に示すように、装置本体１７と、保持部１８と、移動部１９と、塗工桶２０とを備えている。装置本体１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、該台部２１から上方に向かって延在した板状の延在板２２とを備えている。台部２１は、表面が水平方向と平行に配置されている。延在板２２は、長手方向が鉛直方向と平行に配置されている。
【００３８】
保持部１８は、図１に示すように、マンドレル２３と、一対の支持具２４と、一対の保持部材２５と、一つのチャックシリンダ２６と、を備えている。
【００３９】
マンドレル２３は、一対の円盤部材２７と、一つの軸部材２８とを備えている。円盤部材２７は、それぞれ、外径が基体４の内径よりも若干大きく且つ厚手の円盤状に形成されている。軸部材２８は、円柱状に形成され且つ外径が円盤部材２７の外径及び基体４の内径より小さく形成されている。軸部材２８は、一対の円盤部材２７と同軸に配置されて該一対の円盤部材２７同士を連結しているとともに、両端部２８ａ，２８ｂが円盤部材２７から突出している。そして、マンドレル２３は、前述した基体４内に圧入されて、円盤部材２７が基体４の両端４ａ，４ｂを内側から支持することとなる。
【００４０】
一対の支持具２４は、それぞれ、全体として厚肉の円筒状に形成されている。一対の支持具２４は、それぞれ、内側にマンドレル２３の軸部材２８の両端部２８ａ，２８ｂがそれぞれ圧入される。一対の支持具２４は、それぞれ、マンドレル２３と同軸に配置されている。そして、一対の支持具２４が基体４の両端部４ａ，４ｂを挟んで該基体４を鉛直方向に支持する。
【００４１】
一対の保持部材２５は、それぞれ円柱状に形成された本体部２９と、該本体部２９から突設された突出部３０とを備えている。突出部３０は、軸芯が鉛直方向と平行に配置されるとともに、先端に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。そして、一方の保持部材２５ａは、チャックシリンダ２６の後述する固定部材３３に固定されているとともに、他方の保持部材２５ｂは、本体部２９が台部２１から立設した状態で該台部２１に固定されている。
【００４２】
チャックシリンダ２６は、シリンダ本体３１と、該シリンダ本体３１から凸没自在なロッド３２とを備えている。シリンダ本体３１は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３２が伸長する状態で、連結部材３１ａによって前述した延在板２２に取り付けられている。ロッド３２は、円柱状に形成され且つ軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部に円盤状の固定部材３３が設けられている。この固定部材３３には前述した一方の保持部材２５ａが固定される。ロッド３２は、鉛直方向に沿って、他方の保持部材２５ｂと間隔をあけて相対する位置（他方の保持部材２５ｂと同軸となる位置）に配されている。
【００４３】
そして、一対の保持部材２５ａ，２５ｂは、チャックシリンダ２６のロッド３２が伸長することで、当該一対の保持部材２５ａ，２５ｂそれぞれに取り付けられた一対の支持具２４ａ，２４ｂが互いに近づく方向に押圧して、一対の支持具２４ａ，２４ｂが互いの間に挟んだマンドレル２３を押圧する。
【００４４】
前述した構成の保持部１８は、チャックシリンダ２６のロッド３２の固定部材３３に固定された一方の保持部材２５ａに一方の支持具２４ａが内側に該保持部材２５ａの突出部３０が圧入されて取り付けられるとともに、台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂに他方の支持具２４ｂが内側に該保持部材２５ｂの突出部３０が圧入されて取り付けられる。
【００４５】
そして、マンドレル２３が基体４内に圧入され且つこれらの基体４とマンドレル２３とを一対の支持具２４ａ，２４ｂの間に配置して、チャックシリンダ２６のロッド３２を伸長させることで、各支持具２４ａ，２４ｂ内にマンドレル２３の軸部材２８の両端部２８ａ，２８ｂがそれぞれ圧入される。こうして、保持部１８は、一対の保持部材２５ａ，２５ｂの間に、各支持具２４ａ，２４ｂを介してマンドレル２３を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００４６】
そして、前述した保持部１８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とともに、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１８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１８は、チャックシリンダ２６のロッド３２を伸長して、前述したマンドレル２３等を介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２６のロッド３２を縮小して、マンドレル２３等を介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１８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。
【００４７】
移動部１９は、図１に示すように、リニアアクチュエータ３４と、リニアエンコーダ３５と、支持ベース３６と、クランプ部３７などを備えている。リニアアクチュエータ３４は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で延在板２２に取り付けられたレール３４ａと、該レール３４ａの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレール３４ａに対し移動するスライダ３４ｂとを備えている。スライダ３４ｂには、支持ベース３６とクランプ部３７とが取り付けられている。
【００４８】
リニアアクチュエータ３４は、支持ベース３６を介して塗工桶２０を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３４は、保持部１８と支持ベース３６即ち塗工桶２０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３５は、前述したスライダ３４ｂに取り付けられた支持ベース３６即ち塗工桶２０の位置を検出して、該塗工桶２０の位置に応じた情報を制御装置１２に向けて出力する。
【００４９】
支持ベース３６は、円環状に形成され且つリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。支持ベース３６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３６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３６は、表面上に塗工桶２０を設置して該塗工桶２０を支持している。即ち、支持ベース３６は、塗工桶２０の下方に配置されている。
【００５０】
クランプ部３７は、クランプ部本体３８と、一対の接離ロッド３９とを備えている。クランプ部本体３８即ちクランプ部３７は、支持ベース３６の下方に配されてリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。一対の接離ロッド３９は、それぞれ、棒状に形成され、互いに間隔をあけて平行に配置されているとともに、互いに接離自在となっている。一対の接離ロッド３９は、互いの間に塗工桶２０内を通される基体４や支持具２４を位置付ける位置に配されている。クランプ部３７は、一対の接離ロッド３９同士を互いに近づけることで、該一対の接離ロッド３９間に支持具２４を挟む。
【００５１】
このように、前述した構成の移動部１９は、支持ベース３６を昇降させることで、保持部１８に保持された基体４と塗工桶２０とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００５２】
塗工桶２０は、図１又は図２に示すように、桶本体４０と、シール部材４１と、カバー部材４２とを備えている。桶本体４０は、円盤状の底板部４３と、該底板部４３の外縁の全周から立設した外周壁４４とを備えている。底板部４３には、略中央部に開口部４５が設けられており、この開口部４５の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。また、開口部４５の内縁が全周に亘って切り欠かれた段差部４６が形成されている。この段差部４６には、シール部材４１が取り付けられる。
【００５３】
シール部材４１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４１の厚みは、周方向に一定に形成されるとともに、段差部４６の高さと略等しい。シール部材４１は、底板部４３の段差部４６に取り付けられると該底板部４３の表面と略面一になる。シール部材４１は、塗工桶２０と同軸に配置されており、当該シール部材４１の弾性変形していない中立の状態での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００５４】
そして、シール部材４１は、塗工桶２０の開口部４５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４１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４１は、基体４との間から塗工桶２０内の塗料７が該塗工桶２０外に漏れることを防止する。
【００５５】
カバー部材４２は、円環状のカバー本体４７と、仕切壁４８と、弾性部材４９とを備えている。カバー本体４７は、内外径が桶本体４０の底板部４３と略等しく形成されている。カバー本体４７即ちカバー部材４２は、その外縁部が桶本体４０の外周壁４４に重ねられて、該桶本体４０に取り付けられる。カバー部材４２は、桶本体４０内の塗料７の溶媒などが揮発することを防止するとともに、該桶本体４０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。カバー本体４７の内縁は、底板部４３の開口部４５の内縁と間隔をあける。このため、塗工桶２０は、その内周側が全周に亘って内外を連通して開口している。
【００５６】
仕切壁４８は、円筒状に形成され且つカバー部材４２と同軸に配置されている。仕切壁４８は、カバー本体４７の内縁と外縁との間の略中央部から底板部４３に向かって立設している。仕切壁４８のカバー本体４７からの高さは、外周壁４４の底板部４３からの高さよりも低い。このため、仕切壁４８は、桶本体４０の底板部４３と間隔をあけて相対している。仕切壁４８は、桶本体４０とカバー本体４７即ちカバー部材４２とで囲まれる塗工桶２０内の空間５０を、二つに仕切っている。そして、仕切壁４８は、塗料供給ユニット１１によって塗料７が供給される際などに、塗工桶２０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。
【００５７】
弾性部材４９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、円筒状に形成されている。弾性部材４９の厚みは、周方向に一定に形成されるとともに、カバー本体４７の厚みと略等しい。弾性部材４９の外径は、カバー本体４７の内径と略等しく形成されて、該カバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている。弾性部材４９は、内径が支持具２４の外径よりも若干小さく形成されて、カバー本体４７の内側に通された支持具２４の外周面２４ｃを該支持具２４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つ。また、弾性部材４９は、内径が基体４の外径より大きく形成されており、カバー本体４７の内側に基体４が通された際に、基体４の外周面４ｃと間隔をあける。
【００５８】
前述した塗工桶２０は、桶本体４０とカバー部材４２との間に囲まれる前述した空間５０内に前述した塗料７を収容する。塗工桶２０は、塗料供給ユニット１０によって塗料７が供給される。そして、塗工桶２０は、桶本体４０内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃを桶本体４０の塗料７に浸漬させて、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００５９】
制御装置１２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１２は、図１に示すように、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１の保持部１８及び移動部１９とに接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１Ａ全体の制御を司る。即ち、制御装置１２には、移動部１９のリニアエンコーダ３５からの情報が入力するとともに、リニアエンコーダ３５からの情報などに基づいて、各部位を制御する。そして、制御装置１２は、特許請求の範囲に記載された、第１の制御部を成している。
【００６０】
前述した構成の塗膜形成装置１Ａは、以下のように、基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成する。まず、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２を縮小させて、移動部１９に塗工桶２０を最も上方に位置付けさせる。このとき、塗工桶２０の開口部４５内に一方の支持具２４ａを通し且つクランプ部３７の一対の接離ロッド３９同士を近づけて該一対の接離ロッド３９で一方の支持具２４ａを挟んでおくとともに、台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂに他方の支持具２４ｂを取り付けておく。
【００６１】
次に、塗工桶２０が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２３が圧入された基体４を一方の支持具２４ａと他方の支持具２４ｂとの間に位置付ける。そして、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２を伸長させる。すると、ロッド３２の固定部材３３に固定された一方の保持部材２５ａと台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂとの間に一対の支持具２４ａ，２４ｂとマンドレル２３とを挟んで、保持部１８が基体４を軸芯が鉛直方向と平行な状態で保持する。さらに、制御装置１２がチャックシリンダ２６の一対の接離ロッド３９同士を互いに離す。
【００６２】
その後、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０を降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（一方の支持具２４ａ）を通す位置に位置付けられたと判定すると当該移動部１９を停止する。そして、制御装置１２が塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内へ塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より低くなるように該塗料７を供給させる。このとき、シール部材４１が支持具２４との間を水密に保つこととなるので、支持具２４に塗料７が付着することなく、また、塗工桶２０と支持具２４との間から塗料７が漏れることがない。
【００６３】
続いて、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０を徐々に降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に基体４を通す位置即ち塗工桶２０が基体４の上端部４ａ側に位置付けられたと判定すると、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より高くなるように該塗料７を供給させる。すると、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、離型層６が形成される。
【００６４】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４の下端部４ｂ側に位置付けられたと判定すると、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より低くなるように該塗料７を回収させる。
【００６５】
さらに、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０をさらに降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（他方の支持具２４ｂ）を通す位置に位置付けられたと判定すると、当該移動部１９を停止する。このとき、シール部材４１及びカバー部材４２の弾性部材４９が支持具２４との間を水密に保つこととなるので、支持具２４に塗料７が付着することなく、また、塗工桶２０内の空間５０が密閉されて該塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００６６】
最後に、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２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２３と、該マンドレル２３の上端部２８ａに位置した一方の支持具２４ａとが取り除かれた後、制御装置１２が、クランプ部３７の一対の接離ロッド３９同士を互いに近づけて、残った他方の支持具２４ｂを挟むとともに、移動部１９に塗工桶２０を上昇させて、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。
【００６７】
このように、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、保持部１８のマンドレル２３に保持された基体４の上端部４ａと相対した塗工桶２０の内周側から塗料７を塗出させながら、該塗工桶２０が基体４の下端部４ｂに向かって移動するように、移動部１９と塗料供給ユニット１０とを制御する。
【００６８】
さらに、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられた際に、該塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より低くなるようにし、且つ、塗工桶２０が開口部４５内に基体４を通す位置に位置付けられた際に、該塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より高くなるように、塗料供給ユニット１０を制御する。
【００６９】
本実施形態によれば、塗工桶２０の上面に設けられた円環状のカバー部材４２が、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材４２の内周面４７ａが支持具２４の外周面２４ｃと当接して塗工桶２０内の空間５０を密閉するように取り付けられているので、塗工桶２０内の空気が該塗工桶２０外へ流出することを防止することができる。
【００７０】
このため、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置において、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぎ、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。また、塗工桶２０の上面にカバー部材４２を取り付けるだけの簡単な構成とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００７１】
また、支持具２４の外径を基体４（被塗装物）の外径よりも大きくし且つカバー部材４２の内径を支持具２４の外径に合わせて形成しているので、開口部４５内に支持具２４を通す位置に塗工桶２０が位置付けられた際に、該塗工桶２０に取り付けられたカバー部材４２の内周面４７ａを支持具２４の外周面２４ｃと確実に当接させることができ、塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって確実に密閉することができる。よって、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００７２】
さらに、カバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとのうち少なくとも一方に、カバー部材４２と支持具２４との間を水密に保つ弾性部材４９が設けられているので、塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって確実に密閉することができ、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００７３】
また、カバー部材４２と支持具２４との位置決めが高精度でなくても、弾性部材４９によってカバー部材４２と支持具２４とを密着させて塗工桶２０内の空間５０の密閉が可能であるため、装置の精度の管理が簡単となり、安定した被塗装物への塗膜形成を可能とする。
【００７４】
前述した実施形態では、弾性部材４９がカバー部材４２のカバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている場合を示しているが、これに限定されるものではなく、支持具２４の外周面２４ｃに設けられていても良い。また、本発明では、弾性部材４９を設けた場合を示しているが、これに限定されるものではなく、カバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとを当接させて、塗工桶２０内の空間５０を密閉する構成としても良いことは勿論である。
【００７５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｂを、図５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。
【００７６】
本実施形態では、図５に示すように、塗料供給ユニット１０が、収容タンク１３内の空気（塗料の蒸気を含んだ）Ｓを塗工桶２０内に供給する気体供給部５１をさらに備えている。この気体供給部５１は、連通管５２と、気体移動手段としてのポンプ５３とを備えている。
【００７７】
連通管５２は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と塗工桶２０の桶本体４０とを連通して、収容タンク１３内及び塗工桶２０内の空気Ｓを通す。ポンプ５３は、収容タンク１３内の空気Ｓを連通管５２内を通して塗工桶２０の空間５０に出し入れする。
【００７８】
前述した構成の気体供給部５１は、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４の下端部４ｂ側に位置付けられたと判定して、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より低くなるように該塗料７を回収させるのと連動して、気体供給部５１に収容タンク１３内の空気Ｓを塗工桶２０内の空間５０に供給させる。
【００７９】
このとき、制御装置１２は、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して塗工桶２０内の空間５０に供給するように気体供給部５１を制御する。すると、塗工桶２０内の空気圧が外気圧よりも高くなり、該塗工桶２０内の空気Ｓがカバー部材４２の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの間から流出するので、塗工桶２０内への外気の侵入を防止することとなり、塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００８０】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（他方の支持具２４ｂ）を通す位置に位置付けられたと判定すると、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、気体供給部５１に収容タンク１３内の空気Ｓを加圧した状態で塗工桶２０内の空間５０にさらに供給させる。すると、シール部材４１及びカバー部材４２の弾性部材４９によって密閉された塗工桶２０内の空気圧を上昇させることとなり、塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００８１】
このように、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗工桶２０が基体４の上端部４ａと相対した際に、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７を回収させるのと連動して、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して塗工桶２０内に供給するようにし、且つ、塗工桶２０が支持具２４（他方の支持具２４ｂ）と相対した際に、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧した状態で塗工桶２０内にさらに供給するように、気体供給部５１を制御する。そして、この制御装置１２は、特許請求の範囲に記載された、第２の制御部を成している。
【００８２】
本実施形態によれば、塗料供給ユニット１０に設けられた塗料７を収容する収容タンク１３内の空気Ｓを塗工桶２０内に供給する気体供給部５１が設けられているので、塗工桶２０内を収容タンク１３内の空気Ｓで充満させることで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぐことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８３】
また、気体供給部５１には、収容タンク１３と塗工桶２０とを連通して空気Ｓを通す連通管５２と、該空気Ｓの移動を自在とするポンプ５３とが設けられているので、塗工桶２０内を収容タンク１３内の空気Ｓで充満させることで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぐことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８４】
さらに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの昇降と連動して、塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを出し入れするようにポンプ５３即ち気体供給部５１を制御装置１２によって制御しているので、塗工桶２０内に供給される塗料７と同等の体積の空気Ｓを該塗工桶２０内から排出するとともに、塗工桶２０内から回収される塗料７と同等の体積の空気Ｓを該塗工桶２０内に供給することができ、よって、塗工桶２０外への無駄な空気の流出を防ぐことができるので、必要とする空気の量を低減し、空気Ｓを貯留する収容タンク１３の小型化を可能とする。
【００８５】
また、制御装置１２が、ポンプ５３即ち気体供給部５１に塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して供給させるので、塗工桶２０内の空気Ｓを加圧することで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥防止の効果を向上させることができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｃを、図６及び図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態及び第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。
【００８７】
本実施形態では、図６に示すように、カバー部材４２が、前述した弾性部材４９の代わりに、内部に流体が圧入されることで膨張するバルーン５５と、該バルーン５５に加圧した気体を供給する加圧気体供給部５６とを備えている。
【００８８】
バルーン５５は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されて、袋状に形成されている。また、バルーン５５は、カバー本体４７の内径と略等しい円環状に形成されて、該カバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている。バルーン５５は、内径が支持具２４の外径よりも若干小さく形成されて、カバー本体４７の内側に通された支持具２４の外周面２４ｃを該支持具２４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つ。また、バルーン５５は、内径が基体４の外径より大きく形成されており、カバー本体４７の内側に基体４が通された際に、基体４の外周面４ｃと間隔をあける。
【００８９】
加圧気体供給部５６は、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ５７と、加圧気体連通管５８ａと、バルブ５９と、気体排出管５８ｂとを備えている。レギュレータ５７は、加圧気体供給源から送り出された加圧気体の圧力を調整する。加圧気体連通管５８ａは、細長い管状に形成されており、バルーン５５と加圧気体供給部（図示せず）とをレギュレータ５７及びバルブ５９を介して連通して、加圧気体供給部（図示せず）から送り出された加圧気体を通す。
【００９０】
バルブ５９は、レギュレータ５７からバルーン５５への加圧気体の供給と、バルーン５５内の加圧気体の排出とを切り替える。気体排出管５８ｂは、細長い管状に形成されており、バルブ５９に接続されてバルーン５５内から排出された加圧気体を通す。
【００９１】
前述した構成の加圧気体供給部５６は、加圧気体供給源及びレギュレータ５７から供給された加圧気体を、加圧気体連通管５８ａを通してバルーン５５内に供給して、この加圧気体によりバルーン５５を膨張させる。そして、バルブ５９を切り替えることで、バルーン５５内の加圧気体を気体排出管５８ｂを通して外部に排出する。
【００９２】
また、本実施形態では、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、前述した塗料供給管１５及びポンプ１６に加えて、塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収する塗料回収部６０をさらに備えている。この塗料回収部６０は、塗料回収管６１と、ポンプ６２とを備えている。
【００９３】
塗料回収管６１は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と塗工桶２０の桶本体４０とを連通して塗料７を通す。ポンプ６２は、塗工桶２０内の塗料７を塗料回収管６１内を通して収容タンク１３内に送り出す。そして、前述した塗料回収部６０は、ポンプ６２が塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に送り出すことで、収容タンク１３内に塗料７を回収する。
【００９４】
前述した構成の加圧気体供給部５６と塗料回収部６０とは、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられたと判定して、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させる。すると、加圧気体の供給によってバルーン５５が膨張して、支持具２４との間を水密に保つこととなるので、塗工桶２０内の空間５０が密閉されて該塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００９５】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４と相対する位置に位置付けられたと判定すると、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させる。すると、加圧気体の排出によってバルーン５５が縮小して、基体４の外周面４ｃと間隔をあけた状態となる。
【００９６】
また、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられたと判定し、且つ、塗工桶２０内の空間５０が密閉された状態で長時間放置する場合、塗料回収部６０に塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収させるとともに、塗料供給ユニット１０に収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０内に供給させる。すると、収容タンク１３内の塗料７と塗工桶２０内の塗料７とが循環することとなり、塗工桶２０内の塗料の濃度を均一に保つことができる。
【００９７】
このように、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられた際に、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させ、且つ、塗工桶２０が基体４と相対する位置に位置付けられた際に、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させる。
【００９８】
さらに、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられ、且つ、塗工桶２０内の空間５０が密閉された状態で長時間放置する際に、塗料回収部６０に塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収させるとともに、塗料供給ユニット１０に収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０内に供給させる。
【００９９】
本実施形態によれば、弾性部材４９が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーン５５で構成されているので、バルーン５５の膨張によりカバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つことで塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって密閉することができ、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。また、バルーン５５の膨張により塗工桶２０内の空間の密閉を行う軽量で且つ簡単な機構とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【０１００】
また、塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収する塗料回収部６０が設けられているので、塗工桶２０内の塗料７と収容タンク１３内の塗料７との循環を行うことができ、メンテナンス等の長時間にわたって装置が停止する場合でも、塗工桶２０内の塗料７の濃度を均一に保つことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラの発生を防止することができる。
【０１０１】
前述した実施形態では、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、前述した塗料供給管１５及びポンプ１６に加えて塗料回収部６０をさらに備えている構成としているが、本発明は、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、塗料供給管１５、ポンプ１６及び塗料回収部６０に加えて、気体供給部５１をさらに備えた構成として、制御装置１２が気体供給部５１に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの昇降と連動して、塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを出し入れするように制御しても良いことは勿論である。
【０１０２】
次に、本発明の発明者は、第１の実施形態乃至第３の実施形態及び比較例１について、後述する試験１を行い、その効果を確認した。また、試験１及び結果を図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は、本発明に係る塗膜形成装置によって塗膜が形成された際に生じる被塗装物の厚膜化領域を示す概略図である。図９は、連続塗装回数に対する一層物の厚膜化領域長さの結果を示すグラフである。
【０１０３】
（比較例１）
比較例１の塗膜形成装置（図示せず）は、前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａの塗工桶２０のカバー部材４２を有していない構成である。即ち、塗工桶２０の上面側が内外を連通して開口した構成である。
【０１０４】
（試験１）
前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａ、第２の実施形態の塗膜形成装置１Ｂ、第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃ、及び、比較例１の塗膜形成装置を用い、且つ、塗料７としてＰＦＡディスパージョン（水分散系）、及び被塗装物としてポリイミド（以下ＰＩ）で構成された直径６０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒状の基材の外周に膜厚１５０μｍのゴム層が形成された無端状ベルトを用いて、連続して複数の無端状ベルトへの離型層の形成を行った。
【０１０５】
また、連続して複数の無端状ベルトに離型層を形成する際のサイクルタイムは１１５ｓｅｃ（秒）で行い、その間に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａが低下した状態で放置される時間は約１７ｓｅｃとした。
【０１０６】
そして、無端状ベルトへの塗料７の塗布開始時に生じる該塗料７の厚膜化する領域Ｔ（図８に示す）が、品質不良とならない塗布開始地点から１５ｍｍ以下に抑えられた無端状ベルトが得られる連続塗装回数を調べた。そして、その結果を第１の実施形態乃至第３の実施形態及び比較例１との比較を図９のグラフに示す。
【０１０７】
図９のグラフによれば、比較例１の塗膜形成装置（図示せず）を用いて試験１を実施したところ、１２回目で厚膜化する領域Ｔが１５ｍｍを越える結果となった。これにより、１２回以上連続して塗膜を形成することはできず、残留塗料の回収や塗工桶２０の交換等のメンテナンスを行うため、１１本ごと（２１分ごと）に約５分の停止時間が必要となり、生産性を低下させる大きな要因となる。また、比較例１では日産本数が６０６本である。
【０１０８】
第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａを用いて試験１を実施したところ、連続１９本まで厚膜化する領域を１５ｍｍ以下に抑えられる結果が得られた。これにより、１８本ごと（３５分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上し、日産本数が６０６本から６５７本まで増産(８％ＵＰ)することが可能となる。
【０１０９】
第２の実施形態の塗膜形成装置１Ｂを用いて試験１を実施したところ、連続６３本まで厚膜化する領域を１５ｍｍ以下に抑えられる結果が得られた。これにより、６２本ごと(１１９分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上して、日産本数が６０６本から７２０本まで増産(１９％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１０】
第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃを用いて試験１を実施したところ、連続して塗膜の形成を行う場合における塗工桶２０内の塗料７の乾燥防止の効果は、原理上、第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａと同等であり、第１の実施形態と同じく１８本ごと(３５分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上し、日産本数が６０６本から６５７本まで増産(８％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１１】
また、従来は１０分間の休憩時間の直後は、塗料７の濃度上昇により無端状ベルトが全体的に厚膜化して、無端状ベルトに形成した塗膜の膜厚が約２２μｍとなってしまい、塗膜の膜厚規格上限値に近づくため、必ず塗工桶の交換を必要としていたが、第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃの場合では、塗料７の循環により濃度が均一化して、停止時間１０分経過後でも無端状ベルトに形成した塗膜の膜厚が約２０μｍとなり、塗工桶２０の交換を不要として、さらにメンテナンスの時間を削減することでき、日産本数が６０６本から６７３本まで増産(１１％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１２】
なお、塗膜の膜厚規格は１８±５μｍであり、無端状ベルトの中央部は、ほぼ中心値の膜厚で塗膜が形成されるが、厚膜化する領域Ｔ（図８に示す）の膜厚は約３０μｍであり、１５ｍｍを超えると直ちに品質不良となる。
【０１１３】
前述した試験１の結果から、第１の実施形態乃至第３の実施形態は、被塗装物への塗装ムラや異物の付着等による塗装不良の発生を防止して安定した塗装が可能な塗膜形成装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃであることが明らかとなった。
【０１１４】
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に塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【０１１５】
また、前述した実施形態では、保持部１８によって基体４を固定して、移動部１９の支持ベース３６を移動させている。しかしながら、本発明では、支持ベース３６を固定して、基体４を移動させても良く、支持ベース３６と基体４との双方を移動させても良い。
【０１１６】
さらに、前述した実施形態では、制御装置１２が特許請求の範囲に記載の第１の制御部及び第２の制御部を成している場合を示しているが、本発明は、これに限定するものではなく、第１の制御部と第２の制御部とが別々に設けられていても良い。
【０１１７】
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、塗布ユニット１１の保持部１８と移動部１９及び制御装置１２等は、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】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。
【図３】図１に示された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４】図３中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図７】図６に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。
【図８】本発明に係る塗膜形成装置によって塗膜が形成された際に生じる被塗装物の厚膜化領域を示す概略図である。
【図９】連続塗装回数に対する一層物の厚膜化領域長さの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
７ 塗料
７ａ 液面
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１２ 制御装置（第１及び第２の制御部）
１３ 収容タンク
２０ 塗工桶
２４ 支持具
２４ｃ 外周面
４１ シール部材
４２ カバー部材
４５ 開口部
４７ａ 内周面
４９ 弾性部材
５０ 空間
５１ 気体供給部
５２ 連通管
５３ ポンプ
５５ バルーン
６０ 塗料回収部
Ｓ 空気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト形状物を含む円筒形状の被塗装物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関し、例えば、ＰＰＣ（普通紙複写機）、ＬＢＰ（レーザビームプリンタ）、ファクシミリ等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及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。このような定着プロセスで用いられる部品（定着ローラ或いは定着ベルト）には、基体上にシリコーンゴム等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、フッ素樹脂と、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たものが用いられる。
【０００３】
従来、前述した離型層を形成するための工法としては、塗工装置を用いたもの（例えば、特許文献１を参照）が提案されている。この種の塗工装置は、被塗装物の軸芯が鉛直方向と平行な状態で該被塗装物の両端を支持具により支持するとともに、円環状の液槽部の内側に被塗装物を通して、被塗装物の表面に液槽部の内周縁に設けられたシール部材を当接させることで該液槽部を密閉し、この液槽部を被塗装物の軸芯に沿って該被塗装物と相対的に動かして、液槽部から塗料を被塗装物の外周面に塗布して塗膜を形成する。
【０００４】
そして、前述した塗工装置は、液槽部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。また、前述した特許文献１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２００４−２７９９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に示された塗工装置は、被塗装物に塗料を塗布する前後の待機時において、被塗装物を支持する支持具にシール部材を当接させて液槽部を密閉することで、液槽部からの塗料の漏れを防止し、且つ、液槽部内を塗料で満たすことで該塗料の乾燥を防止していた。しかしながら、内部を塗料で満たした液槽部が支持具と相対する位置に位置付けられると、支持具に塗料が付着してしまい、この支持具に付着した塗料が乾燥して被塗装物への塗料の塗布時に該被塗装物の表面にムラや異物の付着等の塗装不良が発生するので、支持具の洗浄及び交換作業が不可欠となって、そのために、製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
従来、前述した問題を改善する工法としては、被塗装物への塗料の塗布時において、液槽部が被塗装物に相対する位置では該液槽部内の塗料の液面の高さを上昇させるとともに、運転停止時及び待機中において、液槽部が支持具に相対する位置では該液槽部内の塗料の液面の高さを低下させることで、液槽部からの塗料の洩れを防止しするとともに、支持具への塗料の付着を防止する工法が提案されている。そして、この工法を適用すると、塗料の無駄を抑制し且つ支持具の洗浄及び交換作業を省略可能とすることで、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記の工法では、運転停止時及び待機中において、液槽部は支持具と相対する位置にあり、この支持具に接触するシール部材の表面は、塗料が付着した状態で放置されることとなり、そのため、シール部材に付着した塗料が乾燥するという問題があった。したがって、従来においては、被塗装物への塗料の塗布時に、該被塗装物の表面のムラや異物の付着等の塗装不良の発生を防止することが困難であった。
【０００８】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【０００９】
即ち、本発明は、被塗装物の表面にムラや異物の付着等の塗装不良が発生することを防止する塗膜形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、円筒状の被塗装物をその両端を挟んで鉛直方向に支持する支持具と、塗料を収容し且つ前記被塗装物を通す開口部が設けられた塗工桶と、前記塗工桶に設けられて該塗工桶と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、前記塗工桶内に前記塗料を供給する塗料供給部と、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置では、該塗工桶内の塗料の液面を前記シール部材よりも低くさせ、且つ、前記塗工桶が前記開口部内に前記被塗装物を通す位置では、前記液面を前記シール部材よりも高くさせるように制御する第１の制御部と、を備えた前記被塗装物に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置であって、前記塗工桶の上面には、円環状に形成されたカバー部材が設けられ、そして、前記カバー部材が、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が前記支持具の外周面と当接して前記塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられていることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記支持具の外径が、前記被塗装物の外径よりも大きく形成され、そして、前記カバー部材の内径が、前記支持具の外径に合わせて形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項２に記載の発明において、前記カバー部材の前記内周面と前記支持具の前記外周面とのうち少なくとも一方に、前記カバー部材と前記支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載の発明において、前記弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至請求項４のうち何れか１項に記載の発明において、前記塗料供給部に設けられた前記塗料を収容する収容タンク内の空気を前記塗工桶内に供給する気体供給部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６に記載された発明は、請求項５に記載の発明において、前記気体供給部には、前記収容タンクと前記塗工桶とを連通して前記空気を通す連通管と、前記空気の移動を自在とする気体移動手段とが設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載の発明において、前記塗工桶内の前記塗料の液面の昇降と連動して、前記気体移動手段が前記塗工桶内に前記空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載された発明は、請求項７に記載の発明において、前記第２の制御部が、前記気体移動手段に前記塗工桶内に前記空気を加圧して供給させる制御部であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項９に記載された発明は、請求項１乃至請求項８のうち何れか１項に記載の発明において、前記塗工桶内の前記塗料を前記収容タンク内に回収する塗料回収部が設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、塗工桶の上面に設けられた円環状のカバー部材が、塗工桶が開口部内に支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が支持具の外周面と当接して塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられているので、塗工桶内の空気が該塗工桶外へ流出することを防ぐことができ、そのため、塗工桶が開口部内に支持具を通す位置において、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物のムラや異物の付着等による塗装不良の発生を防止することができる。さらに、塗工桶の上面にカバー部材を取り付けるだけの簡単な構成とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００２０】
請求項２に記載された発明によれば、支持具の外径を被塗装物の外径よりも大きくし且つカバー部材の内径を支持具の外径に合わせて形成しているので、開口部内に支持具を通す位置に塗工桶が位置付けられた際に、該塗工桶に取り付けられたカバー部材の内周面を支持具の外周面と確実に当接させることができ、そのため、塗工桶内の空間をカバー部材によって確実に密閉することができる。よって、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００２１】
請求項３に記載された発明によれば、カバー部材の内周面と支持具の外周面とのうち少なくとも一方に、カバー部材と支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられているので、塗工桶内の空間をカバー部材によって確実に密閉することができ、そのため、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。さらに、カバー部材と支持具との位置決めが高精度でなくても、弾性部材によってカバー部材と支持具とを密着させて塗工桶内の空間の密閉が可能であるため、装置の精度の管理が簡単となり、安定した被塗装物への塗膜形成を可能とする。
【００２２】
請求項４に記載された発明によれば、弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されているので、バルーンの膨張によりカバー部材の内周面と支持具の外周面との間を水密に保つことで塗工桶内の空間をカバー部材によって密閉することができ、そのため、塗工桶内の塗料の液面の低下により露出するシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を確実に防ぐことができる。さらに、バルーンの膨張により塗工桶内の空間の密閉を行う軽量で且つ簡単な機構とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００２３】
請求項５に記載された発明によれば、塗料供給部に設けられた塗料を収容する収容タンク内の空気を塗工桶内に供給する気体供給部が設けられているので、塗工桶内を収容タンク内の空気（塗料の蒸気）で充満させることで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２４】
請求項６に記載された発明によれば、気体供給部には、収容タンクと塗工桶とを連通して空気を通す連通管と、空気の移動を自在とする気体移動手段とが設けられているので、塗工桶内を収容タンク内の空気（塗料の蒸気）で充満させることで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥を防止することができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２５】
請求項７に記載された発明によれば、塗工桶内の塗料の液面の昇降と連動して、気体移動手段が塗工桶内に空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられているので、塗工桶内に供給される塗料と同等の体積の空気を該塗工桶内から排出するとともに、塗工桶内から回収される塗料と同等の体積の空気を該塗工桶内に供給することができる。よって、塗工桶外への無駄な空気の流出を防ぐことができるので、必要とする空気の量を低減し、空気を貯留する収容タンクの小型化を可能とする。
【００２６】
請求項８に記載された発明によれば、第２の制御部が、気体移動手段に塗工桶内に空気を加圧して供給させる制御部であるので、塗工桶内の空気を加圧することで、塗工桶内の塗料の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶内の塗料の液面を低くすることで露出する塗工桶に設けられたシール部材及びその周辺部に付着した塗料の乾燥防止の効果を向上させることができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【００２７】
請求項９に記載された発明によれば、塗工桶内の塗料を収容タンク内に回収する塗料回収部が設けられているので、塗工桶内の塗料と収容タンク内の塗料との循環を行うことができ、メンテナンス等の長時間に亘って装置が停止する場合でも、塗工桶内の塗料の濃度を均一に保つことができる。よって、被塗装物の塗装ムラや異物の付着等を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の第１の実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。なお、図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。図２は、図１に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。図３は、図１に示された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４は、図３中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００２９】
図１に示された塗膜形成装置１Ａ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３に示す。）のプライマ（接着剤）層３（図４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。
【００３０】
定着ベルト２は、図３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４に示すように、ポリイミドやＮｉ等の合成樹脂で構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）層３と、シリコーンゴム等の耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ（接着剤）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。
【００３１】
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。
【００３２】
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１Ａ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１Ａ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。
【００３３】
そして、塗膜形成装置１Ａ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。
【００３４】
塗膜形成装置１Ａは、図１に示すように、塗料供給部としての塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、制御装置１２とを備えている。塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置され且つ塗料７を収容する収容タンク１３と、該収容タンク１３内に外気を取り込むための細長い管状の通気管１４と、図示しない攪拌用モータと、塗料供給管１５と、ポンプ１６等を備えている。
【００３５】
攪拌用モータは、収容タンク１３に固定され且つ該収容タンク１３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。攪拌モータは、収容タンク１３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。塗料供給管１５は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と後述する塗工桶２０の桶本体４０とを連通して塗料７を通す。ポンプ１６は、収容タンク１３内の塗料７を、塗料供給管１５内を通して後述する塗工桶２０の桶本体４０内に送り出す。
【００３６】
そして、前述した塗料供給ユニット１０は、ポンプ１６が収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０の桶本体４０内に送り出すことで、塗工桶２０内に塗料７を供給する。
【００３７】
塗布ユニット１１は、図１に示すように、装置本体１７と、保持部１８と、移動部１９と、塗工桶２０とを備えている。装置本体１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、該台部２１から上方に向かって延在した板状の延在板２２とを備えている。台部２１は、表面が水平方向と平行に配置されている。延在板２２は、長手方向が鉛直方向と平行に配置されている。
【００３８】
保持部１８は、図１に示すように、マンドレル２３と、一対の支持具２４と、一対の保持部材２５と、一つのチャックシリンダ２６と、を備えている。
【００３９】
マンドレル２３は、一対の円盤部材２７と、一つの軸部材２８とを備えている。円盤部材２７は、それぞれ、外径が基体４の内径よりも若干大きく且つ厚手の円盤状に形成されている。軸部材２８は、円柱状に形成され且つ外径が円盤部材２７の外径及び基体４の内径より小さく形成されている。軸部材２８は、一対の円盤部材２７と同軸に配置されて該一対の円盤部材２７同士を連結しているとともに、両端部２８ａ，２８ｂが円盤部材２７から突出している。そして、マンドレル２３は、前述した基体４内に圧入されて、円盤部材２７が基体４の両端４ａ，４ｂを内側から支持することとなる。
【００４０】
一対の支持具２４は、それぞれ、全体として厚肉の円筒状に形成されている。一対の支持具２４は、それぞれ、内側にマンドレル２３の軸部材２８の両端部２８ａ，２８ｂがそれぞれ圧入される。一対の支持具２４は、それぞれ、マンドレル２３と同軸に配置されている。そして、一対の支持具２４が基体４の両端部４ａ，４ｂを挟んで該基体４を鉛直方向に支持する。
【００４１】
一対の保持部材２５は、それぞれ円柱状に形成された本体部２９と、該本体部２９から突設された突出部３０とを備えている。突出部３０は、軸芯が鉛直方向と平行に配置されるとともに、先端に向かうにしたがって徐々に先細に形成されている。そして、一方の保持部材２５ａは、チャックシリンダ２６の後述する固定部材３３に固定されているとともに、他方の保持部材２５ｂは、本体部２９が台部２１から立設した状態で該台部２１に固定されている。
【００４２】
チャックシリンダ２６は、シリンダ本体３１と、該シリンダ本体３１から凸没自在なロッド３２とを備えている。シリンダ本体３１は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド３２が伸長する状態で、連結部材３１ａによって前述した延在板２２に取り付けられている。ロッド３２は、円柱状に形成され且つ軸芯が鉛直方向と平行に配置されているとともに、その下端部に円盤状の固定部材３３が設けられている。この固定部材３３には前述した一方の保持部材２５ａが固定される。ロッド３２は、鉛直方向に沿って、他方の保持部材２５ｂと間隔をあけて相対する位置（他方の保持部材２５ｂと同軸となる位置）に配されている。
【００４３】
そして、一対の保持部材２５ａ，２５ｂは、チャックシリンダ２６のロッド３２が伸長することで、当該一対の保持部材２５ａ，２５ｂそれぞれに取り付けられた一対の支持具２４ａ，２４ｂが互いに近づく方向に押圧して、一対の支持具２４ａ，２４ｂが互いの間に挟んだマンドレル２３を押圧する。
【００４４】
前述した構成の保持部１８は、チャックシリンダ２６のロッド３２の固定部材３３に固定された一方の保持部材２５ａに一方の支持具２４ａが内側に該保持部材２５ａの突出部３０が圧入されて取り付けられるとともに、台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂに他方の支持具２４ｂが内側に該保持部材２５ｂの突出部３０が圧入されて取り付けられる。
【００４５】
そして、マンドレル２３が基体４内に圧入され且つこれらの基体４とマンドレル２３とを一対の支持具２４ａ，２４ｂの間に配置して、チャックシリンダ２６のロッド３２を伸長させることで、各支持具２４ａ，２４ｂ内にマンドレル２３の軸部材２８の両端部２８ａ，２８ｂがそれぞれ圧入される。こうして、保持部１８は、一対の保持部材２５ａ，２５ｂの間に、各支持具２４ａ，２４ｂを介してマンドレル２３を挟んで、前述した基体４を保持する。
【００４６】
そして、前述した保持部１８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とともに、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１８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１８は、チャックシリンダ２６のロッド３２を伸長して、前述したマンドレル２３等を介して基体４を保持するとともに、チャックシリンダ２６のロッド３２を縮小して、マンドレル２３等を介して基体４を着脱自在とする。さらに、保持部１８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。
【００４７】
移動部１９は、図１に示すように、リニアアクチュエータ３４と、リニアエンコーダ３５と、支持ベース３６と、クランプ部３７などを備えている。リニアアクチュエータ３４は、長手方向が鉛直方向と平行な状態で延在板２２に取り付けられたレール３４ａと、該レール３４ａの長手方向即ち鉛直方向に沿ってレール３４ａに対し移動するスライダ３４ｂとを備えている。スライダ３４ｂには、支持ベース３６とクランプ部３７とが取り付けられている。
【００４８】
リニアアクチュエータ３４は、支持ベース３６を介して塗工桶２０を昇降させる。即ち、リニアアクチュエータ３４は、保持部１８と支持ベース３６即ち塗工桶２０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３５は、前述したスライダ３４ｂに取り付けられた支持ベース３６即ち塗工桶２０の位置を検出して、該塗工桶２０の位置に応じた情報を制御装置１２に向けて出力する。
【００４９】
支持ベース３６は、円環状に形成され且つリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。支持ベース３６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３６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３６は、表面上に塗工桶２０を設置して該塗工桶２０を支持している。即ち、支持ベース３６は、塗工桶２０の下方に配置されている。
【００５０】
クランプ部３７は、クランプ部本体３８と、一対の接離ロッド３９とを備えている。クランプ部本体３８即ちクランプ部３７は、支持ベース３６の下方に配されてリニアアクチュエータ３４のスライダ３４ｂに取り付けられている。一対の接離ロッド３９は、それぞれ、棒状に形成され、互いに間隔をあけて平行に配置されているとともに、互いに接離自在となっている。一対の接離ロッド３９は、互いの間に塗工桶２０内を通される基体４や支持具２４を位置付ける位置に配されている。クランプ部３７は、一対の接離ロッド３９同士を互いに近づけることで、該一対の接離ロッド３９間に支持具２４を挟む。
【００５１】
このように、前述した構成の移動部１９は、支持ベース３６を昇降させることで、保持部１８に保持された基体４と塗工桶２０とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００５２】
塗工桶２０は、図１又は図２に示すように、桶本体４０と、シール部材４１と、カバー部材４２とを備えている。桶本体４０は、円盤状の底板部４３と、該底板部４３の外縁の全周から立設した外周壁４４とを備えている。底板部４３には、略中央部に開口部４５が設けられており、この開口部４５の内径は、基体４の外径よりも大きく形成されている。また、開口部４５の内縁が全周に亘って切り欠かれた段差部４６が形成されている。この段差部４６には、シール部材４１が取り付けられる。
【００５３】
シール部材４１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４１の厚みは、周方向に一定に形成されるとともに、段差部４６の高さと略等しい。シール部材４１は、底板部４３の段差部４６に取り付けられると該底板部４３の表面と略面一になる。シール部材４１は、塗工桶２０と同軸に配置されており、当該シール部材４１の弾性変形していない中立の状態での内径は、基体４の外径よりも小さい。
【００５４】
そして、シール部材４１は、塗工桶２０の開口部４５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４１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４１は、基体４との間から塗工桶２０内の塗料７が該塗工桶２０外に漏れることを防止する。
【００５５】
カバー部材４２は、円環状のカバー本体４７と、仕切壁４８と、弾性部材４９とを備えている。カバー本体４７は、内外径が桶本体４０の底板部４３と略等しく形成されている。カバー本体４７即ちカバー部材４２は、その外縁部が桶本体４０の外周壁４４に重ねられて、該桶本体４０に取り付けられる。カバー部材４２は、桶本体４０内の塗料７の溶媒などが揮発することを防止するとともに、該桶本体４０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。カバー本体４７の内縁は、底板部４３の開口部４５の内縁と間隔をあける。このため、塗工桶２０は、その内周側が全周に亘って内外を連通して開口している。
【００５６】
仕切壁４８は、円筒状に形成され且つカバー部材４２と同軸に配置されている。仕切壁４８は、カバー本体４７の内縁と外縁との間の略中央部から底板部４３に向かって立設している。仕切壁４８のカバー本体４７からの高さは、外周壁４４の底板部４３からの高さよりも低い。このため、仕切壁４８は、桶本体４０の底板部４３と間隔をあけて相対している。仕切壁４８は、桶本体４０とカバー本体４７即ちカバー部材４２とで囲まれる塗工桶２０内の空間５０を、二つに仕切っている。そして、仕切壁４８は、塗料供給ユニット１１によって塗料７が供給される際などに、塗工桶２０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。
【００５７】
弾性部材４９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、円筒状に形成されている。弾性部材４９の厚みは、周方向に一定に形成されるとともに、カバー本体４７の厚みと略等しい。弾性部材４９の外径は、カバー本体４７の内径と略等しく形成されて、該カバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている。弾性部材４９は、内径が支持具２４の外径よりも若干小さく形成されて、カバー本体４７の内側に通された支持具２４の外周面２４ｃを該支持具２４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つ。また、弾性部材４９は、内径が基体４の外径より大きく形成されており、カバー本体４７の内側に基体４が通された際に、基体４の外周面４ｃと間隔をあける。
【００５８】
前述した塗工桶２０は、桶本体４０とカバー部材４２との間に囲まれる前述した空間５０内に前述した塗料７を収容する。塗工桶２０は、塗料供給ユニット１０によって塗料７が供給される。そして、塗工桶２０は、桶本体４０内に基体４を通すことで、該基体４の外周面４ｃを桶本体４０の塗料７に浸漬させて、外周面４ｃに塗膜としての離型層６を形成する。
【００５９】
制御装置１２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１２は、図１に示すように、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１の保持部１８及び移動部１９とに接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１Ａ全体の制御を司る。即ち、制御装置１２には、移動部１９のリニアエンコーダ３５からの情報が入力するとともに、リニアエンコーダ３５からの情報などに基づいて、各部位を制御する。そして、制御装置１２は、特許請求の範囲に記載された、第１の制御部を成している。
【００６０】
前述した構成の塗膜形成装置１Ａは、以下のように、基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成する。まず、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２を縮小させて、移動部１９に塗工桶２０を最も上方に位置付けさせる。このとき、塗工桶２０の開口部４５内に一方の支持具２４ａを通し且つクランプ部３７の一対の接離ロッド３９同士を近づけて該一対の接離ロッド３９で一方の支持具２４ａを挟んでおくとともに、台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂに他方の支持具２４ｂを取り付けておく。
【００６１】
次に、塗工桶２０が最も上方に位置付けられた状態で、マンドレル２３が圧入された基体４を一方の支持具２４ａと他方の支持具２４ｂとの間に位置付ける。そして、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２を伸長させる。すると、ロッド３２の固定部材３３に固定された一方の保持部材２５ａと台部２１に固定された他方の保持部材２５ｂとの間に一対の支持具２４ａ，２４ｂとマンドレル２３とを挟んで、保持部１８が基体４を軸芯が鉛直方向と平行な状態で保持する。さらに、制御装置１２がチャックシリンダ２６の一対の接離ロッド３９同士を互いに離す。
【００６２】
その後、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０を降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（一方の支持具２４ａ）を通す位置に位置付けられたと判定すると当該移動部１９を停止する。そして、制御装置１２が塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内へ塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より低くなるように該塗料７を供給させる。このとき、シール部材４１が支持具２４との間を水密に保つこととなるので、支持具２４に塗料７が付着することなく、また、塗工桶２０と支持具２４との間から塗料７が漏れることがない。
【００６３】
続いて、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０を徐々に降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に基体４を通す位置即ち塗工桶２０が基体４の上端部４ａ側に位置付けられたと判定すると、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より高くなるように該塗料７を供給させる。すると、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、離型層６が形成される。
【００６４】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４の下端部４ｂ側に位置付けられたと判定すると、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より低くなるように該塗料７を回収させる。
【００６５】
さらに、制御装置１２が、移動部１９に塗工桶２０をさらに降下させるとともに、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（他方の支持具２４ｂ）を通す位置に位置付けられたと判定すると、当該移動部１９を停止する。このとき、シール部材４１及びカバー部材４２の弾性部材４９が支持具２４との間を水密に保つこととなるので、支持具２４に塗料７が付着することなく、また、塗工桶２０内の空間５０が密閉されて該塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００６６】
最後に、制御装置１２がチャックシリンダ２６のロッド３２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２３と、該マンドレル２３の上端部２８ａに位置した一方の支持具２４ａとが取り除かれた後、制御装置１２が、クランプ部３７の一対の接離ロッド３９同士を互いに近づけて、残った他方の支持具２４ｂを挟むとともに、移動部１９に塗工桶２０を上昇させて、前述した工程と同様に、基体４を塗装する。
【００６７】
このように、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、保持部１８のマンドレル２３に保持された基体４の上端部４ａと相対した塗工桶２０の内周側から塗料７を塗出させながら、該塗工桶２０が基体４の下端部４ｂに向かって移動するように、移動部１９と塗料供給ユニット１０とを制御する。
【００６８】
さらに、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられた際に、該塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より低くなるようにし、且つ、塗工桶２０が開口部４５内に基体４を通す位置に位置付けられた際に、該塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１の先端より高くなるように、塗料供給ユニット１０を制御する。
【００６９】
本実施形態によれば、塗工桶２０の上面に設けられた円環状のカバー部材４２が、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材４２の内周面４７ａが支持具２４の外周面２４ｃと当接して塗工桶２０内の空間５０を密閉するように取り付けられているので、塗工桶２０内の空気が該塗工桶２０外へ流出することを防止することができる。
【００７０】
このため、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置において、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぎ、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。また、塗工桶２０の上面にカバー部材４２を取り付けるだけの簡単な構成とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【００７１】
また、支持具２４の外径を基体４（被塗装物）の外径よりも大きくし且つカバー部材４２の内径を支持具２４の外径に合わせて形成しているので、開口部４５内に支持具２４を通す位置に塗工桶２０が位置付けられた際に、該塗工桶２０に取り付けられたカバー部材４２の内周面４７ａを支持具２４の外周面２４ｃと確実に当接させることができ、塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって確実に密閉することができる。よって、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００７２】
さらに、カバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとのうち少なくとも一方に、カバー部材４２と支持具２４との間を水密に保つ弾性部材４９が設けられているので、塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって確実に密閉することができ、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。
【００７３】
また、カバー部材４２と支持具２４との位置決めが高精度でなくても、弾性部材４９によってカバー部材４２と支持具２４とを密着させて塗工桶２０内の空間５０の密閉が可能であるため、装置の精度の管理が簡単となり、安定した被塗装物への塗膜形成を可能とする。
【００７４】
前述した実施形態では、弾性部材４９がカバー部材４２のカバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている場合を示しているが、これに限定されるものではなく、支持具２４の外周面２４ｃに設けられていても良い。また、本発明では、弾性部材４９を設けた場合を示しているが、これに限定されるものではなく、カバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとを当接させて、塗工桶２０内の空間５０を密閉する構成としても良いことは勿論である。
【００７５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｂを、図５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。
【００７６】
本実施形態では、図５に示すように、塗料供給ユニット１０が、収容タンク１３内の空気（塗料の蒸気を含んだ）Ｓを塗工桶２０内に供給する気体供給部５１をさらに備えている。この気体供給部５１は、連通管５２と、気体移動手段としてのポンプ５３とを備えている。
【００７７】
連通管５２は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と塗工桶２０の桶本体４０とを連通して、収容タンク１３内及び塗工桶２０内の空気Ｓを通す。ポンプ５３は、収容タンク１３内の空気Ｓを連通管５２内を通して塗工桶２０の空間５０に出し入れする。
【００７８】
前述した構成の気体供給部５１は、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４の下端部４ｂ側に位置付けられたと判定して、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａがシール部材４１先端より低くなるように該塗料７を回収させるのと連動して、気体供給部５１に収容タンク１３内の空気Ｓを塗工桶２０内の空間５０に供給させる。
【００７９】
このとき、制御装置１２は、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して塗工桶２０内の空間５０に供給するように気体供給部５１を制御する。すると、塗工桶２０内の空気圧が外気圧よりも高くなり、該塗工桶２０内の空気Ｓがカバー部材４２の内周面４７ａと基体４の外周面４ｃとの間から流出するので、塗工桶２０内への外気の侵入を防止することとなり、塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００８０】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４（他方の支持具２４ｂ）を通す位置に位置付けられたと判定すると、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、気体供給部５１に収容タンク１３内の空気Ｓを加圧した状態で塗工桶２０内の空間５０にさらに供給させる。すると、シール部材４１及びカバー部材４２の弾性部材４９によって密閉された塗工桶２０内の空気圧を上昇させることとなり、塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００８１】
このように、前述した塗膜形成装置１Ｂの制御装置１２は、塗工桶２０が基体４の上端部４ａと相対した際に、塗料供給ユニット１０に塗工桶２０内の塗料７を回収させるのと連動して、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して塗工桶２０内に供給するようにし、且つ、塗工桶２０が支持具２４（他方の支持具２４ｂ）と相対した際に、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、収容タンク１３内の空気Ｓを加圧した状態で塗工桶２０内にさらに供給するように、気体供給部５１を制御する。そして、この制御装置１２は、特許請求の範囲に記載された、第２の制御部を成している。
【００８２】
本実施形態によれば、塗料供給ユニット１０に設けられた塗料７を収容する収容タンク１３内の空気Ｓを塗工桶２０内に供給する気体供給部５１が設けられているので、塗工桶２０内を収容タンク１３内の空気Ｓで充満させることで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぐことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８３】
また、気体供給部５１には、収容タンク１３と塗工桶２０とを連通して空気Ｓを通す連通管５２と、該空気Ｓの移動を自在とするポンプ５３とが設けられているので、塗工桶２０内を収容タンク１３内の空気Ｓで充満させることで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を防ぐことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８４】
さらに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの昇降と連動して、塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを出し入れするようにポンプ５３即ち気体供給部５１を制御装置１２によって制御しているので、塗工桶２０内に供給される塗料７と同等の体積の空気Ｓを該塗工桶２０内から排出するとともに、塗工桶２０内から回収される塗料７と同等の体積の空気Ｓを該塗工桶２０内に供給することができ、よって、塗工桶２０外への無駄な空気の流出を防ぐことができるので、必要とする空気の量を低減し、空気Ｓを貯留する収容タンク１３の小型化を可能とする。
【００８５】
また、制御装置１２が、ポンプ５３即ち気体供給部５１に塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを加圧して供給させるので、塗工桶２０内の空気Ｓを加圧することで、塗工桶２０内の塗料７の蒸発を低減することができるとともに、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａを低くすることで露出する塗工桶２０に設けられたシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥防止の効果を向上させることができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラや異物の発生を防止することができる。
【００８６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る塗膜形成装置１Ｃを、図６及び図７を参照して説明する。なお、前述した第１の実施形態及び第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。
【００８７】
本実施形態では、図６に示すように、カバー部材４２が、前述した弾性部材４９の代わりに、内部に流体が圧入されることで膨張するバルーン５５と、該バルーン５５に加圧した気体を供給する加圧気体供給部５６とを備えている。
【００８８】
バルーン５５は、ゴムなどの弾性変形自在な合成樹脂で構成されて、袋状に形成されている。また、バルーン５５は、カバー本体４７の内径と略等しい円環状に形成されて、該カバー本体４７の内周面４７ａに取り付けられている。バルーン５５は、内径が支持具２４の外径よりも若干小さく形成されて、カバー本体４７の内側に通された支持具２４の外周面２４ｃを該支持具２４の径方向に沿って内側に押圧するとともに、該支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つ。また、バルーン５５は、内径が基体４の外径より大きく形成されており、カバー本体４７の内側に基体４が通された際に、基体４の外周面４ｃと間隔をあける。
【００８９】
加圧気体供給部５６は、図示しない加圧気体供給源と、レギュレータ５７と、加圧気体連通管５８ａと、バルブ５９と、気体排出管５８ｂとを備えている。レギュレータ５７は、加圧気体供給源から送り出された加圧気体の圧力を調整する。加圧気体連通管５８ａは、細長い管状に形成されており、バルーン５５と加圧気体供給部（図示せず）とをレギュレータ５７及びバルブ５９を介して連通して、加圧気体供給部（図示せず）から送り出された加圧気体を通す。
【００９０】
バルブ５９は、レギュレータ５７からバルーン５５への加圧気体の供給と、バルーン５５内の加圧気体の排出とを切り替える。気体排出管５８ｂは、細長い管状に形成されており、バルブ５９に接続されてバルーン５５内から排出された加圧気体を通す。
【００９１】
前述した構成の加圧気体供給部５６は、加圧気体供給源及びレギュレータ５７から供給された加圧気体を、加圧気体連通管５８ａを通してバルーン５５内に供給して、この加圧気体によりバルーン５５を膨張させる。そして、バルブ５９を切り替えることで、バルーン５５内の加圧気体を気体排出管５８ｂを通して外部に排出する。
【００９２】
また、本実施形態では、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、前述した塗料供給管１５及びポンプ１６に加えて、塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収する塗料回収部６０をさらに備えている。この塗料回収部６０は、塗料回収管６１と、ポンプ６２とを備えている。
【００９３】
塗料回収管６１は、細長い管状に形成されており、収容タンク１３と塗工桶２０の桶本体４０とを連通して塗料７を通す。ポンプ６２は、塗工桶２０内の塗料７を塗料回収管６１内を通して収容タンク１３内に送り出す。そして、前述した塗料回収部６０は、ポンプ６２が塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に送り出すことで、収容タンク１３内に塗料７を回収する。
【００９４】
前述した構成の加圧気体供給部５６と塗料回収部６０とは、以下のように、制御装置１２により制御される。制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が開口部４５内に支持具２４を通す位置に位置付けられたと判定して、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させる。すると、加圧気体の供給によってバルーン５５が膨張して、支持具２４との間を水密に保つこととなるので、塗工桶２０内の空間５０が密閉されて該塗工桶２０内に残った塗料７が乾燥することがない。
【００９５】
そして、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が基体４と相対する位置に位置付けられたと判定すると、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させる。すると、加圧気体の排出によってバルーン５５が縮小して、基体４の外周面４ｃと間隔をあけた状態となる。
【００９６】
また、制御装置１２が、リニアエンコーダ３５からの情報に基づいて、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられたと判定し、且つ、塗工桶２０内の空間５０が密閉された状態で長時間放置する場合、塗料回収部６０に塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収させるとともに、塗料供給ユニット１０に収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０内に供給させる。すると、収容タンク１３内の塗料７と塗工桶２０内の塗料７とが循環することとなり、塗工桶２０内の塗料の濃度を均一に保つことができる。
【００９７】
このように、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられた際に、移動部１９に塗工桶２０の降下を停止させるのと連動して、加圧気体供給部５６にバルーン５５内に加圧気体を供給させ、且つ、塗工桶２０が基体４と相対する位置に位置付けられた際に、加圧気体供給部５６にバルーン５５内の加圧気体を外部に排出させる。
【００９８】
さらに、前述した塗膜形成装置１Ｃの制御装置１２は、塗工桶２０が支持具２４と相対する位置に位置付けられ、且つ、塗工桶２０内の空間５０が密閉された状態で長時間放置する際に、塗料回収部６０に塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収させるとともに、塗料供給ユニット１０に収容タンク１３内の塗料７を塗工桶２０内に供給させる。
【００９９】
本実施形態によれば、弾性部材４９が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーン５５で構成されているので、バルーン５５の膨張によりカバー部材４２の内周面４７ａと支持具２４の外周面２４ｃとの間を水密に保つことで塗工桶２０内の空間５０をカバー部材４２によって密閉することができ、塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの低下により露出するシール部材４１及びその周辺部に付着した塗料７の乾燥を確実に防ぐことができる。また、バルーン５５の膨張により塗工桶２０内の空間の密閉を行う軽量で且つ簡単な機構とすることで、装置を小型で安価なものとすることができる。
【０１００】
また、塗工桶２０内の塗料７を収容タンク１３内に回収する塗料回収部６０が設けられているので、塗工桶２０内の塗料７と収容タンク１３内の塗料７との循環を行うことができ、メンテナンス等の長時間にわたって装置が停止する場合でも、塗工桶２０内の塗料７の濃度を均一に保つことができ、よって、次回の塗装時に塗装ムラの発生を防止することができる。
【０１０１】
前述した実施形態では、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、前述した塗料供給管１５及びポンプ１６に加えて塗料回収部６０をさらに備えている構成としているが、本発明は、塗膜形成装置１Ｃの塗料供給ユニット１０が、塗料供給管１５、ポンプ１６及び塗料回収部６０に加えて、気体供給部５１をさらに備えた構成として、制御装置１２が気体供給部５１に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａの昇降と連動して、塗工桶２０内に収容タンク１３内の空気Ｓを出し入れするように制御しても良いことは勿論である。
【０１０２】
次に、本発明の発明者は、第１の実施形態乃至第３の実施形態及び比較例１について、後述する試験１を行い、その効果を確認した。また、試験１及び結果を図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は、本発明に係る塗膜形成装置によって塗膜が形成された際に生じる被塗装物の厚膜化領域を示す概略図である。図９は、連続塗装回数に対する一層物の厚膜化領域長さの結果を示すグラフである。
【０１０３】
（比較例１）
比較例１の塗膜形成装置（図示せず）は、前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａの塗工桶２０のカバー部材４２を有していない構成である。即ち、塗工桶２０の上面側が内外を連通して開口した構成である。
【０１０４】
（試験１）
前述した第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａ、第２の実施形態の塗膜形成装置１Ｂ、第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃ、及び、比較例１の塗膜形成装置を用い、且つ、塗料７としてＰＦＡディスパージョン（水分散系）、及び被塗装物としてポリイミド（以下ＰＩ）で構成された直径６０ｍｍ、長さ３７０ｍｍ、厚さ７０μｍの円筒状の基材の外周に膜厚１５０μｍのゴム層が形成された無端状ベルトを用いて、連続して複数の無端状ベルトへの離型層の形成を行った。
【０１０５】
また、連続して複数の無端状ベルトに離型層を形成する際のサイクルタイムは１１５ｓｅｃ（秒）で行い、その間に塗工桶２０内の塗料７の液面７ａが低下した状態で放置される時間は約１７ｓｅｃとした。
【０１０６】
そして、無端状ベルトへの塗料７の塗布開始時に生じる該塗料７の厚膜化する領域Ｔ（図８に示す）が、品質不良とならない塗布開始地点から１５ｍｍ以下に抑えられた無端状ベルトが得られる連続塗装回数を調べた。そして、その結果を第１の実施形態乃至第３の実施形態及び比較例１との比較を図９のグラフに示す。
【０１０７】
図９のグラフによれば、比較例１の塗膜形成装置（図示せず）を用いて試験１を実施したところ、１２回目で厚膜化する領域Ｔが１５ｍｍを越える結果となった。これにより、１２回以上連続して塗膜を形成することはできず、残留塗料の回収や塗工桶２０の交換等のメンテナンスを行うため、１１本ごと（２１分ごと）に約５分の停止時間が必要となり、生産性を低下させる大きな要因となる。また、比較例１では日産本数が６０６本である。
【０１０８】
第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａを用いて試験１を実施したところ、連続１９本まで厚膜化する領域を１５ｍｍ以下に抑えられる結果が得られた。これにより、１８本ごと（３５分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上し、日産本数が６０６本から６５７本まで増産(８％ＵＰ)することが可能となる。
【０１０９】
第２の実施形態の塗膜形成装置１Ｂを用いて試験１を実施したところ、連続６３本まで厚膜化する領域を１５ｍｍ以下に抑えられる結果が得られた。これにより、６２本ごと(１１９分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上して、日産本数が６０６本から７２０本まで増産(１９％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１０】
第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃを用いて試験１を実施したところ、連続して塗膜の形成を行う場合における塗工桶２０内の塗料７の乾燥防止の効果は、原理上、第１の実施形態の塗膜形成装置１Ａと同等であり、第１の実施形態と同じく１８本ごと(３５分ごと)に約５分の停止時間となり、生産性が向上し、日産本数が６０６本から６５７本まで増産(８％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１１】
また、従来は１０分間の休憩時間の直後は、塗料７の濃度上昇により無端状ベルトが全体的に厚膜化して、無端状ベルトに形成した塗膜の膜厚が約２２μｍとなってしまい、塗膜の膜厚規格上限値に近づくため、必ず塗工桶の交換を必要としていたが、第３の実施形態の塗膜形成装置１Ｃの場合では、塗料７の循環により濃度が均一化して、停止時間１０分経過後でも無端状ベルトに形成した塗膜の膜厚が約２０μｍとなり、塗工桶２０の交換を不要として、さらにメンテナンスの時間を削減することでき、日産本数が６０６本から６７３本まで増産(１１％ＵＰ)することが可能となる。
【０１１２】
なお、塗膜の膜厚規格は１８±５μｍであり、無端状ベルトの中央部は、ほぼ中心値の膜厚で塗膜が形成されるが、厚膜化する領域Ｔ（図８に示す）の膜厚は約３０μｍであり、１５ｍｍを超えると直ちに品質不良となる。
【０１１３】
前述した試験１の結果から、第１の実施形態乃至第３の実施形態は、被塗装物への塗装ムラや異物の付着等による塗装不良の発生を防止して安定した塗装が可能な塗膜形成装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃであることが明らかとなった。
【０１１４】
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に塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【０１１５】
また、前述した実施形態では、保持部１８によって基体４を固定して、移動部１９の支持ベース３６を移動させている。しかしながら、本発明では、支持ベース３６を固定して、基体４を移動させても良く、支持ベース３６と基体４との双方を移動させても良い。
【０１１６】
さらに、前述した実施形態では、制御装置１２が特許請求の範囲に記載の第１の制御部及び第２の制御部を成している場合を示しているが、本発明は、これに限定するものではなく、第１の制御部と第２の制御部とが別々に設けられていても良い。
【０１１７】
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、塗布ユニット１１の保持部１８と移動部１９及び制御装置１２等は、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】
【０１１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。
【図３】図１に示された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４】図３中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る塗膜形成装置の概略の構成を示す説明図である。
【図７】図６に示された塗膜形成装置の塗工桶などの部分拡大図である。
【図８】本発明に係る塗膜形成装置によって塗膜が形成された際に生じる被塗装物の厚膜化領域を示す概略図である。
【図９】連続塗装回数に対する一層物の厚膜化領域長さの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
７ 塗料
７ａ 液面
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１２ 制御装置（第１及び第２の制御部）
１３ 収容タンク
２０ 塗工桶
２４ 支持具
２４ｃ 外周面
４１ シール部材
４２ カバー部材
４５ 開口部
４７ａ 内周面
４９ 弾性部材
５０ 空間
５１ 気体供給部
５２ 連通管
５３ ポンプ
５５ バルーン
６０ 塗料回収部
Ｓ 空気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の被塗装物をその両端を挟んで鉛直方向に支持する支持具と、
塗料を収容し且つ前記被塗装物を通す開口部が設けられた塗工桶と、
前記塗工桶に設けられて該塗工桶と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、
前記塗工桶内に前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置では、該塗工桶内の塗料の液面を前記シール部材よりも低くさせ、且つ、前記塗工桶が前記開口部内に前記被塗装物を通す位置では、前記液面を前記シール部材よりも高くさせるように制御する第１の制御部と、
を備えた前記被塗装物に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
前記塗工桶の上面には、円環状に形成されたカバー部材が設けられ、そして、
前記カバー部材が、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が前記支持具の外周面と当接して前記塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記支持具の外径が、前記被塗装物の外径よりも大きく形成され、そして、前記カバー部材の内径が、前記支持具の外径に合わせて形成されていることを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記カバー部材の前記内周面と前記支持具の前記外周面とのうち少なくとも一方に、前記カバー部材と前記支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記塗料供給部に設けられた前記塗料を収容する収容タンク内の空気を前記塗工桶内に供給する気体供給部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４のうち何れか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記気体供給部には、前記収容タンクと前記塗工桶とを連通して前記空気を通す連通管と、前記空気の移動を自在とする気体移動手段と、が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記塗工桶内の前記塗料の液面の昇降と連動して、前記気体移動手段が前記塗工桶内に前記空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記第２の制御部が、前記気体移動手段に前記塗工桶内に前記空気を加圧して供給させる制御部であることを特徴とする請求項７に記載の塗膜形成装置。
【請求項９】
前記塗工桶内の前記塗料を前記収容タンク内に回収する塗料回収部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８のうち何れか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項１】
円筒状の被塗装物をその両端を挟んで鉛直方向に支持する支持具と、
塗料を収容し且つ前記被塗装物を通す開口部が設けられた塗工桶と、
前記塗工桶に設けられて該塗工桶と前記被塗装物との間を水密に保つシール部材と、
前記塗工桶内に前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置では、該塗工桶内の塗料の液面を前記シール部材よりも低くさせ、且つ、前記塗工桶が前記開口部内に前記被塗装物を通す位置では、前記液面を前記シール部材よりも高くさせるように制御する第１の制御部と、
を備えた前記被塗装物に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置であって、
前記塗工桶の上面には、円環状に形成されたカバー部材が設けられ、そして、
前記カバー部材が、前記塗工桶が前記開口部内に前記支持具を通す位置に位置付けられた際に、当該カバー部材の内周面が前記支持具の外周面と当接して前記塗工桶内の空間を密閉するように取り付けられていることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記支持具の外径が、前記被塗装物の外径よりも大きく形成され、そして、前記カバー部材の内径が、前記支持具の外径に合わせて形成されていることを特徴とする請求項１記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記カバー部材の前記内周面と前記支持具の前記外周面とのうち少なくとも一方に、前記カバー部材と前記支持具との間を水密に保つ弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記弾性部材が、内部に圧入される流体によって膨張されるバルーンで構成されていることを特徴とする請求項３に記載の塗膜形成装置。
【請求項５】
前記塗料供給部に設けられた前記塗料を収容する収容タンク内の空気を前記塗工桶内に供給する気体供給部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４のうち何れか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
前記気体供給部には、前記収容タンクと前記塗工桶とを連通して前記空気を通す連通管と、前記空気の移動を自在とする気体移動手段と、が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の塗膜形成装置。
【請求項７】
前記塗工桶内の前記塗料の液面の昇降と連動して、前記気体移動手段が前記塗工桶内に前記空気を出し入れするように制御する第２の制御部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の塗膜形成装置。
【請求項８】
前記第２の制御部が、前記気体移動手段に前記塗工桶内に前記空気を加圧して供給させる制御部であることを特徴とする請求項７に記載の塗膜形成装置。
【請求項９】
前記塗工桶内の前記塗料を前記収容タンク内に回収する塗料回収部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８のうち何れか１項に記載の塗膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１８２６８（Ｐ２００９−１８２６８Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８３６３９（Ｐ２００７−１８３６３９）
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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