塗膜形成装置、その塗膜形成装置により形成された電子写真用定着部材、その電子写真用定着部材を有した画像形成装置
【課題】軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材にも均一な厚みの塗膜を容易に形成できる塗膜形成装置を提供する。
【解決手段】塗膜形成装置１Ｂは、基体４を保持する保持部１８と、気体４の外周面４ｃに向かって塗料７を吐出する塗布ノズル１９と、塗布ノズル１９から円錐状に吐出された塗料７に向かってガスを噴射することにより、塗料７の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、制御装置と、を有している。この気体噴射手段は、塗布ノズル１９の全周に亘って円環状に形成されかつガスが収容される気体収容室４４と、気体収容室４４に連通しかつ塗布ノズル１９の内周面３０の全周に亘って開口したガスを噴射する第２のスリット４５と、気体収容室４４に加圧気体を送り込む気体供給ユニットと、を有している。また、制御装置は、基体４と塗布ノズル１９との間隔ＣＧの変化に応じて第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を制御する。
【解決手段】塗膜形成装置１Ｂは、基体４を保持する保持部１８と、気体４の外周面４ｃに向かって塗料７を吐出する塗布ノズル１９と、塗布ノズル１９から円錐状に吐出された塗料７に向かってガスを噴射することにより、塗料７の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、制御装置と、を有している。この気体噴射手段は、塗布ノズル１９の全周に亘って円環状に形成されかつガスが収容される気体収容室４４と、気体収容室４４に連通しかつ塗布ノズル１９の内周面３０の全周に亘って開口したガスを噴射する第２のスリット４５と、気体収容室４４に加圧気体を送り込む気体供給ユニットと、を有している。また、制御装置は、基体４と塗布ノズル１９との間隔ＣＧの変化に応じて第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を制御する。
【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）の弾性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およびプリンタなどの画像形成装置では、加熱された定着部材とこの定着部材に圧接する加圧部材との間に、トナー像が転写された転写紙を通して、前記トナー像のトナーを溶融するとともに前記転写紙に定着させる定着プロセスを行う。また、その定着プロセスで用いられる定着ローラあるいは定着ベルトなどの定着部材は、アルミ、鉄などで構成される円筒形状の芯金や、ポリイミド、Ｎｉなどで構成される無端状の基体上にプライマ（接着剤）を塗布するとともに、その上からシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを含んだ塗料を塗布して、厚みが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成するなどして得られる（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
上記弾性層は、上述した定着プロセスにおいて、トナーを転写紙に押圧する圧力を均一にし画像の粒状度を向上させることが一般的に知られている。また、この弾性層の厚みが定着画像品質に影響を及ぼすとともに、前記定着部材の立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、上記弾性層の厚みは均一にすることが求められている。
【０００４】
また、上述した弾性層を形成する方法として、従来より、浸漬塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法やロール塗布法等の種々の方法が知られている。
【０００５】
上記浸漬塗布法は、塗料が充填された液槽に、上述した円筒形状の芯金や無端状の基体などの被塗装物を浸漬した後、この被塗装物を上下移動させて塗布を行うといった比較的手軽な方法である。しかし、この浸漬塗布法は、浸漬時の前記被塗装物の上部と下部とで膜厚差が生じること、塗料の粘度により前記被塗装物の上下移動速度（塗布速度）が決定されるため高粘度の塗料を薄膜状に塗布する場合には生産効率が低いこと、また高粘度の塗料を低粘度化するために溶剤等を用いて希釈した場合であっても、前記液槽内にて塗料の濃度ムラが生じるため液物性の維持が非常に困難であること、といった問題があった。
【０００６】
上記スプレー塗布法は、塗料を霧状に噴霧して塗布する方法である。しかし、高粘度の塗料は溶剤等を用いて希釈する必要があること、噴霧した塗料を被塗装物へ吹付けるため塗膜の平滑性に劣ること、また前記被塗装物への塗料の到達率が数％〜３０％程度であり塗料の歩留まりが非常に低く生産効率が低いといった問題があった。
【０００７】
上記ブレード塗布法及びロール塗布法は、前記被塗装物の軸芯方向にブレードもしくはロールを配置し、前記被塗装物を回転させながら塗布を行い、前記被塗装物を１回転させた後ブレードもしくはロールを後退させる塗布方法である。しかし、ブレードもしくはロールを後退させる際に、塗料の粘性により塗膜の一部に他の部分より厚い部分が生じて均一な塗膜が得られないこと、またこの局所的に不均一な塗膜は、特に電子写真用定着部材においては局所的な定着不足や濃淡ムラなどの定着画像品質の低下を誘発する直接的な原因となってしまうといった問題があった。
【０００８】
このように上述した従来の塗布方法は、高粘度シリコーンゴム等の塗料を薄い膜状に均一に塗布することが要求される定着部材の弾性層の製造に必ずしも適しておらず、量産性においても非効率的である。
【０００９】
上記問題を解決するため、前記被塗装物の外周面に沿うように環状のノズルから塗料を吐出させ、ノズルと前記被塗装物とを相対的に移動させることにより前記塗料を塗布する環状塗布方法が考案されている（特許文献２〜４を参照。）。
【００１０】
上記特許文献２〜４には、軸芯が鉛直方向と平行な状態で支持された前記被塗装物の全周に亘って塗料を吐出するスリットを有する環状塗布ノズルを設け、塗料を吐出しながら前記被塗装物を環状塗布ノズルに対して相対的に鉛直方向上方に移動させることにより前記被塗装物の外周面に塗料を塗布する方法が記載されている。この環状塗布ノズルによる塗布方法は、環状塗布ノズルから吐出される直前まで塗料が大気に曝されていないことから、この塗料の粘度、表面張力、密度、温度を精密に管理する事が容易であり、塗膜の平滑性及び均一性を良好に保持することができる。また、塗料の供給量を調整することで塗布速度を上げる事が可能であり、上述した浸漬塗布法に比べて非常に生産性が良い。また、吐出される塗料の大部分が前記被塗装物の外周面に到達し（付着し）、塗料の歩留まりが高い。
【特許文献１】特開２００２−１４５５７号公報
【特許文献２】特公平７−５２２９６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５２８３０号公報
【特許文献４】特開昭５６−１５８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述した特許文献２〜４に示された塗布方法は、前記被塗装物と環状塗布ノズルとの間隔が一定以上に大きくなると、前記被塗装物の外周面に塗料が到達しない（付着しない）という問題があった。このことから、径の異なる多種類の前記被塗装物に塗膜を形成するにあたっては、それぞれの被塗装物の径に応じて前記環状塗布ノズルから被塗装物の外周面までの距離を調整した複数台の塗膜形成装置を設ける必要があり、設備費が増大する傾向にあった。
【００１２】
また、前記被塗装物は、軸芯方向に沿った一端部から他端部に亘って同一径に形成されたものばかりではなく、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも小径に形成されたつづみ形状（逆クラウン形状）の被塗装物や、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも大径に形成されたクラウン形状の被塗装物もある。しかし、前述した特許文献２〜４に示された塗布方法では、つづみ形状（逆クラウン形状）の被塗装物の中央部に前記塗料が届かなかったり、クラウン形状の被塗装物の中央部の膜厚が両端部よりも厚くなってしまうといった問題が生じてしまい、このように軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材への塗布は困難であった。
【００１３】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１４】
即ち、本発明は、均一な厚みの塗膜を容易に形成できるとともに径の異なる多種類の被塗装物に幅広く対応することができる塗膜形成装置、及びその塗膜形成装置により形成された電子写真用定着部材、並びにその電子写真用定着部材を有した画像形成装置を提供することを第１の目的とし、軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材にも均一な厚みの塗膜を容易に形成できる塗膜形成装置、及びその塗膜形成装置により形成された電子写真用定着部材、並びにその電子写真用定着部材を有した画像形成装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上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、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おいて、前記外周面が露出し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、円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、を有していることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、を有していることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有していることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載された発明において、前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載された発明は、請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載された塗膜形成装置により形成されたことを特徴とする電子写真用定着部材である。
【００２１】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された電子写真用定着部材を有していることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載された発明によれば、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おいて、前記外周面が露出し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、円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、を有していることから、前記塗布ノズルから吐出された塗料を、該塗料の自重で落下して前記被塗装物に接触する位置よりも前記塗布ノズルの周方向内側または外側の位置で前記被塗装物に接触させることが可能になるので、均一な厚みの塗膜を容易に形成できるとともに径の異なる多種類の被塗装物に幅広く対応することができる塗膜形成装置を提供することができる。
【００２３】
請求項２に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連結しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、を有していることから、前記ピストンの移動速度を変化させて噴射される前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２４】
請求項３に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、を有していることから、前記加圧気体供給源から送り込まれる前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有していることから、前記シャッター部材を移動させ前記第２のスリットの開口面積を変化させて噴射される前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２６】
請求項５に記載された発明によれば、前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることにより、軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材にも均一な厚みの塗膜を容易に形成できる塗膜形成装置を提供することができる。
【００２７】
請求項６に記載された発明によれば、均一な厚みの塗膜を有する電子写真用定着部材を安価で提供することができる。
【００２８】
請求項７に記載された発明によれば、均一な厚みの塗膜を有する安価な電子写真用定着部材を有していることから、定着画像品質が良好でかつ電子写真用定着部材の立ち上がり時間を短縮でき省エネルギー化に貢献することができる画像形成装置を安価で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図６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ローラの斜視図である。図７は、図６中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【００３０】
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電子写真用定着部材としての定着ローラ２（図６に示す。）の被塗装物としての基体４に、塗料７を塗布することにより、塗膜としての弾性層５を形成する装置である。また、この塗料７として、本実施例では、シリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ粘度が３０Ｐａ・ｓ程度の２液性高温硬化型液状シリコーンゴムを使用している。
【００３１】
上記定着ローラ２は、図６に示すように、円筒状に形成されている。また、この定着ローラ２は、図７に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成されるとともに直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状に形成された上記基体４と、プライマ（接着剤）層３と、厚みＴが１００〜３００μｍ程度に形成された上記弾性層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。また、この弾性層５は、図１に示す基体４の軸芯方向の一端部（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下端部）４ａから、基体４の軸芯方向の他端部（塗膜形成装置１Ａによって塗料７が塗布される際には上端部）４ｂに亘って形成されている。このような定着ローラ２は、加熱された状態で、転写紙上に担持されたトナーを該転写紙に押圧して、このトナーを転写紙に定着させる。
【００３２】
上記塗膜形成装置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、気体供給ユニット４７と、制御部としての制御装置１２とを有している。この塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置されるユニット本体１３と、複数の原液タンク１４と、複数の汲み上げポンプ１５と、混合機１６と、を有している。また、混合機１６と、塗布ユニット１１の後述する塗布ノズル１９とは、２本の配管４０によって互いに連結されている。
【００３３】
上記ユニット本体１３は、箱状に形成されており、上記原液タンク１４と、上記汲み上げポンプ１５とは、このユニット本体１３内に収容されている。この原液タンク１４は、前述した塗料７の元となる液体を収容している。このような原液タンク１４は、図示例では、二つ設けられている。また、汲み上げポンプ１５は、原液タンク１４内の液体を汲み上げて混合機１６に供給する。このような汲み上げポンプ１５は、一つの原液タンク１４に対して一つ設けられている。また、混合機１６は、ユニット本体１３の上面に設置され、かつ複数の原液タンク１４から汲み上げポンプ１５を介して前述した液体が供給される。このような混合機１６は、複数の原液タンク１４からの液体を混合して、前述した塗料７を生成して、この塗料７を配管４０を介して塗布ノズル１９内に送り出す。
【００３４】
上記塗布ユニット１１は、フレーム１７と、保持部１８と、塗布ノズル１９と、移動部２０とを有している。このフレーム１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、この台部２１から上方に向かって延在した板状の延在板部２２と、この延在板部２２の上端部から水平方向に沿って延在した板状の上方板２３とを有している。この上方板２３は、平板状に形成され、台部２１と鉛直方向に沿って間隔をあけて相対している。
【００３５】
上記保持部１８は、立設柱２４と、上チャック２５とを有している。この立設柱２４は、円柱状に形成されるとともに、軸芯が鉛直方向と平行になる向きで台部２１の上面から上方に向かって立設している。このような立設柱２４は、基体４内に通されてこの基体４を保持する。また、立設柱２４が基体４を保持すると、この立設柱２４の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。また、立設柱２４が基体４を保持すると、該基体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。このように、立設柱２４即ち保持部１８は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行になるように基体４を保持する。
【００３６】
上記上チャック２５は、チャックシリンダ２６と、押さえ部材２７とを有している。チャックシリンダ２６は、シリンダ本体２８と、このシリンダ本体２８から突没自在なロッド２９とを有している。このシリンダ本体２８は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド２９が伸長する状態で、上述した上方板２３に取り付けられている。また、押さえ部材２７は、厚手の円盤状に形成され、ロッド２９の先端に取り付けられているとともに、立設柱２４と同軸に配置されている。このような上チャック２５は、チャックシリンダ２６のロッド２９が伸長すると、押さえ部材２７が立設柱２４に保持された基体４の上端部４ｂと当接して、立設柱２４に対して基体４を位置決めする。また、上チャック２５は、チャックシリンダ２６のロッド２９が縮小すると、押さえ部材２７が基体４の上端部４ｂから離れて、基体４を立設柱２４から着脱自在とする。
【００３７】
上記塗布ノズル１９は、図２に示すように、円環状の空洞１９ａ（以下、塗料収容室１９ａと呼ぶ。）及び円環状の空洞４４（以下、気体収容室４４と呼ぶ。）を有した円環状に形成されている。この塗料収容室１９ａは、気体収容室４４よりも塗布ノズル１９の周方向外側に配されている。また、塗料収容室１９ａには、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給されるとともに、気体収容室４４には、後述の気体供給ユニット４７から気体としてのガスが供給される。このような塗布ノズル１９は、移動部２０によって、立設柱２４と立設柱２４に保持された基体４などと同軸に配置されているとともに、前述した軸芯Ｐに沿って移動自在に支持されている。また、塗布ノズル１９の内径は、立設柱２４に保持された基体４の外径よりも大きい。即ち、塗布ノズル１９は、その内周面３０が基体４の外周面４ｃと間隔ＣＧをあけて相対しているとともに、保持部１８に保持された基体４と同軸に配置されている。
【００３８】
また、上記塗布ノズル１９の内周面３０には、塗料収容室１９ａから塗布ノズル１９外に連通したスリット１９ｂが、この塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。このような塗布ノズル１９は、塗料供給ユニット１０から塗料収容室１９ａに供給された塗料７を、スリット１９ｂを通して保持部１８の立設柱２４などに保持された基体４の外周面４ｃに向かって吐出する。この際、塗料７は、円錐状のカーテン状（面状）に吐出される。また、本明細書では、このスリット１９ｂから吐出されて基体４の外周面４ｃに付着するまでの円錐状のカーテン状に吐出された塗料７を「カーテン膜」と表現する。
【００３９】
また、上記塗布ノズル１９の内周面３０には、気体収容室４４から塗布ノズル１９外に連通した第２のスリット４５が、この塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。このような塗布ノズル１９は、後述の気体供給ユニット４７から気体収容室４４に供給されたガスを、第２のスリット４５を通して、スリット１９ｂから円錐状のカーテン状に吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図２中矢印Ｓ１で示す。）。また、この際、塗布ノズル１９は、カーテン膜の周方向全周に亘って均一にガスを噴射する。さらに、塗布ノズル１９は、ガスを、カーテン膜の先端部、即ち外周面４ｃとの接触位置Ｋ（図２中に示す。）、よりもスリット１９ｂ寄り（上流）の位置に向かって噴射する。
【００４０】
このように本発明では、基体４の外周面４ｃに向かって吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に、鉛直方向下方から斜め上方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向外側から内側に向かう向きでガスを吹きつけることにより、塗布ノズル１９から吐出された塗料７の吐出方向を変化させて、この塗料７を、自身の自重で落下して基体４の外周面４ｃに接触する位置よりも塗布ノズル１９の周方向内側の位置で基体４の外周面４ｃに接触させることが可能になるので、一台の塗膜形成装置１Ａにより径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。
【００４１】
また、本発明では、図示は省略するが、基体４の外周面４ｃに向かって吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に、鉛直方向上方から斜め下方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向内側から外側に向かう向きでガスを吹きつけることにより、塗布ノズル１９から吐出された塗料７の吐出方向を変化させて、この塗料７を、自身の自重で落下して基体４の外周面４ｃに接触する位置よりも塗布ノズル１９の周方向外側の位置で基体４の外周面４ｃに接触させることが可能になるので、一台の塗膜形成装置１Ａにより径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。
【００４２】
また、本発明では、第２のスリット４５が、塗布ノズル１９の全周に亘って形成されているので、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜に向かってこのカーテン膜の周方向全周に亘って均一にガスを噴射することができ、そのために、基体４の全周に亘って均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を容易に形成することができる。
【００４３】
上記移動部２０は、塗布ノズル支持板３２と、リニアガイドと、モータと、リニアエンコーダなどを有している。この塗布ノズル支持板３２は、環状に形成され、かつ表面上に塗布ノズル１９を設置している。塗布ノズル支持板３２は、内側に立設柱２４を通して、台部２１と上方板２３との間に配置されている。また、リニアガイドは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。また、モータは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って移動させる。即ち、モータは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って昇降させる。また、リニアエンコーダは、塗布ノズル支持板３２の位置を検出する。リニアエンコーダは、検出した塗布ノズル支持板３２の位置を、制御装置１２に向かって出力する。
【００４４】
このように、移動部２０は、塗布ノズル支持板３２を昇降させることで、立設柱２４に保持された基体４と塗布ノズル１９とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００４５】
上記気体供給ユニット４７は、工場のフロア上などに設置される加圧気体供給源４８と、この加圧気体供給源４８と上述の気体収容室４４とを互いに連結する配管４６と、を有している。この加圧気体供給源４８は、加圧された状態のガスを収容した収容部と、この収容部から配管４６へのガス通路を開閉することができる開閉機構と、により構成されている。また、この開閉機構は、後述の制御装置１２によりその開閉動作が制御されている。即ち、開閉機構は、制御部１２からの指令により収容部内のガスを配管４６を介して気体収容室４４に供給したり、供給を停止したり、収容部から気体収容室４４へのガス流量を調節したりする。また、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、気体供給ユニット４７とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。
【００４６】
上記制御装置１２は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを有したコンピュータである。この制御装置１２は、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、気体供給ユニット４７と、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。また、制御装置１２には、基体４の寸法データが予め記憶されている。そして、スリット１９ｂから噴射されたカーテン膜と、基体４の外周面４ｃとの接触位置Ｋが、スリット１９ｂの吐出口３１に対して予め定められた高さになるように、塗布ノズル１９と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧに応じたガス流量が気体供給ユニット４７から供給される。
【００４７】
また、本実施例では、軸芯Ｐ方向に沿った一端部４ａから他端部４ｂまでが同一径に形成された基体４に、一端部４ａから他端部４ｂまで均一な膜厚の塗膜を形成することから、上記気体供給ユニット４７のガス供給量は、塗料７の塗布開始時から終了時まで常に一定となるように制御装置１２により制御されている。
【００４８】
さらに、制御装置１２には、移動部２０のリニアエンコーダから、塗布ノズル支持板３２の位置情報、即ち塗布ノズル１９の位置情報、が入力される。そして、制御装置１２は、この塗布ノズル支持板３２の位置情報に基づいて、以下に説明するように、チャックシリンダ２６と、移動部２０のモータと、塗料供給ユニット１０の混合機１６と、気体供給ユニット４７などの動作を制御して、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布して、塗膜即ち弾性層５を形成する。
【００４９】
即ち、塗膜形成装置１Ａによって基体４の外周面４ｃに塗膜即ち弾性層５を形成するには、まず、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０を停止させ、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させ、塗布ノズル支持板３２を移動させて塗布ノズル１９をフレーム１７の最上方に位置付ける。そして、基体４を立設柱２４に取り付けた後に、制御装置１２が、チャックシリンダ２６のロッド２９を伸長させて押さえ部材２７で基体４を位置決めする。続いて、制御装置１２が、塗布ノズル支持板３２をフレーム１７の最下方に降下させて、塗布ノズル１９のスリット１９ｂの吐出口３１を基体４の下端部４ａに相対する塗布開始位置に位置付ける。
【００５０】
そして、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０に塗料７を塗布ノズル１９に供給させて、塗布ノズル１９のスリット１９ｂから塗料７を基体４の外周面４ｃ、即ち基体４の下端部４ａ、に向けて吐出させるとともに、気体供給ユニット４７に塗布ノズル１９と基体４との間隔ＣＧに応じて予め定められた流量のガスを塗布ノズル１９に供給させて、塗布ノズル１９の第２のスリット４５からガスを塗料７即ちカーテン膜に向けて噴射させる。
【００５１】
そして、塗料７の吐出開始からｔ秒経過して、スリット１９ｂから吐出した塗料７が基体４の下端部４ａに付着した後、制御装置１２が、移動部２０に塗布ノズル１９を基体４に対して上昇（上端部４ｂに向かって移動）させる。この時間ｔ秒は、吐出開始から塗料７が基体４の下端部４ａに付着するまでの時間である。また、本実施例では、ｔを、
１０００≦ｔ≦３０００（ｍsec）
の範囲に設定している。このようにすることで、塗布ノズル１９より吐出されたカーテン膜の先端部が基体４の外周面４ｃに接触した後、ビードを形成することなくかつこのカーテン膜を崩すことなく塗布ノズル１９の上昇が開始され、均一な厚みの弾性層５を形成することができる。こうして、スリット１９ｂから塗料７を吐出させながら塗布ノズル１９を上昇させる。
【００５２】
そして、塗布ノズル１９のスリット１９ｂの吐出口３１が基体４の上端部４ｂと相対する塗布終了位置に位置付けられると、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０に塗料７の供給を停止させ、気体供給ユニット４７にガスの供給を停止させ、移動部２０を停止させて塗布ノズル１９の基体４に対する上昇（上端部４ｂへの移動）を停止させる。こうして、下端部４ａと上端部４ｂとに亘って基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する。そして、塗料７内の溶媒が蒸発するなどして、基体４の外周面４ｃに塗膜としての弾性層５が形成される。
【００５３】
その後、制御装置１２が、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させて押さえ部材２７を基体４から離す。そして、弾性層５が形成された基体４を立設柱２４から取り外し、弾性層５を形成する前の基体４を立設柱２４に取り付けて、前述した工程と同様に、弾性層５を形成する。
【００５４】
このように、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、立設柱２４に保持された基体４の下端部４ａと相対した状態の塗布ノズル１９のスリット１９ｂから塗料７の吐出を開始させて、続いて、スリット１９ｂから塗料７を吐出させながら塗布ノズル１９が基体４の上端部４ｂに向かって移動するように、移動部２０と塗料供給ユニット１０とを制御する。また制御装置１２は、これらの動作に同期して、塗布ノズル１９の第２のスリット４５から基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧに応じて予め定められた流量のガスを噴射させるように気体供給ユニット４７を制御する。
【００５５】
本実施例によれば、基体４の周方向及び軸芯Ｐ方向の双方に均一な厚みの弾性層５を容易に形成でき、さらに、径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。さらに、基体４の鉛直方向下方から上方に向かって順に弾性層５を形成するので、塗料７と基体４との間に侵入しようとする空気が、基体４の上方に逃げることとなって、塗料７と基体４との間に空気が侵入することを防止できる。よって、塗膜としての弾性層５に気泡が生じることを防止でき、高品質な塗膜としての弾性層５を得ることができる。
【００５６】
（実施例２）
図３は、本発明の実施例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した第１の実施例と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
本実施例の塗膜形成装置１Ｂは、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの構成に加えて、図３に示すように、配管４６に取り付けられたバルブ５５をさらに有している。このバルブ５５は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて、当該バルブ５５を通過するガスの流量を変更するように、制御装置１２により制御されている。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００５８】
この塗膜形成装置１Ｂにより、例えば、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも小径に形成されたつづみ形状（逆クラウン形状）の基体（不図示）に弾性層５を形成する場合、第２のノズル４５から噴射されるガスの流量、即ちバルブ５５を通過するガスの流量、は、塗布ノズル１９がこの基体の下端部と相対する塗布開始位置からこの基体の中央部と相対する位置に向かうにしたがって徐々に大きくなり、最も小径に形成された前記中央部と相対する位置で最大となり、この中央部と相対する位置からこの基体の上端部と相対する塗布終了位置に向かうにしたがって徐々に小さくなるように制御装置１２により制御される。
【００５９】
本発明では、このように、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体に塗膜、即ち弾性層５、を形成する際、制御装置１２により、基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてバルブ５５の開閉量を変化させて、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、づづみ形状（逆クラウン形状）のような軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６０】
（実施例３）
図４は、本発明の実施例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１，２と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
本実施例の塗膜形成装置１Ｃは、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの構成に加えて、図４に示すように、第２のスリット４５の開口面積を変化させるシャッター部材５０をさらに有している。このシャッター部材５０は、塗布ノズル１９の内周面３０に沿って円環状に形成されているとともに、図示しない移動機構によりこの塗布ノズル１９の軸芯方向に沿って移動自在に支持されている。また、このシャッター部材５０は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて移動することにより第２のスリット４５の開口面積を変化させるように、その移動が制御装置１２により制御されている。そして、第２のスリット４５の開口面積が変化することにより、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量が変更される。また、本実施例において、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、気体供給ユニット４７と、シャッター部材５０とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００６２】
この塗膜形成装置１Ｃにより、例えば、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも大径に形成されたクラウン形状の基体（不図示）に弾性層５を形成する場合、第２のノズル４５から噴射されるガスの流量は、塗布ノズル１９がこの基体の下端部と相対する塗布開始位置からこの基体の中央部と相対する位置に向かうにしたがってシャッター部材５０が第２のスリット４５の開口面積を小さくするように移動することにより徐々に小さくなり、最も大径に形成された前記中央部と相対する位置で最小となり、この中央部と相対する位置からこの基体の上端部と相対する塗布終了位置に向かうにしたがってシャッター部材５０が第２のスリット４５の開口面積を大きくするように移動することにより徐々に大きくなるように制御装置１２により制御される。
【００６３】
本発明では、このように、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体に塗膜、即ち弾性層５、を形成する際、制御装置１２により、基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてシャッター部材５０を移動させ、第２のスリット４５の開口面積を変化させて、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、クラウン形状のような軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６４】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜３と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
本実施例の塗膜形成装置１Ｄは、図５に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの気体供給ユニット４７の替わりにピストン６０を有した構成である。このピストン６０は、気体収容室４４の内面に沿うように形成された移動部材６１と、この移動部材６１と図示しない移動機構とを互いに連結するロッド６２と、を有している。この移動部材６１は、前記移動機構により、気体収容室４４内を移動自在に支持されている。
【００６６】
また、移動部材６１は、第２のスリット４５から離れた位置から第２のスリット４５に向かって近付く方向に移動することにより、気体収容室４４内の空気（気体）を第２のスリット４５から噴射させる。このようなピストン６０は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて移動速度を変えながら移動することにより、第２のスリット４５から噴射される空気の流量を変化させるように、その移動速度及び移動量が制御装置１２により制御されている。また、本実施例において、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、ピストン６０とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００６７】
本発明では、制御装置１２により、本装置１Ｄにより弾性層５が形成される基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてピストン６０の移動速度を変化させて第２のスリット４５から噴射される空気の流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、例えば軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６８】
また、本発明では、本実施例で示したように、気体はガスであっても良く、空気であっても良い。即ち、本発明では、カーテン膜に吹きつけることが可能な気体であれば如何なるものでも良い。
【００６９】
（比較例１）
比較例１の塗膜形成装置（不図示）は、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの塗布ノズル１９の替わりに塗布ノズル１９’（図８を参照。）を有した構成である。この塗布ノズル１９’は、上述した気体収容室４４及び第２のスリット４５を有していない以外は上述した塗布ノズル１９と同じ構成である。
【００７０】
（比較例２）
図８は、本発明の比較例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜４と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
比較例２の塗膜形成装置１Ｅは、図８に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの塗布ノズル１９の替わりに塗布ノズル１９’を有しているとともに、さらに気体噴射ノズル４２を有した構成である。この塗布ノズル１９’は、上述した気体収容室４４及び第２のスリット４５を有していない以外は上述した塗布ノズル１９と同じ構成である。
【００７２】
また、上記気体噴射ノズル４２は、図示しない気体供給ユニットと接続されており、この気体供給ユニットから供給されたガスをスリット１９ｂから吐出された塗料７即ちカーテン膜に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図８中矢印Ｒで示す。）。また、この気体噴射ノズル４２は、塗布ノズル１９’の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間に一つのみ設けられている。
【００７３】
（比較例３）
図９は、本発明の比較例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜４及び比較例２と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
比較例３の塗膜形成装置１Ｆは、図９に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの第２のスリット４５の替わりに第２のスリット４５’を有した塗布ノズル１９’’を有した構成である。この第２のスリット４５’は、塗布ノズル１９’’の全周に亘って形成されている。この塗布ノズル１９’’は、気体供給ユニット４７から供給されたガスを、第２のスリット４５’を通して、基体４の外周面４ｃに付着した塗料７に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図９中矢印Ｓ２で示す。）。即ち、塗布ノズル１９’’は、ガスを、カーテン膜の外周面４ｃとの接触位置Ｋ（図９中に示す。）よりもスリット１９ｂから離れた下流の位置に向かって噴射する。また、この際、塗布ノズル１９’’は、基体４の全周に亘って均一にガスを噴射する。
【００７５】
次に、上記実施例１〜４及び比較例１〜３について下記の試験１〜３を行った。
【００７６】
（試験１）
上述した実施例１の塗膜形成装置１Ａと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、比較例２の塗膜形成装置１Ｅと、を用い、かつ、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７、及びポリイミドで構成された直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いて、弾性層５の厚みＴを２００μｍ，塗布ノズル１９，１９’と基体４との間隔ＣＧを３５０μｍに設定するとともに、塗布ノズル支持板３２の移動速度、即ち塗布ノズル１９，１９’の移動速度、を５０ｍｍ／ｓに設定し、それぞれの塗膜形成装置により５０本ずつ基体４に塗料７を塗布するとともに、塗料７の塗布終了後、形成された塗膜を加熱硬化させて弾性層５を形成した。そして、
（ａ）比較例１の塗膜形成装置により形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｂ）比較例１の塗膜形成装置により形成された弾性層５の全周に亘る均一性
（ｃ）比較例２の塗膜形成装置１Ｅにより形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｄ）比較例２の塗膜形成装置１Ｅにより形成された弾性層５の全周に亘る均一性
（ｅ）実施例１の塗膜形成装置１Ａにより形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置に相当する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｄ）実施例１の塗膜形成装置１Ａにより形成された弾性層５の全周に亘る均一性
を調べた結果、実用に適さないと判定されたものの数量を表１に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１によれば、弾性層５の軸方向に沿った均一性は、比較例１より比較例２の方が優れていた。これは、気体噴射ノズル４２より吐出されたガスにより、塗料７の塗布に伴って発生する同伴気流の影響を抑制でき、カーテン膜が安定した塗膜を形成できたことを示す。さらに弾性層５の全周に亘る均一性は実施例１が最も優れていた。比較例２の弾性層５の全周に亘る均一性が良くないのは、気体噴射ノズル４２を一箇所に設置したことにより、ガス噴射によるカーテン膜への影響が全周に亘って均一でなかったことに起因する。
【００７９】
（試験２）
上述した実施例１の塗膜形成装置１Ａと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、比較例３の塗膜形成装置１Ｆと、を用い、かつ、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７を用いて、基体４の無い状態で、弾性層５の厚みＴを２００μｍ（直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いた場合の数値である。），塗布ノズル１９，１９’と基体４との間隔ＣＧを３５０μｍ（直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いた場合の数値である。）に仮想的に設定するとともに、スリット１９ｂより塗料７を吐出させることにより形成されたカーテン膜を鉛直方向上方より高速度カメラにて撮影し、このカーテン膜の任意の点における内径を調べた。なお、本試験２では基体４の無い状態であるため、比較例３のガス吐出方向は、仮想的に吐出口３１より鉛直下方向下方１０ｍｍの位置になるようにした。結果を図１０のグラフに示す。また、図１０のグラフは、縦軸が内径を表し、横軸が吐出口３１からの塗料７の落下変位を表している。
【００８０】
図１０のグラフによれば、比較例１は通常の円錐状カーテン膜であることが言える。比較例３は、ガス噴射位置にあたる落下変位１０ｍｍの位置にて内径が顕著に増大していることが言える。また、実施例１は、比較例１，３と比較して、任意の落下位置におけるカーテン膜の内径が大きいことが言える。また、比較例３も、ガス噴射位置より下方にてカーテン膜の内径が大きくなっているが、実際の塗布においては、すでに基体４への塗布が終了している位置であるため、このような効果は得られない。以上の事から、ガス噴射をカーテン膜に直接作用させることによって、カーテン膜横断面における吐出部３１からの変位を変化させることができることが明かとなった。このことは、カーテン膜の成膜範囲をガス噴射によって変化させられることを示している。
【００８１】
（試験３）
上述した実施例２の塗膜形成装置１Ｂと、実施例３の塗膜形成装置１Ｃと、実施例４の塗膜形成装置１Ｄと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、を用い、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７、及び直径６０ｍｍ，軸芯方向の中央部（下端部から１２５ｍｍ近傍）での最大つづみ量が１００μｍのつづみ形状（逆クラウン形状）に形成された基体（不図示）を用いて、弾性層５の目標の厚みＴを２００μｍ，塗布ノズル１９，１９’と基体との間隔ＣＧ（基体の軸芯方向の両端部における外周面と塗布ノズル１９，１９’の内周面３０との間隔ＣＧである。）を３５０μｍに設定するとともに、塗布ノズル支持板３２の移動速度、即ち塗布ノズル１９，１９’の移動速度、を５０ｍｍ／ｓに設定し、それぞれの塗膜形成装置により基体に塗料７を塗布するとともに、塗料７の塗布終了後、形成された塗膜を加熱硬化させて弾性層５を形成した。また、塗膜形成装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、基体の軸芯方向の中央部にて第２のスリット４５から噴射される気体（ガスまたは空気）の流量が最大になるように調整して塗布を行った。そして、形成された弾性層５の厚みＴを計測した結果を図１１のグラフに示す。また、図１１のグラフは、縦軸が弾性層５の厚みＴ（単位：μｍ）を表し、横軸が弾性層５の軸芯方向の測定位置（下端部を０ｍｍとする。）を表している。
【００８２】
図１１のグラフによれば、比較例１は、基体の中央部（つづみ量が最大となる位置近傍）にて連続膜を形成することができなかったと言える。一方、実施例２，３，４は、つづみ量が最大となる中央部を含め、軸芯方向全域に亘り均一な連続膜を形成することができたと言える。また、比較例１にて連続膜を形成できなかったのは、つづみ量が最大となる中央部近傍にてＣＧが大きくなりすぎたために、カーテン膜の成膜範囲を外れてしまったことによる。一方、実施例２〜４は、つづみ量が最大となる中央部近傍にて、第２のスリット４５から噴射される気体の流量を制御することにより、つづみ量の変化、即ち軸芯方向に沿った径の変化、に応じて塗料７の吐出方向を変化させ、カーテン膜の成膜範囲を逸脱することなく塗布できたことを示す。
【００８３】
以上のことから、実施例２〜４は、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体であっても、安定的に塗膜を形成することができる塗膜形成装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄであることが明かとなった。
【００８４】
また、前述した実施例１〜４では、定着ローラ２の弾性層５を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ローラ２に限ることなく種々の被塗装物に塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【００８５】
また、前述した実施例１〜４では、基体４を固定して、塗布ノズル１９を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ノズル１９を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ノズル１９と基体４との双方を移動させても良い。
【００８６】
また、前述した実施例１〜４では、カーテン膜に、鉛直方向下方から斜め上方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向外側から内側に向かう向きで気体を吹きつけている。しかしながら、本発明では、カーテン膜に、鉛直方向上方から斜め下方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向内側から外側に向かう向きで気体を吹きつけても良く、塗布ノズル１９の周方向内側と外側の双方から気体を吹きつけても良い。
【００８７】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図６】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ローラの斜視図である。
【図７】図６中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の比較例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図９】本発明の比較例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の効果を評価するために行った試験２の結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の効果を評価するために行った試験３の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 塗膜形成装置
２ 定着ローラ（電子写真用定着部材）
４ 基体（被塗装物）
４ａ 下端部（一端部）
４ｂ 上端部（他端部）
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
７ 塗料
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１２ 制御装置（制御部）
１８ 保持部
１９ 塗布ノズル
１９ｂ スリット
２０ 移動部
３０ 内周面
４４ 気体収容室（気体噴射手段）
４５ 第２のスリット（気体噴射手段）
４８ 加圧気体供給源（気体噴射手段）
５０ シャッター部材（気体噴射手段）
６０ ピストン（気体噴射手段）
【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）の弾性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およびプリンタなどの画像形成装置では、加熱された定着部材とこの定着部材に圧接する加圧部材との間に、トナー像が転写された転写紙を通して、前記トナー像のトナーを溶融するとともに前記転写紙に定着させる定着プロセスを行う。また、その定着プロセスで用いられる定着ローラあるいは定着ベルトなどの定着部材は、アルミ、鉄などで構成される円筒形状の芯金や、ポリイミド、Ｎｉなどで構成される無端状の基体上にプライマ（接着剤）を塗布するとともに、その上からシリコーンゴムなどの耐熱性ゴムを含んだ塗料を塗布して、厚みが１００〜３００μｍ程度の弾性層を形成するなどして得られる（例えば特許文献１を参照。）。
【０００３】
上記弾性層は、上述した定着プロセスにおいて、トナーを転写紙に押圧する圧力を均一にし画像の粒状度を向上させることが一般的に知られている。また、この弾性層の厚みが定着画像品質に影響を及ぼすとともに、前記定着部材の立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、上記弾性層の厚みは均一にすることが求められている。
【０００４】
また、上述した弾性層を形成する方法として、従来より、浸漬塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法やロール塗布法等の種々の方法が知られている。
【０００５】
上記浸漬塗布法は、塗料が充填された液槽に、上述した円筒形状の芯金や無端状の基体などの被塗装物を浸漬した後、この被塗装物を上下移動させて塗布を行うといった比較的手軽な方法である。しかし、この浸漬塗布法は、浸漬時の前記被塗装物の上部と下部とで膜厚差が生じること、塗料の粘度により前記被塗装物の上下移動速度（塗布速度）が決定されるため高粘度の塗料を薄膜状に塗布する場合には生産効率が低いこと、また高粘度の塗料を低粘度化するために溶剤等を用いて希釈した場合であっても、前記液槽内にて塗料の濃度ムラが生じるため液物性の維持が非常に困難であること、といった問題があった。
【０００６】
上記スプレー塗布法は、塗料を霧状に噴霧して塗布する方法である。しかし、高粘度の塗料は溶剤等を用いて希釈する必要があること、噴霧した塗料を被塗装物へ吹付けるため塗膜の平滑性に劣ること、また前記被塗装物への塗料の到達率が数％〜３０％程度であり塗料の歩留まりが非常に低く生産効率が低いといった問題があった。
【０００７】
上記ブレード塗布法及びロール塗布法は、前記被塗装物の軸芯方向にブレードもしくはロールを配置し、前記被塗装物を回転させながら塗布を行い、前記被塗装物を１回転させた後ブレードもしくはロールを後退させる塗布方法である。しかし、ブレードもしくはロールを後退させる際に、塗料の粘性により塗膜の一部に他の部分より厚い部分が生じて均一な塗膜が得られないこと、またこの局所的に不均一な塗膜は、特に電子写真用定着部材においては局所的な定着不足や濃淡ムラなどの定着画像品質の低下を誘発する直接的な原因となってしまうといった問題があった。
【０００８】
このように上述した従来の塗布方法は、高粘度シリコーンゴム等の塗料を薄い膜状に均一に塗布することが要求される定着部材の弾性層の製造に必ずしも適しておらず、量産性においても非効率的である。
【０００９】
上記問題を解決するため、前記被塗装物の外周面に沿うように環状のノズルから塗料を吐出させ、ノズルと前記被塗装物とを相対的に移動させることにより前記塗料を塗布する環状塗布方法が考案されている（特許文献２〜４を参照。）。
【００１０】
上記特許文献２〜４には、軸芯が鉛直方向と平行な状態で支持された前記被塗装物の全周に亘って塗料を吐出するスリットを有する環状塗布ノズルを設け、塗料を吐出しながら前記被塗装物を環状塗布ノズルに対して相対的に鉛直方向上方に移動させることにより前記被塗装物の外周面に塗料を塗布する方法が記載されている。この環状塗布ノズルによる塗布方法は、環状塗布ノズルから吐出される直前まで塗料が大気に曝されていないことから、この塗料の粘度、表面張力、密度、温度を精密に管理する事が容易であり、塗膜の平滑性及び均一性を良好に保持することができる。また、塗料の供給量を調整することで塗布速度を上げる事が可能であり、上述した浸漬塗布法に比べて非常に生産性が良い。また、吐出される塗料の大部分が前記被塗装物の外周面に到達し（付着し）、塗料の歩留まりが高い。
【特許文献１】特開２００２−１４５５７号公報
【特許文献２】特公平７−５２２９６号公報
【特許文献３】特開２００５−１５２８３０号公報
【特許文献４】特開昭５６−１５８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述した特許文献２〜４に示された塗布方法は、前記被塗装物と環状塗布ノズルとの間隔が一定以上に大きくなると、前記被塗装物の外周面に塗料が到達しない（付着しない）という問題があった。このことから、径の異なる多種類の前記被塗装物に塗膜を形成するにあたっては、それぞれの被塗装物の径に応じて前記環状塗布ノズルから被塗装物の外周面までの距離を調整した複数台の塗膜形成装置を設ける必要があり、設備費が増大する傾向にあった。
【００１２】
また、前記被塗装物は、軸芯方向に沿った一端部から他端部に亘って同一径に形成されたものばかりではなく、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも小径に形成されたつづみ形状（逆クラウン形状）の被塗装物や、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも大径に形成されたクラウン形状の被塗装物もある。しかし、前述した特許文献２〜４に示された塗布方法では、つづみ形状（逆クラウン形状）の被塗装物の中央部に前記塗料が届かなかったり、クラウン形状の被塗装物の中央部の膜厚が両端部よりも厚くなってしまうといった問題が生じてしまい、このように軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材への塗布は困難であった。
【００１３】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
【００１４】
即ち、本発明は、均一な厚みの塗膜を容易に形成できるとともに径の異なる多種類の被塗装物に幅広く対応することができる塗膜形成装置、及びその塗膜形成装置により形成された電子写真用定着部材、並びにその電子写真用定着部材を有した画像形成装置を提供することを第１の目的とし、軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材にも均一な厚みの塗膜を容易に形成できる塗膜形成装置、及びその塗膜形成装置により形成された電子写真用定着部材、並びにその電子写真用定着部材を有した画像形成装置を提供することを第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上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、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おいて、前記外周面が露出し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、円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、を有していることを特徴とする塗膜形成装置である。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、を有していることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有していることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載された発明において、前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項６に記載された発明は、請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載された塗膜形成装置により形成されたことを特徴とする電子写真用定着部材である。
【００２１】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された電子写真用定着部材を有していることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載された発明によれば、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おいて、前記外周面が露出し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、円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、を有していることから、前記塗布ノズルから吐出された塗料を、該塗料の自重で落下して前記被塗装物に接触する位置よりも前記塗布ノズルの周方向内側または外側の位置で前記被塗装物に接触させることが可能になるので、均一な厚みの塗膜を容易に形成できるとともに径の異なる多種類の被塗装物に幅広く対応することができる塗膜形成装置を提供することができる。
【００２３】
請求項２に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連結しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、を有していることから、前記ピストンの移動速度を変化させて噴射される前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２４】
請求項３に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、を有していることから、前記加圧気体供給源から送り込まれる前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２５】
請求項４に記載された発明によれば、前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有していることから、前記シャッター部材を移動させ前記第２のスリットの開口面積を変化させて噴射される前記気体の流量を変化させることにより、前記塗料の吐出方向を変化させることができる。
【００２６】
請求項５に記載された発明によれば、前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることにより、軸芯方向に沿って径が変化する形状の被塗装部材にも均一な厚みの塗膜を容易に形成できる塗膜形成装置を提供することができる。
【００２７】
請求項６に記載された発明によれば、均一な厚みの塗膜を有する電子写真用定着部材を安価で提供することができる。
【００２８】
請求項７に記載された発明によれば、均一な厚みの塗膜を有する安価な電子写真用定着部材を有していることから、定着画像品質が良好でかつ電子写真用定着部材の立ち上がり時間を短縮でき省エネルギー化に貢献することができる画像形成装置を安価で提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図６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ローラの斜視図である。図７は、図６中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【００３０】
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電子写真用定着部材としての定着ローラ２（図６に示す。）の被塗装物としての基体４に、塗料７を塗布することにより、塗膜としての弾性層５を形成する装置である。また、この塗料７として、本実施例では、シリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ粘度が３０Ｐａ・ｓ程度の２液性高温硬化型液状シリコーンゴムを使用している。
【００３１】
上記定着ローラ２は、図６に示すように、円筒状に形成されている。また、この定着ローラ２は、図７に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成されるとともに直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状に形成された上記基体４と、プライマ（接着剤）層３と、厚みＴが１００〜３００μｍ程度に形成された上記弾性層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。また、この弾性層５は、図１に示す基体４の軸芯方向の一端部（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下端部）４ａから、基体４の軸芯方向の他端部（塗膜形成装置１Ａによって塗料７が塗布される際には上端部）４ｂに亘って形成されている。このような定着ローラ２は、加熱された状態で、転写紙上に担持されたトナーを該転写紙に押圧して、このトナーを転写紙に定着させる。
【００３２】
上記塗膜形成装置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、気体供給ユニット４７と、制御部としての制御装置１２とを有している。この塗料供給ユニット１０は、工場のフロア上などに設置されるユニット本体１３と、複数の原液タンク１４と、複数の汲み上げポンプ１５と、混合機１６と、を有している。また、混合機１６と、塗布ユニット１１の後述する塗布ノズル１９とは、２本の配管４０によって互いに連結されている。
【００３３】
上記ユニット本体１３は、箱状に形成されており、上記原液タンク１４と、上記汲み上げポンプ１５とは、このユニット本体１３内に収容されている。この原液タンク１４は、前述した塗料７の元となる液体を収容している。このような原液タンク１４は、図示例では、二つ設けられている。また、汲み上げポンプ１５は、原液タンク１４内の液体を汲み上げて混合機１６に供給する。このような汲み上げポンプ１５は、一つの原液タンク１４に対して一つ設けられている。また、混合機１６は、ユニット本体１３の上面に設置され、かつ複数の原液タンク１４から汲み上げポンプ１５を介して前述した液体が供給される。このような混合機１６は、複数の原液タンク１４からの液体を混合して、前述した塗料７を生成して、この塗料７を配管４０を介して塗布ノズル１９内に送り出す。
【００３４】
上記塗布ユニット１１は、フレーム１７と、保持部１８と、塗布ノズル１９と、移動部２０とを有している。このフレーム１７は、工場のフロア上などに設置される台部２１と、この台部２１から上方に向かって延在した板状の延在板部２２と、この延在板部２２の上端部から水平方向に沿って延在した板状の上方板２３とを有している。この上方板２３は、平板状に形成され、台部２１と鉛直方向に沿って間隔をあけて相対している。
【００３５】
上記保持部１８は、立設柱２４と、上チャック２５とを有している。この立設柱２４は、円柱状に形成されるとともに、軸芯が鉛直方向と平行になる向きで台部２１の上面から上方に向かって立設している。このような立設柱２４は、基体４内に通されてこの基体４を保持する。また、立設柱２４が基体４を保持すると、この立設柱２４の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。また、立設柱２４が基体４を保持すると、該基体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。このように、立設柱２４即ち保持部１８は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行になるように基体４を保持する。
【００３６】
上記上チャック２５は、チャックシリンダ２６と、押さえ部材２７とを有している。チャックシリンダ２６は、シリンダ本体２８と、このシリンダ本体２８から突没自在なロッド２９とを有している。このシリンダ本体２８は、鉛直方向に沿って下方に向かってロッド２９が伸長する状態で、上述した上方板２３に取り付けられている。また、押さえ部材２７は、厚手の円盤状に形成され、ロッド２９の先端に取り付けられているとともに、立設柱２４と同軸に配置されている。このような上チャック２５は、チャックシリンダ２６のロッド２９が伸長すると、押さえ部材２７が立設柱２４に保持された基体４の上端部４ｂと当接して、立設柱２４に対して基体４を位置決めする。また、上チャック２５は、チャックシリンダ２６のロッド２９が縮小すると、押さえ部材２７が基体４の上端部４ｂから離れて、基体４を立設柱２４から着脱自在とする。
【００３７】
上記塗布ノズル１９は、図２に示すように、円環状の空洞１９ａ（以下、塗料収容室１９ａと呼ぶ。）及び円環状の空洞４４（以下、気体収容室４４と呼ぶ。）を有した円環状に形成されている。この塗料収容室１９ａは、気体収容室４４よりも塗布ノズル１９の周方向外側に配されている。また、塗料収容室１９ａには、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給されるとともに、気体収容室４４には、後述の気体供給ユニット４７から気体としてのガスが供給される。このような塗布ノズル１９は、移動部２０によって、立設柱２４と立設柱２４に保持された基体４などと同軸に配置されているとともに、前述した軸芯Ｐに沿って移動自在に支持されている。また、塗布ノズル１９の内径は、立設柱２４に保持された基体４の外径よりも大きい。即ち、塗布ノズル１９は、その内周面３０が基体４の外周面４ｃと間隔ＣＧをあけて相対しているとともに、保持部１８に保持された基体４と同軸に配置されている。
【００３８】
また、上記塗布ノズル１９の内周面３０には、塗料収容室１９ａから塗布ノズル１９外に連通したスリット１９ｂが、この塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。このような塗布ノズル１９は、塗料供給ユニット１０から塗料収容室１９ａに供給された塗料７を、スリット１９ｂを通して保持部１８の立設柱２４などに保持された基体４の外周面４ｃに向かって吐出する。この際、塗料７は、円錐状のカーテン状（面状）に吐出される。また、本明細書では、このスリット１９ｂから吐出されて基体４の外周面４ｃに付着するまでの円錐状のカーテン状に吐出された塗料７を「カーテン膜」と表現する。
【００３９】
また、上記塗布ノズル１９の内周面３０には、気体収容室４４から塗布ノズル１９外に連通した第２のスリット４５が、この塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。このような塗布ノズル１９は、後述の気体供給ユニット４７から気体収容室４４に供給されたガスを、第２のスリット４５を通して、スリット１９ｂから円錐状のカーテン状に吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図２中矢印Ｓ１で示す。）。また、この際、塗布ノズル１９は、カーテン膜の周方向全周に亘って均一にガスを噴射する。さらに、塗布ノズル１９は、ガスを、カーテン膜の先端部、即ち外周面４ｃとの接触位置Ｋ（図２中に示す。）、よりもスリット１９ｂ寄り（上流）の位置に向かって噴射する。
【００４０】
このように本発明では、基体４の外周面４ｃに向かって吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に、鉛直方向下方から斜め上方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向外側から内側に向かう向きでガスを吹きつけることにより、塗布ノズル１９から吐出された塗料７の吐出方向を変化させて、この塗料７を、自身の自重で落下して基体４の外周面４ｃに接触する位置よりも塗布ノズル１９の周方向内側の位置で基体４の外周面４ｃに接触させることが可能になるので、一台の塗膜形成装置１Ａにより径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。
【００４１】
また、本発明では、図示は省略するが、基体４の外周面４ｃに向かって吐出された塗料７、即ちカーテン膜、に、鉛直方向上方から斜め下方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向内側から外側に向かう向きでガスを吹きつけることにより、塗布ノズル１９から吐出された塗料７の吐出方向を変化させて、この塗料７を、自身の自重で落下して基体４の外周面４ｃに接触する位置よりも塗布ノズル１９の周方向外側の位置で基体４の外周面４ｃに接触させることが可能になるので、一台の塗膜形成装置１Ａにより径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。
【００４２】
また、本発明では、第２のスリット４５が、塗布ノズル１９の全周に亘って形成されているので、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜に向かってこのカーテン膜の周方向全周に亘って均一にガスを噴射することができ、そのために、基体４の全周に亘って均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を容易に形成することができる。
【００４３】
上記移動部２０は、塗布ノズル支持板３２と、リニアガイドと、モータと、リニアエンコーダなどを有している。この塗布ノズル支持板３２は、環状に形成され、かつ表面上に塗布ノズル１９を設置している。塗布ノズル支持板３２は、内側に立設柱２４を通して、台部２１と上方板２３との間に配置されている。また、リニアガイドは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。また、モータは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って移動させる。即ち、モータは、塗布ノズル支持板３２を鉛直方向に沿って昇降させる。また、リニアエンコーダは、塗布ノズル支持板３２の位置を検出する。リニアエンコーダは、検出した塗布ノズル支持板３２の位置を、制御装置１２に向かって出力する。
【００４４】
このように、移動部２０は、塗布ノズル支持板３２を昇降させることで、立設柱２４に保持された基体４と塗布ノズル１９とを該基体４の軸芯Ｐに沿って相対的に移動させる。
【００４５】
上記気体供給ユニット４７は、工場のフロア上などに設置される加圧気体供給源４８と、この加圧気体供給源４８と上述の気体収容室４４とを互いに連結する配管４６と、を有している。この加圧気体供給源４８は、加圧された状態のガスを収容した収容部と、この収容部から配管４６へのガス通路を開閉することができる開閉機構と、により構成されている。また、この開閉機構は、後述の制御装置１２によりその開閉動作が制御されている。即ち、開閉機構は、制御部１２からの指令により収容部内のガスを配管４６を介して気体収容室４４に供給したり、供給を停止したり、収容部から気体収容室４４へのガス流量を調節したりする。また、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、気体供給ユニット４７とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。
【００４６】
上記制御装置１２は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを有したコンピュータである。この制御装置１２は、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と、気体供給ユニット４７と、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。また、制御装置１２には、基体４の寸法データが予め記憶されている。そして、スリット１９ｂから噴射されたカーテン膜と、基体４の外周面４ｃとの接触位置Ｋが、スリット１９ｂの吐出口３１に対して予め定められた高さになるように、塗布ノズル１９と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧに応じたガス流量が気体供給ユニット４７から供給される。
【００４７】
また、本実施例では、軸芯Ｐ方向に沿った一端部４ａから他端部４ｂまでが同一径に形成された基体４に、一端部４ａから他端部４ｂまで均一な膜厚の塗膜を形成することから、上記気体供給ユニット４７のガス供給量は、塗料７の塗布開始時から終了時まで常に一定となるように制御装置１２により制御されている。
【００４８】
さらに、制御装置１２には、移動部２０のリニアエンコーダから、塗布ノズル支持板３２の位置情報、即ち塗布ノズル１９の位置情報、が入力される。そして、制御装置１２は、この塗布ノズル支持板３２の位置情報に基づいて、以下に説明するように、チャックシリンダ２６と、移動部２０のモータと、塗料供給ユニット１０の混合機１６と、気体供給ユニット４７などの動作を制御して、基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布して、塗膜即ち弾性層５を形成する。
【００４９】
即ち、塗膜形成装置１Ａによって基体４の外周面４ｃに塗膜即ち弾性層５を形成するには、まず、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０を停止させ、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させ、塗布ノズル支持板３２を移動させて塗布ノズル１９をフレーム１７の最上方に位置付ける。そして、基体４を立設柱２４に取り付けた後に、制御装置１２が、チャックシリンダ２６のロッド２９を伸長させて押さえ部材２７で基体４を位置決めする。続いて、制御装置１２が、塗布ノズル支持板３２をフレーム１７の最下方に降下させて、塗布ノズル１９のスリット１９ｂの吐出口３１を基体４の下端部４ａに相対する塗布開始位置に位置付ける。
【００５０】
そして、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０に塗料７を塗布ノズル１９に供給させて、塗布ノズル１９のスリット１９ｂから塗料７を基体４の外周面４ｃ、即ち基体４の下端部４ａ、に向けて吐出させるとともに、気体供給ユニット４７に塗布ノズル１９と基体４との間隔ＣＧに応じて予め定められた流量のガスを塗布ノズル１９に供給させて、塗布ノズル１９の第２のスリット４５からガスを塗料７即ちカーテン膜に向けて噴射させる。
【００５１】
そして、塗料７の吐出開始からｔ秒経過して、スリット１９ｂから吐出した塗料７が基体４の下端部４ａに付着した後、制御装置１２が、移動部２０に塗布ノズル１９を基体４に対して上昇（上端部４ｂに向かって移動）させる。この時間ｔ秒は、吐出開始から塗料７が基体４の下端部４ａに付着するまでの時間である。また、本実施例では、ｔを、
１０００≦ｔ≦３０００（ｍsec）
の範囲に設定している。このようにすることで、塗布ノズル１９より吐出されたカーテン膜の先端部が基体４の外周面４ｃに接触した後、ビードを形成することなくかつこのカーテン膜を崩すことなく塗布ノズル１９の上昇が開始され、均一な厚みの弾性層５を形成することができる。こうして、スリット１９ｂから塗料７を吐出させながら塗布ノズル１９を上昇させる。
【００５２】
そして、塗布ノズル１９のスリット１９ｂの吐出口３１が基体４の上端部４ｂと相対する塗布終了位置に位置付けられると、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０に塗料７の供給を停止させ、気体供給ユニット４７にガスの供給を停止させ、移動部２０を停止させて塗布ノズル１９の基体４に対する上昇（上端部４ｂへの移動）を停止させる。こうして、下端部４ａと上端部４ｂとに亘って基体４の外周面４ｃに塗料７を塗布する。そして、塗料７内の溶媒が蒸発するなどして、基体４の外周面４ｃに塗膜としての弾性層５が形成される。
【００５３】
その後、制御装置１２が、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させて押さえ部材２７を基体４から離す。そして、弾性層５が形成された基体４を立設柱２４から取り外し、弾性層５を形成する前の基体４を立設柱２４に取り付けて、前述した工程と同様に、弾性層５を形成する。
【００５４】
このように、前述した塗膜形成装置１Ａの制御装置１２は、立設柱２４に保持された基体４の下端部４ａと相対した状態の塗布ノズル１９のスリット１９ｂから塗料７の吐出を開始させて、続いて、スリット１９ｂから塗料７を吐出させながら塗布ノズル１９が基体４の上端部４ｂに向かって移動するように、移動部２０と塗料供給ユニット１０とを制御する。また制御装置１２は、これらの動作に同期して、塗布ノズル１９の第２のスリット４５から基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧに応じて予め定められた流量のガスを噴射させるように気体供給ユニット４７を制御する。
【００５５】
本実施例によれば、基体４の周方向及び軸芯Ｐ方向の双方に均一な厚みの弾性層５を容易に形成でき、さらに、径の異なる多種類の基体４に幅広く対応することができる。さらに、基体４の鉛直方向下方から上方に向かって順に弾性層５を形成するので、塗料７と基体４との間に侵入しようとする空気が、基体４の上方に逃げることとなって、塗料７と基体４との間に空気が侵入することを防止できる。よって、塗膜としての弾性層５に気泡が生じることを防止でき、高品質な塗膜としての弾性層５を得ることができる。
【００５６】
（実施例２）
図３は、本発明の実施例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した第１の実施例と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
本実施例の塗膜形成装置１Ｂは、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの構成に加えて、図３に示すように、配管４６に取り付けられたバルブ５５をさらに有している。このバルブ５５は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて、当該バルブ５５を通過するガスの流量を変更するように、制御装置１２により制御されている。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００５８】
この塗膜形成装置１Ｂにより、例えば、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも小径に形成されたつづみ形状（逆クラウン形状）の基体（不図示）に弾性層５を形成する場合、第２のノズル４５から噴射されるガスの流量、即ちバルブ５５を通過するガスの流量、は、塗布ノズル１９がこの基体の下端部と相対する塗布開始位置からこの基体の中央部と相対する位置に向かうにしたがって徐々に大きくなり、最も小径に形成された前記中央部と相対する位置で最大となり、この中央部と相対する位置からこの基体の上端部と相対する塗布終了位置に向かうにしたがって徐々に小さくなるように制御装置１２により制御される。
【００５９】
本発明では、このように、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体に塗膜、即ち弾性層５、を形成する際、制御装置１２により、基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてバルブ５５の開閉量を変化させて、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、づづみ形状（逆クラウン形状）のような軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６０】
（実施例３）
図４は、本発明の実施例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１，２と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
本実施例の塗膜形成装置１Ｃは、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの構成に加えて、図４に示すように、第２のスリット４５の開口面積を変化させるシャッター部材５０をさらに有している。このシャッター部材５０は、塗布ノズル１９の内周面３０に沿って円環状に形成されているとともに、図示しない移動機構によりこの塗布ノズル１９の軸芯方向に沿って移動自在に支持されている。また、このシャッター部材５０は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて移動することにより第２のスリット４５の開口面積を変化させるように、その移動が制御装置１２により制御されている。そして、第２のスリット４５の開口面積が変化することにより、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量が変更される。また、本実施例において、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、気体供給ユニット４７と、シャッター部材５０とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００６２】
この塗膜形成装置１Ｃにより、例えば、軸芯方向の中央部が軸芯方向の端部よりも大径に形成されたクラウン形状の基体（不図示）に弾性層５を形成する場合、第２のノズル４５から噴射されるガスの流量は、塗布ノズル１９がこの基体の下端部と相対する塗布開始位置からこの基体の中央部と相対する位置に向かうにしたがってシャッター部材５０が第２のスリット４５の開口面積を小さくするように移動することにより徐々に小さくなり、最も大径に形成された前記中央部と相対する位置で最小となり、この中央部と相対する位置からこの基体の上端部と相対する塗布終了位置に向かうにしたがってシャッター部材５０が第２のスリット４５の開口面積を大きくするように移動することにより徐々に大きくなるように制御装置１２により制御される。
【００６３】
本発明では、このように、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体に塗膜、即ち弾性層５、を形成する際、制御装置１２により、基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてシャッター部材５０を移動させ、第２のスリット４５の開口面積を変化させて、第２のスリット４５から噴射されるガスの流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、クラウン形状のような軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６４】
（実施例４）
図５は、本発明の実施例４にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜３と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
本実施例の塗膜形成装置１Ｄは、図５に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの気体供給ユニット４７の替わりにピストン６０を有した構成である。このピストン６０は、気体収容室４４の内面に沿うように形成された移動部材６１と、この移動部材６１と図示しない移動機構とを互いに連結するロッド６２と、を有している。この移動部材６１は、前記移動機構により、気体収容室４４内を移動自在に支持されている。
【００６６】
また、移動部材６１は、第２のスリット４５から離れた位置から第２のスリット４５に向かって近付く方向に移動することにより、気体収容室４４内の空気（気体）を第２のスリット４５から噴射させる。このようなピストン６０は、基体４の外周面４ｃと塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じて移動速度を変えながら移動することにより、第２のスリット４５から噴射される空気の流量を変化させるように、その移動速度及び移動量が制御装置１２により制御されている。また、本実施例において、上述した気体収容室４４と、第２のスリット４５と、ピストン６０とで、特許請求の範囲に記載した気体噴射手段を構成している。また、制御装置１２には、基体４の寸法と、塗布ノズル支持板３２の移動速度と、塗布ノズル支持板３２の移動時間と、が関連付けられたデータ、即ち塗布ノズル支持板３２がフレーム１７の下方から上方に向かって移動を開始してからｘ秒後の塗布ノズル１９の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧ、が記憶されている。
【００６７】
本発明では、制御装置１２により、本装置１Ｄにより弾性層５が形成される基体の外周面と塗布ノズル１９の内周面３０との間隔ＣＧの変化に応じてピストン６０の移動速度を変化させて第２のスリット４５から噴射される空気の流量を変化させることにより、スリット１９ｂから吐出されたカーテン膜の先端部が常に基体の外周面に当たるように塗料７の吐出方向を変化させることができるので、例えば軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体にも均一な厚みの塗膜、即ち弾性層５、を形成することができる。
【００６８】
また、本発明では、本実施例で示したように、気体はガスであっても良く、空気であっても良い。即ち、本発明では、カーテン膜に吹きつけることが可能な気体であれば如何なるものでも良い。
【００６９】
（比較例１）
比較例１の塗膜形成装置（不図示）は、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの塗布ノズル１９の替わりに塗布ノズル１９’（図８を参照。）を有した構成である。この塗布ノズル１９’は、上述した気体収容室４４及び第２のスリット４５を有していない以外は上述した塗布ノズル１９と同じ構成である。
【００７０】
（比較例２）
図８は、本発明の比較例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜４と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７１】
比較例２の塗膜形成装置１Ｅは、図８に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの塗布ノズル１９の替わりに塗布ノズル１９’を有しているとともに、さらに気体噴射ノズル４２を有した構成である。この塗布ノズル１９’は、上述した気体収容室４４及び第２のスリット４５を有していない以外は上述した塗布ノズル１９と同じ構成である。
【００７２】
また、上記気体噴射ノズル４２は、図示しない気体供給ユニットと接続されており、この気体供給ユニットから供給されたガスをスリット１９ｂから吐出された塗料７即ちカーテン膜に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図８中矢印Ｒで示す。）。また、この気体噴射ノズル４２は、塗布ノズル１９’の内周面３０と基体４の外周面４ｃとの間に一つのみ設けられている。
【００７３】
（比較例３）
図９は、本発明の比較例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。同図において、前述した実施例１〜４及び比較例２と同一構成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
比較例３の塗膜形成装置１Ｆは、図９に示すように、実施例１で説明した塗膜形成装置１Ａの第２のスリット４５の替わりに第２のスリット４５’を有した塗布ノズル１９’’を有した構成である。この第２のスリット４５’は、塗布ノズル１９’’の全周に亘って形成されている。この塗布ノズル１９’’は、気体供給ユニット４７から供給されたガスを、第２のスリット４５’を通して、基体４の外周面４ｃに付着した塗料７に向かって噴射する（前記ガスの噴射方向を図９中矢印Ｓ２で示す。）。即ち、塗布ノズル１９’’は、ガスを、カーテン膜の外周面４ｃとの接触位置Ｋ（図９中に示す。）よりもスリット１９ｂから離れた下流の位置に向かって噴射する。また、この際、塗布ノズル１９’’は、基体４の全周に亘って均一にガスを噴射する。
【００７５】
次に、上記実施例１〜４及び比較例１〜３について下記の試験１〜３を行った。
【００７６】
（試験１）
上述した実施例１の塗膜形成装置１Ａと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、比較例２の塗膜形成装置１Ｅと、を用い、かつ、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７、及びポリイミドで構成された直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いて、弾性層５の厚みＴを２００μｍ，塗布ノズル１９，１９’と基体４との間隔ＣＧを３５０μｍに設定するとともに、塗布ノズル支持板３２の移動速度、即ち塗布ノズル１９，１９’の移動速度、を５０ｍｍ／ｓに設定し、それぞれの塗膜形成装置により５０本ずつ基体４に塗料７を塗布するとともに、塗料７の塗布終了後、形成された塗膜を加熱硬化させて弾性層５を形成した。そして、
（ａ）比較例１の塗膜形成装置により形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｂ）比較例１の塗膜形成装置により形成された弾性層５の全周に亘る均一性
（ｃ）比較例２の塗膜形成装置１Ｅにより形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｄ）比較例２の塗膜形成装置１Ｅにより形成された弾性層５の全周に亘る均一性
（ｅ）実施例１の塗膜形成装置１Ａにより形成された弾性層５の気体噴射ノズル４２と相対する位置に相当する位置における軸芯方向に沿った均一性
（ｄ）実施例１の塗膜形成装置１Ａにより形成された弾性層５の全周に亘る均一性
を調べた結果、実用に適さないと判定されたものの数量を表１に示す。
【００７７】
【表１】
【００７８】
表１によれば、弾性層５の軸方向に沿った均一性は、比較例１より比較例２の方が優れていた。これは、気体噴射ノズル４２より吐出されたガスにより、塗料７の塗布に伴って発生する同伴気流の影響を抑制でき、カーテン膜が安定した塗膜を形成できたことを示す。さらに弾性層５の全周に亘る均一性は実施例１が最も優れていた。比較例２の弾性層５の全周に亘る均一性が良くないのは、気体噴射ノズル４２を一箇所に設置したことにより、ガス噴射によるカーテン膜への影響が全周に亘って均一でなかったことに起因する。
【００７９】
（試験２）
上述した実施例１の塗膜形成装置１Ａと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、比較例３の塗膜形成装置１Ｆと、を用い、かつ、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７を用いて、基体４の無い状態で、弾性層５の厚みＴを２００μｍ（直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いた場合の数値である。），塗布ノズル１９，１９’と基体４との間隔ＣＧを３５０μｍ（直径６０ｍｍ，膜厚９０μｍの円筒状の基体４を用いた場合の数値である。）に仮想的に設定するとともに、スリット１９ｂより塗料７を吐出させることにより形成されたカーテン膜を鉛直方向上方より高速度カメラにて撮影し、このカーテン膜の任意の点における内径を調べた。なお、本試験２では基体４の無い状態であるため、比較例３のガス吐出方向は、仮想的に吐出口３１より鉛直下方向下方１０ｍｍの位置になるようにした。結果を図１０のグラフに示す。また、図１０のグラフは、縦軸が内径を表し、横軸が吐出口３１からの塗料７の落下変位を表している。
【００８０】
図１０のグラフによれば、比較例１は通常の円錐状カーテン膜であることが言える。比較例３は、ガス噴射位置にあたる落下変位１０ｍｍの位置にて内径が顕著に増大していることが言える。また、実施例１は、比較例１，３と比較して、任意の落下位置におけるカーテン膜の内径が大きいことが言える。また、比較例３も、ガス噴射位置より下方にてカーテン膜の内径が大きくなっているが、実際の塗布においては、すでに基体４への塗布が終了している位置であるため、このような効果は得られない。以上の事から、ガス噴射をカーテン膜に直接作用させることによって、カーテン膜横断面における吐出部３１からの変位を変化させることができることが明かとなった。このことは、カーテン膜の成膜範囲をガス噴射によって変化させられることを示している。
【００８１】
（試験３）
上述した実施例２の塗膜形成装置１Ｂと、実施例３の塗膜形成装置１Ｃと、実施例４の塗膜形成装置１Ｄと、比較例１の塗膜形成装置（不図示）と、を用い、粘度が３０Ｐａ・ｓの塗料７、及び直径６０ｍｍ，軸芯方向の中央部（下端部から１２５ｍｍ近傍）での最大つづみ量が１００μｍのつづみ形状（逆クラウン形状）に形成された基体（不図示）を用いて、弾性層５の目標の厚みＴを２００μｍ，塗布ノズル１９，１９’と基体との間隔ＣＧ（基体の軸芯方向の両端部における外周面と塗布ノズル１９，１９’の内周面３０との間隔ＣＧである。）を３５０μｍに設定するとともに、塗布ノズル支持板３２の移動速度、即ち塗布ノズル１９，１９’の移動速度、を５０ｍｍ／ｓに設定し、それぞれの塗膜形成装置により基体に塗料７を塗布するとともに、塗料７の塗布終了後、形成された塗膜を加熱硬化させて弾性層５を形成した。また、塗膜形成装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、基体の軸芯方向の中央部にて第２のスリット４５から噴射される気体（ガスまたは空気）の流量が最大になるように調整して塗布を行った。そして、形成された弾性層５の厚みＴを計測した結果を図１１のグラフに示す。また、図１１のグラフは、縦軸が弾性層５の厚みＴ（単位：μｍ）を表し、横軸が弾性層５の軸芯方向の測定位置（下端部を０ｍｍとする。）を表している。
【００８２】
図１１のグラフによれば、比較例１は、基体の中央部（つづみ量が最大となる位置近傍）にて連続膜を形成することができなかったと言える。一方、実施例２，３，４は、つづみ量が最大となる中央部を含め、軸芯方向全域に亘り均一な連続膜を形成することができたと言える。また、比較例１にて連続膜を形成できなかったのは、つづみ量が最大となる中央部近傍にてＣＧが大きくなりすぎたために、カーテン膜の成膜範囲を外れてしまったことによる。一方、実施例２〜４は、つづみ量が最大となる中央部近傍にて、第２のスリット４５から噴射される気体の流量を制御することにより、つづみ量の変化、即ち軸芯方向に沿った径の変化、に応じて塗料７の吐出方向を変化させ、カーテン膜の成膜範囲を逸脱することなく塗布できたことを示す。
【００８３】
以上のことから、実施例２〜４は、軸芯方向に沿って径が変化する形状の基体であっても、安定的に塗膜を形成することができる塗膜形成装置１Ｂ，１Ｃ，１Ｄであることが明かとなった。
【００８４】
また、前述した実施例１〜４では、定着ローラ２の弾性層５を形成する場合を示しているが、本発明は、定着ローラ２に限ることなく種々の被塗装物に塗膜を形成しても良いことは勿論である。
【００８５】
また、前述した実施例１〜４では、基体４を固定して、塗布ノズル１９を移動させている。しかしながら、本発明では、塗布ノズル１９を固定して、基体４を移動させても良く、塗布ノズル１９と基体４との双方を移動させても良い。
【００８６】
また、前述した実施例１〜４では、カーテン膜に、鉛直方向下方から斜め上方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向外側から内側に向かう向きで気体を吹きつけている。しかしながら、本発明では、カーテン膜に、鉛直方向上方から斜め下方に向かうとともに塗布ノズル１９の周方向内側から外側に向かう向きで気体を吹きつけても良く、塗布ノズル１９の周方向内側と外側の双方から気体を吹きつけても良い。
【００８７】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１にかかる塗膜形成装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例４にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図６】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ローラの斜視図である。
【図７】図６中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の比較例２にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図９】本発明の比較例３にかかる塗膜形成装置の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の効果を評価するために行った試験２の結果を示すグラフである。
【図１１】本発明の効果を評価するために行った試験３の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 塗膜形成装置
２ 定着ローラ（電子写真用定着部材）
４ 基体（被塗装物）
４ａ 下端部（一端部）
４ｂ 上端部（他端部）
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
７ 塗料
１０ 塗料供給ユニット（塗料供給部）
１２ 制御装置（制御部）
１８ 保持部
１９ 塗布ノズル
１９ｂ スリット
２０ 移動部
３０ 内周面
４４ 気体収容室（気体噴射手段）
４５ 第２のスリット（気体噴射手段）
４８ 加圧気体供給源（気体噴射手段）
５０ シャッター部材（気体噴射手段）
６０ ピストン（気体噴射手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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おいて、
前記外周面が露出し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、
円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、
前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、
を有していることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記気体噴射手段が、
前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、
該気体収容室に連結しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、
前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記気体噴射手段が、
前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、
該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、
前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有し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】
前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載された塗膜形成装置により形成されたことを特徴とする電子写真用定着部材。
【請求項７】
請求項６に記載された電子写真用定着部材を有していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
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おいて、
前記外周面が露出し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、
円環状に形成され、かつ前記被塗装物の外周面と間隔をあけて相対して前記保持部に保持された前記被塗装物と同軸に配置され、内周面に前記塗料を吐出するスリットが全周に亘って形成された塗布ノズルと、
前記保持部と前記塗布ノズルとを前記軸芯に沿って相対的に移動させる移動部と、
前記塗布ノズルに前記塗料を供給する塗料供給部と、
前記スリットから円錐状に吐出された塗料に向かって該塗料の周方向全周に亘って均一に気体を噴射することにより、前記塗料の吐出方向を変化させる気体噴射手段と、
を有していることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
前記気体噴射手段が、
前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、
該気体収容室に連結しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、
前記気体収容室内に移動自在に配されかつ前記第２のスリットに向かって移動することにより、前記気体収容室内の気体を前記第２のスリットから噴射させるピストンと、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
【請求項３】
前記気体噴射手段が、
前記塗布ノズルの全周に亘って円環状に形成されかつ前記気体が収容される気体収容室と、
該気体収容室に連通しかつ前記塗布ノズルの内周面の全周に亘って開口した前記気体を噴射する第２のスリットと、
前記気体収容室に加圧気体を送り込む加圧気体供給源と、
を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記気体噴射手段が、前記塗布ノズルの内周面に沿って円環状に形成されかつ前記軸芯方向に沿って移動することにより前記第２のスリットの開口面積を変化させるシャッター部材をさらに有し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】
前記保持部に保持された前記被塗装物の一端部と相対した状態の塗布ノズルのスリットから前記塗料の吐出を開始させ、続いて、該スリットから前記塗料を吐出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の他端部に向かって相対的に移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御するとともに、前記被塗装物の外周面と前記塗布ノズルの内周面との間隔の変化に応じて前記気体噴射手段によって噴射される気体の流量を制御する制御部をさらに有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の塗膜形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載された塗膜形成装置により形成されたことを特徴とする電子写真用定着部材。
【請求項７】
請求項６に記載された電子写真用定着部材を有していることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１６１８３５（Ｐ２００８−１６１８３５Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５６３８９（Ｐ２００６−３５６３８９）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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