塗膜形成装置
【課題】少ない工数で均一の厚みの塗膜を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１は塗布ユニット１１と塗料供給ユニット１０と制御装置１２を備えている。塗布ユニット１１は基体４を保持する保持部１８と塗布ノズル１９と移動部２０を備えている。塗布ノズル１９は円環状に形成され内周面に塗料を塗出するスリットが設けられている。移動部２０は基体４の軸芯Ｐに沿って塗布ノズル１９を移動する。制御装置１２は下端部４ａから上方に向かって順に塗料７を基体４の外周面４ｃに塗布させる。
【解決手段】塗膜形成装置１は塗布ユニット１１と塗料供給ユニット１０と制御装置１２を備えている。塗布ユニット１１は基体４を保持する保持部１８と塗布ノズル１９と移動部２０を備えている。塗布ノズル１９は円環状に形成され内周面に塗料を塗出するスリットが設けられている。移動部２０は基体４の軸芯Ｐに沿って塗布ノズル１９を移動する。制御装置１２は下端部４ａから上方に向かって順に塗料７を基体４の外周面４ｃに塗布させる。
【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、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層が形成されている。前述した定着ローラあるいは定着ベルトは、基体（アルミ、鉄などの金属円筒形状の芯金やポリイミド、Ｎｉなどのベルト状基体）上にプライマ（接着剤）を塗布して、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。
【０００３】
前述した弾性層は、定着時の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。この弾性層の厚みが画像に影響を及ぼし、また耐熱性ゴムの熱伝導性の関係から定着ローラの立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、前述した弾性層の厚みは均一にすることが求められている。
【０００４】
前述した弾性層を形成するために従来から種々の塗膜形成装置（例えば、特許文献１参照）が用いられてきた。特許文献１に示された塗膜形成装置は、軸芯が水平方向と平行な状態に前述した基体を位置付けて、ブレード状の塗布ノズルが塗料を塗出して、該塗料が前述した基体に付着した後、前記基体を回転させながら前述した塗布ノズルから塗料を塗出させることで、前述した弾性層を形成している。
【特許文献１】特開２００５−８７９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に示された塗膜形成装置を用いると、該塗膜形成装置が基体を回転させながらブレード状の塗布ノズルから塗料を塗出させて、塗膜を基体の外周面に形成するので、基体が塗布開始後略１周回転して最初に形成した塗膜と最後に形成した塗膜とが重なる際に、これらの塗膜間にどうしても段差などが生じてしまう。このため、前述した塗膜形成装置を用いると、塗料を塗布して塗膜を形成した後に、塗膜の外表面に研削加工などの機械加工を施して、塗膜の厚みを均一に保っていた。
【０００６】
このように、従来の塗膜形成装置を用いると、形成した塗膜の一部に段差などが生じて、塗料を塗布した後に再度機械加工を施す必要が生じて、前述した基体の外周面に均一の厚みの塗膜を形成するための所要工数が増加する傾向であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、少ない工数で均一の厚みの塗膜を形成できる塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面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た内周面に前記塗料を塗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、前記保持部に保持された前記被塗装物の下端部と相対した塗布ノズルのスリットから前記塗料を塗布させて、該スリットから前記塗料を塗出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、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ＣＧが、次の式３Ｔ／２≦ＣＧ≦１／２５０×（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）（ただし、式中のＴが前記塗膜の厚みである）を満たしていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の塗膜形成装置において、前記制御部が、前記被塗装物の下端部と相対して停止した塗布ノズルのスリットから塗出した前記塗料が前記被塗装物の外周面に付着した後、前記塗布ノズルが前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項３に記載の塗膜形成装置において、前記制御部が、前記被塗装物の上端部と相対して上昇中の塗布ノズルのスリットからの前記塗料の塗出を停止して、該塗料が前記スリットと前記被塗装物の外周面とに掛け渡された状態で前記塗布ノズルの前記上端部への移動を一旦停止した後、再度塗布ノズルを前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルが円環状に形成され、かつ該塗布ノズルの内周面に全周に亘って塗料を塗出するスリットが形成されているので、被塗装物の外周面の全周に一度に塗料が塗布される。そのために、最初に形成された塗膜と後から形成された塗膜とが重なって、段差が生じることを防止できるとともに、形成された塗膜の外表面に研削加工を施す必要が生じない。よって、研削加工を施すなどの所要工数が増加することを防止しながらも、均一な厚みの塗膜を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
また、軸芯が鉛直方向と平行な状態で被塗装物を保持するので、被塗装物の外周面に塗布された塗料に作用する重力が該被塗装物の周方向に一定となる。そのために、塗布された後に周方向の厚みがばらつくように、塗布された塗料が移動することを防止できる。よって、塗膜の厚みを均一に保つことが可能になる。
【００１４】
さらに、被塗装物の下方から上方に向かって順に塗膜を形成するので、被塗装物の塗布される塗料が順に上方に移動する。そのために、塗料と被塗装物との間に侵入しようとする気体が、容易に被塗装物の上方に逃げることとなって、塗料と被塗装物との間に気体が侵入することを防止できる。よって、塗膜に気泡が生じることを防止でき、高品質な塗膜を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルと被塗装物との間隔ＣＧが塗膜の厚みＴの１．５倍以上でかつ１／２５０＊（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）以下となっているので、塗膜を形成する際に塗料がとぎれることを防止でき、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【００１６】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルから塗出された塗料が被塗装物に付着した後、塗布ノズルを被塗装物に対して上昇させるので、塗布ノズルから塗出された塗料がとぎれることなく被塗装物の外周面に付着する。よって、下端部に段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【００１７】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルを一旦停止して、スリットと被塗装物の上端部とに亘って塗料が掛け渡された後に、塗布ノズルを再度被塗装物に対して上昇させるので、塗布ノズルから離れた塗料が被塗装物の上端部に付着する。よって、上端部に段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図１２を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルなどの断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置のフローチャートである。
【００１９】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図１１に示す）のプライマ層３（図１２に示す）が形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての弾性層５を形成する装置である。
【００２０】
定着ベルト２は、図１１に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１２に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ（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。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。
【００２１】
また、弾性層５は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には下端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には上端部）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。
【００２２】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ（接着剤）層３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（接着剤）層３上に、前述したシリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ塗料７を塗布して、前述した弾性層５を形成する。塗料７の粘度μは、以下の式１を満たしている。即ち、塗料７の粘度は、前述したプライマ層３や離型層６を形成する際に用いられる塗料の粘度よりも十分に大きい。
【００２３】
【数１】
【００２４】
塗膜形成装置１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、制御部としての制御装置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、を備えている。原液タンク１４と、汲み上げポンプ１５と、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、互いに配管などによって連結されている。
【００２５】
ユニット本体１３は、箱状に形成されている。原液タンク１４と、汲み上げポンプ１５とは、ユニット本体１３内に収容されている。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。原液タンク１４は、図示例では、二つ設けられている。汲み上げポンプ１５は、原液タンク１４内の液体をくみ上げて混合機１６に供給する。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。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。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、該塗料７を塗布ノズル１９内の送り出す。
【００２６】
塗布ユニット１１は、ユニット本体１７と、保持部１８と、塗布ノズル１９と、移動部２０とを備えている。ユニット本体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部２２と、該延在板部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とを備えている。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。
【００２７】
保持部１８は、立設柱２４と、上チャック２５とを備えている。立設柱２４は、円柱状に形成され台部２１の上面から上方に向かって立設している。立設柱２４は、台部２１に固定されている。立設柱２４の軸芯は、鉛直方向と平行である。立設柱２４は、基体４内に通されて、該基体４を保持する。立設柱２４が基体４を保持すると、該立設柱２４の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。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。立設柱２４が基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯に直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、立設柱２４即ち保持部１８は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。
【００２８】
上チャック２５は、チャックシリンダ２６と、押さえ部材２７とを備えている。チャックシリンダ２６は、シリンダ本体２８と、該シリンダ本体２８から凸没自在なロッド２９とを備えている。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、前述した上方板２３に取り付けられている。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。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と干渉（当接）して、該立設柱２４に対して基体４を位置決めする。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が立設柱２４から離れて、該立設柱２４に基体４を着脱自在とする。
【００２９】
塗布ノズル１９は、図２に示すように、中空の円環状に形成されている。塗布ノズル１９内には、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給される。塗布ノズル１９は、移動部２０によって、立設柱２４と該立設柱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。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の内周面３０は、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。
【００３０】
間隔ＣＧは、形成する弾性層５の厚みをＴとすると、以下の式２を満たしている。
【００３１】
【数２】
【００３２】
また、内周面３０には、塗布ノズル１９の内外を連通するスリット３１が、該塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。塗布ノズル１９は、塗料供給ユニット１０から供給された塗料７を、スリット３１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に向かって塗出する。
【００３３】
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備えている。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。リニアガイドは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。モータは、鉛直方向に沿って、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を移動させる。即ち、モータは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を昇降する。
【００３４】
リニアエンコーダは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９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即ち塗布ノズル１９の位置を、制御装置１２に向かって出力する。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。
【００３５】
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、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１２には、移動部２０のリニアエンコーダからの情報が入力するとともに、リニアエンコーダからの塗布ノズル１９の位置に応じた情報に基づいて、以下に示すように、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。
【００３６】
前述した構成の塗膜形成装置１は、まず、図３中のステップＳ１において、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０を停止しておくとともに、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させておく。さらに、制御装置１２が、塗布ノズル１９を移動部２０に移動させて、該塗布ノズル１９を立設柱２４に保持された基体４よりも上方の上原点位置Ｘ０（図１０に示す）に位置付けて、ステップＳ２に進む。
【００３７】
ステップＳ２では、立設柱２４を基体４内に通して、該立設柱２４の外周に基体４を保持する。さらに、制御装置１２が、立設柱２４が基体４を保持すると、チャックシリンダ２６のロッド２９を伸長して、押さえ部材で基体４を位置決めして、ステップＳ３に進む。
【００３８】
ステップＳ３では、制御装置１２が、移動部２０に塗布ノズル１９を降下させて、図４に示すように、制御装置１２が、塗布ノズル１９の内周面３０が基体４の下端部４ａに相対する塗布開始位置Ｘ１（図１０に示す）に塗布ノズル１９が位置すると、移動部２０を停止する。こうして、塗布ノズル１９を基体４の下端部４ａと相対させて、該塗布ノズル１９の基体４に対する相対的な移動を停止して、ステップＳ４に進む。
【００３９】
ステップＳ４では、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、該塗布ノズル１９のスリット３１から塗料７を基体４の下端部４ａに向けて塗出させて、ステップＳ５とステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始からｔ秒経過して、図５に示すように、スリット３１から塗出した塗料７が基体４の下端部４ａに付着した後、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）させて、ステップＳ７に進む。なお、時間ｔ秒は、塗出開始から塗料７が基体４の下端部４ａに付着するまでの時間である。こうして、ステップＳ６とステップＳ７との間では、図６に示すように、スリット３１から塗料７を塗出させながら塗布ノズル１９を上昇させる。
【００４０】
ステップＳ５では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始からｔ秒よりも遙かに長いＴ秒経過して、スリット３１が基体４の上端部４ｂ寄りの位置Ｌ２（図１０に示す）に位置付けられると、塗料供給ユニット１０に塗料７の供給を停止させて、ステップＳ１０に進む。
【００４１】
ステップＳ７では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始から前述したｔ秒とＴ秒との双方よりも長いｔ１秒経過して、スリット３１が基体４の上端部４ｂに相対する位置Ｌ１（図１０に示す）に位置付けられて、図７に示すように、スリット３１と基体４の外周面４ｃとに塗料７が掛け渡されると、移動部２０を停止して、塗布ユニット１１の基体４に対する上昇（上端部４ｂへの移動）を一旦停止して、ステップＳ８に進む。なお、時間ｔ１秒は、ステップＳ５において、塗料供給ユニット１０を停止してから、スリット３１からの塗出量が徐々に減少する塗料７がスリット３１と基体４の外周面４ｃとに掛け渡された状態となる時間である。
【００４２】
ステップＳ８では、制御装置１２が、ステップＳ７で塗布ノズル１９の上昇を一点停止してからｔ２秒経過した後、再度、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）させて、ステップＳ９に進む。すると、図８に示すように、スリット３１の先端即ち塗布ノズル１９の内周面３０から塗料７が分離した後、図９に示すように、該塗料７が基体４の上端部４ｂの外周面４ｃに付着する。
【００４３】
ステップＳ９では、制御装置１２が、塗布ノズル１９が上原点位置Ｘ０に位置付けられると、移動部２０を停止して、該塗布ノズル１９を上原点位置Ｘ０に停止して、ステップＳ１０に進む。こうして、基体４の下端部４ａと上端部４ｂとの双方にマスキングなどを施すことなく、該下端部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。
【００４４】
ステップＳ１０では、制御装置１２が、塗布ノズル１９が上原点位置Ｘ０に位置付けられると、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小して、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。
【００４５】
このように、前述した塗膜形成装置１の制御装置１２は、保持部１８の立設柱２４に保持された基体４の下端部４ａと相対した塗布ノズル１９のスリット３１から塗料７を塗出させて、該スリット３１から塗料７を塗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。
【００４６】
本実施形態によれば、塗布ノズル１９が円環状に形成され、かつ該塗布ノズル１９の内周面３０に全周に亘って塗料７を塗出するスリット３１が形成されているので、基体４の外周面４ｃの全周に一度に塗料７を塗布できる。そのために、最初に形成された塗膜と後から形成された塗膜とが重なって、弾性層５に段差が生じることを防止できるとともに、形成された塗膜即ち弾性層５の外表面に研削加工を施す必要が生じない。よって、研削加工を施すなどの所要工数が増加することを防止しながらも、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可能となる。
【００４７】
また、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持するので、基体４の外周面４ｃに塗布された塗料７に作用する重力が該基体４の周方向に一定となる。そのために、塗布された後に周方向の厚みがばらつくように、塗布された塗料７が移動することを防止できる。よって、塗膜即ち弾性層５の厚みを均一に保つことが可能なる。
【００４８】
さらに、基体４の下方から上方に向かって順に塗膜としての弾性層５を形成するので、基体４に塗布される塗料７が順に上方に移動する。そのために、塗料７と基体４との間に侵入しようとする気体が、容易に基体４の上方に逃げることとなって、塗料７と基体４との間に気体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。
【００４９】
塗布ノズル１９と基体４との間隔ＣＧが塗膜としての弾性層５の厚みＴの１．５倍以上でかつ１／２５０＊（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）以下となっているので、塗膜としての弾性層５を形成する際に塗料７がとぎれることを防止でき、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５０】
塗布ノズル１９から塗出された塗料７が基体４に付着した後、塗布ノズル１９を上昇させるので、塗布ノズル１９から塗出された塗料７がとぎれることなく基体４の外周面４ｃに付着する。よって、基体４の下端部４ａに段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５１】
塗布ノズル１９を一旦停止して、スリット３１と基体４の上端部４ｂとに亘って塗料７が掛け渡された後に、塗布ノズル１９を再度上昇させるので、塗布ノズル１９から離れた塗料７が基体４の上端部４ｂに付着する。よって、基体４の上端部４ｂに段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５２】
次に、本発明の発明者は、前述した構成の塗膜形成装置１において、弾性層５の厚みＴと、塗布ノズル１９と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧを種々異ならせて、該基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成した。結果を図１３に示す。図１３中の×印は、弾性層５の外表面に段差が生じたりして、外表面が平坦な弾性層５を形成できなかった場合を示している。図１３中の黒四角及び黒丸は、外表面が平坦な弾性層５を形成できて、外表面が平坦な弾性層５を形成できなかった場合との境界を示している。前述した黒四角同士及び黒丸同士を結んだ線分（近似式又は回帰線ともいう）を、最小２乗法などによって求め、外表面が平坦な弾性層５を形成できる間隔ＣＧと厚みＴとの関係の領域Ｒ（図１３中の平行斜線で示す）を得た。この領域Ｒは、外表面に段差が生じることなく、外表面が平坦な弾性層５を形成できた場合を示している。即ち、以下の式３と式４との間に位置付けられる間隔ＣＧと厚みＴすることで、外表面に段差が生じることなく、外表面が平坦な弾性層５を形成できることが明らかとなった。
【００５３】
【数３】
【００５４】
【数４】
【００５５】
前述した実施形態では、定着ベルト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。また、前述した実施例では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００５６】
また、前述した実施形態では、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。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１８と移動部２０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】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態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】図１に示された塗膜形成装置の塗膜形成の工程を示すフローチャートである。
【図４】図３中のステップＳ３で基体の下端部と相対して塗布ノズルが停止した状態を示す断面図である。
【図５】図４に示された塗布ノズルから塗出した塗料が基体の外周面に付着した状態を示す断面図である。
【図６】図５に示された塗布ノズルが上昇中の状態を示す断面図である。
【図７】図６に示された塗布ノズルが基体の上端部と相対して一旦停止した状態を示す断面図である。
【図８】図７に示された塗布ノズルが再度上昇した状態を示す断面図である。
【図９】図８に示された基体の上端部に塗料が付着した状態を示す断面図である。
【図１０】図１に示された塗膜形成装置に保持される基体と塗布ノズルの停止させる各位置との関係を示す説明図である。
【図１１】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１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１に示された塗膜形成装置の塗膜の厚みと、塗布ノズルと基体との間隔との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ａ 下端部
４ｂ 上端部
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
１０ 塗料供給ユニット
１２ 制御装置（制御部）
１８ 保持部
１９ 塗布ノズル
２０ 移動部
３０ 内周面
３１ スリット
Ｔ 厚み
ＣＧ 間隔
Ｐ 軸芯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗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、転写紙を狭厚し、熱によりトナーを溶融して該転写紙に定着させる定着プロセスを行う。近年、その定着プロセスで用いられる部品（定着ローラあるいは定着ベルト）には、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層が形成されている。前述した定着ローラあるいは定着ベルトは、基体（アルミ、鉄などの金属円筒形状の芯金やポリイミド、Ｎｉなどのベルト状基体）上にプライマ（接着剤）を塗布して、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。
【０００３】
前述した弾性層は、定着時の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。この弾性層の厚みが画像に影響を及ぼし、また耐熱性ゴムの熱伝導性の関係から定着ローラの立ち上がり時間（所定の温度に達する時間）などに影響を及ぼすことから、前述した弾性層の厚みは均一にすることが求められている。
【０００４】
前述した弾性層を形成するために従来から種々の塗膜形成装置（例えば、特許文献１参照）が用いられてきた。特許文献１に示された塗膜形成装置は、軸芯が水平方向と平行な状態に前述した基体を位置付けて、ブレード状の塗布ノズルが塗料を塗出して、該塗料が前述した基体に付着した後、前記基体を回転させながら前述した塗布ノズルから塗料を塗出させることで、前述した弾性層を形成している。
【特許文献１】特開２００５−８７９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１に示された塗膜形成装置を用いると、該塗膜形成装置が基体を回転させながらブレード状の塗布ノズルから塗料を塗出させて、塗膜を基体の外周面に形成するので、基体が塗布開始後略１周回転して最初に形成した塗膜と最後に形成した塗膜とが重なる際に、これらの塗膜間にどうしても段差などが生じてしまう。このため、前述した塗膜形成装置を用いると、塗料を塗布して塗膜を形成した後に、塗膜の外表面に研削加工などの機械加工を施して、塗膜の厚みを均一に保っていた。
【０００６】
このように、従来の塗膜形成装置を用いると、形成した塗膜の一部に段差などが生じて、塗料を塗布した後に再度機械加工を施す必要が生じて、前述した基体の外周面に均一の厚みの塗膜を形成するための所要工数が増加する傾向であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、少ない工数で均一の厚みの塗膜を形成できる塗膜形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために請求項１に記載の塗膜形成装置は、被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、前記外周面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た内周面に前記塗料を塗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、前記保持部に保持された前記被塗装物の下端部と相対した塗布ノズルのスリットから前記塗料を塗布させて、該スリットから前記塗料を塗出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の塗膜形成装置は、請求項１に記載の塗膜形成装置において、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ＣＧが、次の式３Ｔ／２≦ＣＧ≦１／２５０×（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）（ただし、式中のＴが前記塗膜の厚みである）を満たしていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の塗膜形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の塗膜形成装置において、前記制御部が、前記被塗装物の下端部と相対して停止した塗布ノズルのスリットから塗出した前記塗料が前記被塗装物の外周面に付着した後、前記塗布ノズルが前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の塗膜形成装置は、請求項３に記載の塗膜形成装置において、前記制御部が、前記被塗装物の上端部と相対して上昇中の塗布ノズルのスリットからの前記塗料の塗出を停止して、該塗料が前記スリットと前記被塗装物の外周面とに掛け渡された状態で前記塗布ノズルの前記上端部への移動を一旦停止した後、再度塗布ノズルを前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルが円環状に形成され、かつ該塗布ノズルの内周面に全周に亘って塗料を塗出するスリットが形成されているので、被塗装物の外周面の全周に一度に塗料が塗布される。そのために、最初に形成された塗膜と後から形成された塗膜とが重なって、段差が生じることを防止できるとともに、形成された塗膜の外表面に研削加工を施す必要が生じない。よって、研削加工を施すなどの所要工数が増加することを防止しながらも、均一な厚みの塗膜を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
また、軸芯が鉛直方向と平行な状態で被塗装物を保持するので、被塗装物の外周面に塗布された塗料に作用する重力が該被塗装物の周方向に一定となる。そのために、塗布された後に周方向の厚みがばらつくように、塗布された塗料が移動することを防止できる。よって、塗膜の厚みを均一に保つことが可能になる。
【００１４】
さらに、被塗装物の下方から上方に向かって順に塗膜を形成するので、被塗装物の塗布される塗料が順に上方に移動する。そのために、塗料と被塗装物との間に侵入しようとする気体が、容易に被塗装物の上方に逃げることとなって、塗料と被塗装物との間に気体が侵入することを防止できる。よって、塗膜に気泡が生じることを防止でき、高品質な塗膜を得ることができる。
【００１５】
請求項２に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルと被塗装物との間隔ＣＧが塗膜の厚みＴの１．５倍以上でかつ１／２５０＊（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）以下となっているので、塗膜を形成する際に塗料がとぎれることを防止でき、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【００１６】
請求項３に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルから塗出された塗料が被塗装物に付着した後、塗布ノズルを被塗装物に対して上昇させるので、塗布ノズルから塗出された塗料がとぎれることなく被塗装物の外周面に付着する。よって、下端部に段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【００１７】
請求項４に記載の塗膜形成装置によれば、塗布ノズルを一旦停止して、スリットと被塗装物の上端部とに亘って塗料が掛け渡された後に、塗布ノズルを再度被塗装物に対して上昇させるので、塗布ノズルから離れた塗料が被塗装物の上端部に付着する。よって、上端部に段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜を容易に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図１乃至図１２を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成装置の構成図であり、図２は図１に示された塗膜形成装置の塗布ノズルなどの断面図、図３は図１に示された塗膜形成装置のフローチャートである。
【００１９】
図１に示された塗膜形成装置１は、コピー機などの画像形成装置を構成する定着ベルト２（図１１に示す）のプライマ層３（図１２に示す）が形成された被塗装物としての基体４に塗膜としての弾性層５を形成する装置である。
【００２０】
定着ベルト２は、図１１に示すように、無端状に形成されている。定着ベルト２は、図１２に示すように、ポリイミド、Ｎｉなどで構成された無端ベルト状の基体４と、プライマ（接着剤）層３と、シリコーンゴムなどの耐熱性ゴムで構成された弾性層５と、プライマ（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。弾性層５の厚みＴは、１００〜３００μｍ程度に形成されている。
【００２１】
また、弾性層５は、基体４の幅方向の一端部（塗膜形成装置１によって後述の塗料７が塗布される際には下端部）４ａと、基体４の幅方向の他端部（塗膜形成装置１によって塗料７が塗布される際には上端部）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。
【００２２】
塗膜形成装置１は、表面にプライマ（接着剤）層３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（接着剤）層３上に、前述したシリコーンゴムと周知の溶媒などを含んだ塗料７を塗布して、前述した弾性層５を形成する。塗料７の粘度μは、以下の式１を満たしている。即ち、塗料７の粘度は、前述したプライマ層３や離型層６を形成する際に用いられる塗料の粘度よりも十分に大きい。
【００２３】
【数１】
【００２４】
塗膜形成装置１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、制御部としての制御装置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、を備えている。原液タンク１４と、汲み上げポンプ１５と、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、互いに配管などによって連結されている。
【００２５】
ユニット本体１３は、箱状に形成されている。原液タンク１４と、汲み上げポンプ１５とは、ユニット本体１３内に収容されている。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。原液タンク１４は、図示例では、二つ設けられている。汲み上げポンプ１５は、原液タンク１４内の液体をくみ上げて混合機１６に供給する。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。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。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、該塗料７を塗布ノズル１９内の送り出す。
【００２６】
塗布ユニット１１は、ユニット本体１７と、保持部１８と、塗布ノズル１９と、移動部２０とを備えている。ユニット本体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部２２と、該延在板部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とを備えている。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。
【００２７】
保持部１８は、立設柱２４と、上チャック２５とを備えている。立設柱２４は、円柱状に形成され台部２１の上面から上方に向かって立設している。立設柱２４は、台部２１に固定されている。立設柱２４の軸芯は、鉛直方向と平行である。立設柱２４は、基体４内に通されて、該基体４を保持する。立設柱２４が基体４を保持すると、該立設柱２４の外周面と基体４の内周面とが互いに密着する。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。立設柱２４が基体４を保持すると、該基体４の外周面４ｃが円筒面状（軸芯に直交する方向の断面形が円弧状）となる。このように、立設柱２４即ち保持部１８は、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持する。
【００２８】
上チャック２５は、チャックシリンダ２６と、押さえ部材２７とを備えている。チャックシリンダ２６は、シリンダ本体２８と、該シリンダ本体２８から凸没自在なロッド２９とを備えている。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、前述した上方板２３に取り付けられている。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。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と干渉（当接）して、該立設柱２４に対して基体４を位置決めする。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が立設柱２４から離れて、該立設柱２４に基体４を着脱自在とする。
【００２９】
塗布ノズル１９は、図２に示すように、中空の円環状に形成されている。塗布ノズル１９内には、前述した塗料供給ユニット１０から塗料７が供給される。塗布ノズル１９は、移動部２０によって、立設柱２４と該立設柱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。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の内周面３０は、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。
【００３０】
間隔ＣＧは、形成する弾性層５の厚みをＴとすると、以下の式２を満たしている。
【００３１】
【数２】
【００３２】
また、内周面３０には、塗布ノズル１９の内外を連通するスリット３１が、該塗布ノズル１９の全周に亘って形成されている。塗布ノズル１９は、塗料供給ユニット１０から供給された塗料７を、スリット３１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に向かって塗出する。
【００３３】
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備えている。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。リニアガイドは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を鉛直方向に沿って移動自在に支持している。モータは、鉛直方向に沿って、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を移動させる。即ち、モータは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９を昇降する。
【００３４】
リニアエンコーダは、塗布ノズル支持板３２即ち塗布ノズル１９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即ち塗布ノズル１９の位置を、制御装置１２に向かって出力する。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。
【００３５】
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、塗料供給ユニット１０と、塗布ユニット１１と接続しており、これらを制御して、塗膜形成装置１全体の制御を司る。即ち、制御装置１２には、移動部２０のリニアエンコーダからの情報が入力するとともに、リニアエンコーダからの塗布ノズル１９の位置に応じた情報に基づいて、以下に示すように、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。
【００３６】
前述した構成の塗膜形成装置１は、まず、図３中のステップＳ１において、制御装置１２が、塗料供給ユニット１０を停止しておくとともに、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小させておく。さらに、制御装置１２が、塗布ノズル１９を移動部２０に移動させて、該塗布ノズル１９を立設柱２４に保持された基体４よりも上方の上原点位置Ｘ０（図１０に示す）に位置付けて、ステップＳ２に進む。
【００３７】
ステップＳ２では、立設柱２４を基体４内に通して、該立設柱２４の外周に基体４を保持する。さらに、制御装置１２が、立設柱２４が基体４を保持すると、チャックシリンダ２６のロッド２９を伸長して、押さえ部材で基体４を位置決めして、ステップＳ３に進む。
【００３８】
ステップＳ３では、制御装置１２が、移動部２０に塗布ノズル１９を降下させて、図４に示すように、制御装置１２が、塗布ノズル１９の内周面３０が基体４の下端部４ａに相対する塗布開始位置Ｘ１（図１０に示す）に塗布ノズル１９が位置すると、移動部２０を停止する。こうして、塗布ノズル１９を基体４の下端部４ａと相対させて、該塗布ノズル１９の基体４に対する相対的な移動を停止して、ステップＳ４に進む。
【００３９】
ステップＳ４では、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、該塗布ノズル１９のスリット３１から塗料７を基体４の下端部４ａに向けて塗出させて、ステップＳ５とステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始からｔ秒経過して、図５に示すように、スリット３１から塗出した塗料７が基体４の下端部４ａに付着した後、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）させて、ステップＳ７に進む。なお、時間ｔ秒は、塗出開始から塗料７が基体４の下端部４ａに付着するまでの時間である。こうして、ステップＳ６とステップＳ７との間では、図６に示すように、スリット３１から塗料７を塗出させながら塗布ノズル１９を上昇させる。
【００４０】
ステップＳ５では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始からｔ秒よりも遙かに長いＴ秒経過して、スリット３１が基体４の上端部４ｂ寄りの位置Ｌ２（図１０に示す）に位置付けられると、塗料供給ユニット１０に塗料７の供給を停止させて、ステップＳ１０に進む。
【００４１】
ステップＳ７では、制御装置１２が、塗料７の塗出開始から前述したｔ秒とＴ秒との双方よりも長いｔ１秒経過して、スリット３１が基体４の上端部４ｂに相対する位置Ｌ１（図１０に示す）に位置付けられて、図７に示すように、スリット３１と基体４の外周面４ｃとに塗料７が掛け渡されると、移動部２０を停止して、塗布ユニット１１の基体４に対する上昇（上端部４ｂへの移動）を一旦停止して、ステップＳ８に進む。なお、時間ｔ１秒は、ステップＳ５において、塗料供給ユニット１０を停止してから、スリット３１からの塗出量が徐々に減少する塗料７がスリット３１と基体４の外周面４ｃとに掛け渡された状態となる時間である。
【００４２】
ステップＳ８では、制御装置１２が、ステップＳ７で塗布ノズル１９の上昇を一点停止してからｔ２秒経過した後、再度、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）させて、ステップＳ９に進む。すると、図８に示すように、スリット３１の先端即ち塗布ノズル１９の内周面３０から塗料７が分離した後、図９に示すように、該塗料７が基体４の上端部４ｂの外周面４ｃに付着する。
【００４３】
ステップＳ９では、制御装置１２が、塗布ノズル１９が上原点位置Ｘ０に位置付けられると、移動部２０を停止して、該塗布ノズル１９を上原点位置Ｘ０に停止して、ステップＳ１０に進む。こうして、基体４の下端部４ａと上端部４ｂとの双方にマスキングなどを施すことなく、該下端部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。
【００４４】
ステップＳ１０では、制御装置１２が、塗布ノズル１９が上原点位置Ｘ０に位置付けられると、チャックシリンダ２６のロッド２９を縮小して、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。
【００４５】
このように、前述した塗膜形成装置１の制御装置１２は、保持部１８の立設柱２４に保持された基体４の下端部４ａと相対した塗布ノズル１９のスリット３１から塗料７を塗出させて、該スリット３１から塗料７を塗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。
【００４６】
本実施形態によれば、塗布ノズル１９が円環状に形成され、かつ該塗布ノズル１９の内周面３０に全周に亘って塗料７を塗出するスリット３１が形成されているので、基体４の外周面４ｃの全周に一度に塗料７を塗布できる。そのために、最初に形成された塗膜と後から形成された塗膜とが重なって、弾性層５に段差が生じることを防止できるとともに、形成された塗膜即ち弾性層５の外表面に研削加工を施す必要が生じない。よって、研削加工を施すなどの所要工数が増加することを防止しながらも、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可能となる。
【００４７】
また、軸芯Ｐが鉛直方向と平行な状態で基体４を保持するので、基体４の外周面４ｃに塗布された塗料７に作用する重力が該基体４の周方向に一定となる。そのために、塗布された後に周方向の厚みがばらつくように、塗布された塗料７が移動することを防止できる。よって、塗膜即ち弾性層５の厚みを均一に保つことが可能なる。
【００４８】
さらに、基体４の下方から上方に向かって順に塗膜としての弾性層５を形成するので、基体４に塗布される塗料７が順に上方に移動する。そのために、塗料７と基体４との間に侵入しようとする気体が、容易に基体４の上方に逃げることとなって、塗料７と基体４との間に気体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。
【００４９】
塗布ノズル１９と基体４との間隔ＣＧが塗膜としての弾性層５の厚みＴの１．５倍以上でかつ１／２５０＊（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）以下となっているので、塗膜としての弾性層５を形成する際に塗料７がとぎれることを防止でき、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５０】
塗布ノズル１９から塗出された塗料７が基体４に付着した後、塗布ノズル１９を上昇させるので、塗布ノズル１９から塗出された塗料７がとぎれることなく基体４の外周面４ｃに付着する。よって、基体４の下端部４ａに段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５１】
塗布ノズル１９を一旦停止して、スリット３１と基体４の上端部４ｂとに亘って塗料７が掛け渡された後に、塗布ノズル１９を再度上昇させるので、塗布ノズル１９から離れた塗料７が基体４の上端部４ｂに付着する。よって、基体４の上端部４ｂに段差などが生じることなく、均一な厚みの塗膜としての弾性層５を容易に形成できる。
【００５２】
次に、本発明の発明者は、前述した構成の塗膜形成装置１において、弾性層５の厚みＴと、塗布ノズル１９と基体４の外周面４ｃとの間隔ＣＧを種々異ならせて、該基体４の外周面４ｃに弾性層５を形成した。結果を図１３に示す。図１３中の×印は、弾性層５の外表面に段差が生じたりして、外表面が平坦な弾性層５を形成できなかった場合を示している。図１３中の黒四角及び黒丸は、外表面が平坦な弾性層５を形成できて、外表面が平坦な弾性層５を形成できなかった場合との境界を示している。前述した黒四角同士及び黒丸同士を結んだ線分（近似式又は回帰線ともいう）を、最小２乗法などによって求め、外表面が平坦な弾性層５を形成できる間隔ＣＧと厚みＴとの関係の領域Ｒ（図１３中の平行斜線で示す）を得た。この領域Ｒは、外表面に段差が生じることなく、外表面が平坦な弾性層５を形成できた場合を示している。即ち、以下の式３と式４との間に位置付けられる間隔ＣＧと厚みＴすることで、外表面に段差が生じることなく、外表面が平坦な弾性層５を形成できることが明らかとなった。
【００５３】
【数３】
【００５４】
【数４】
【００５５】
前述した実施形態では、定着ベルト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。また、前述した実施例では、無端ベルト状の定着ベルト２の例を示したが、本発明は、勿論、金属などで構成された円筒状の被塗装物としてのローラ芯金の外周面に、塗料７を塗布して、塗膜を形成して得られる定着ローラなどに適用しても良い。
【００５６】
また、前述した実施形態では、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。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。即ち、保持部１８と移動部２０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】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態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】図１に示された塗膜形成装置の塗膜形成の工程を示すフローチャートである。
【図４】図３中のステップＳ３で基体の下端部と相対して塗布ノズルが停止した状態を示す断面図である。
【図５】図４に示された塗布ノズルから塗出した塗料が基体の外周面に付着した状態を示す断面図である。
【図６】図５に示された塗布ノズルが上昇中の状態を示す断面図である。
【図７】図６に示された塗布ノズルが基体の上端部と相対して一旦停止した状態を示す断面図である。
【図８】図７に示された塗布ノズルが再度上昇した状態を示す断面図である。
【図９】図８に示された基体の上端部に塗料が付着した状態を示す断面図である。
【図１０】図１に示された塗膜形成装置に保持される基体と塗布ノズルの停止させる各位置との関係を示す説明図である。
【図１１】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１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】図１に示された塗膜形成装置の塗膜の厚みと、塗布ノズルと基体との間隔との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 塗膜形成装置
４ 基体（被塗装物）
４ａ 下端部
４ｂ 上端部
４ｃ 外周面
５ 弾性層（塗膜）
１０ 塗料供給ユニット
１２ 制御装置（制御部）
１８ 保持部
１９ 塗布ノズル
２０ 移動部
３０ 内周面
３１ スリット
Ｔ 厚み
ＣＧ 間隔
Ｐ 軸芯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面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た内周面に前記塗料を塗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、
前記保持部に保持された前記被塗装物の下端部と相対した塗布ノズルのスリットから前記塗料を塗布させて、該スリットから前記塗料を塗出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
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ＣＧが、
次の式３Ｔ／２≦ＣＧ≦１／２５０×（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）（ただし、式中のＴが前記塗膜の厚みである）を満たし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】
前記制御部が、前記被塗装物の下端部と相対して停止した塗布ノズルのスリットから塗出した前記塗料が前記被塗装物の外周面に付着した後、前記塗布ノズルが前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記被塗装物の上端部と相対して上昇中の塗布ノズルのスリットからの前記塗料の塗出を停止して、該塗料が前記スリットと前記被塗装物の外周面とに掛け渡された状態で前記塗布ノズルの前記上端部への移動を一旦停止した後、再度塗布ノズルを前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴とする請求項３記載の塗膜形成装置。
【請求項１】
被塗装物の円筒面状の外周面に塗料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
前記外周面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た内周面に前記塗料を塗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、
前記保持部に保持された前記被塗装物の下端部と相対した塗布ノズルのスリットから前記塗料を塗布させて、該スリットから前記塗料を塗出させながら前記塗布ノズルが前記被塗装物の上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項２】
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ＣＧが、
次の式３Ｔ／２≦ＣＧ≦１／２５０×（Ｔ2−３４０Ｔ＋３１２）（ただし、式中のＴが前記塗膜の厚みである）を満たし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】
前記制御部が、前記被塗装物の下端部と相対して停止した塗布ノズルのスリットから塗出した前記塗料が前記被塗装物の外周面に付着した後、前記塗布ノズルが前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塗膜形成装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記被塗装物の上端部と相対して上昇中の塗布ノズルのスリットからの前記塗料の塗出を停止して、該塗料が前記スリットと前記被塗装物の外周面とに掛け渡された状態で前記塗布ノズルの前記上端部への移動を一旦停止した後、再度塗布ノズルを前記上端部に向かって移動するように、前記移動部及び前記塗料供給部を制御する制御部であることを特徴とする請求項３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１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２４５０７２（Ｐ２００７−２４５０７２Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７４７６５（Ｐ２００６−７４７６５）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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